引用本文： 何磊, 谢沛根, 陈瑞强, 舒涛, 张良明, 冯丰, 戎利民. 腰椎极外侧经腰大肌入路神经影像学研究. 中国修复重建外科杂志, 2016, 30(11): 1412-1416. doi: 10.7507/1002-1892.20160291 复制
极外侧入路椎体间融合术（extreme lateral interbody fusion，XLIF）是一种全新的微创腰椎融合方式，其能有效降低或避免常规前、后路手术入路相关并发症的发生[1-3]。但因手术入路建立工作通道时，对腰大肌内腰丛及其分支的牵拉性损伤，术后部分患者存在一过性大腿前方麻木或疼痛[4-5]。研究腰丛与工作通道间的相对位置关系可以提示腰丛损伤风险的高低，对于指导工作通道的建立、减少或避免腰丛损伤具有重要的临床应用价值。本研究将MRI三维重建成像技术应用于腰丛显像，根据实际腰椎极外侧经腰大肌手术入路，分析腰椎退行性病变患者L1、2至L4、5各椎间隙中点平面腰丛与导针穿刺路径（即工作通道）的相对位置关系，评估该入路安全性，探讨安全建立工作通道的方法。
1 临床资料
1.1 研究对象
纳入标准：临床表现为腰痛伴或不伴下肢神经根性疼痛或间隙性跛行，拟行MRI检查者，经知情同意纳入研究。排除标准：退行性腰椎侧凸畸形 > 10°、Ⅰ度以上滑脱、创伤、腰椎感染及肿瘤、下肢血管性疾病、多发性神经病变、特发性脊柱侧凸病史、腰椎融合手术史、内固定手术史及腹膜后手术史患者。
以2012年7月-2015年1月收治的腰椎退行性变患者作为研究对象，共71例患者符合选择标准纳入研究。其中男35例，女36例；年龄39~81岁，平均59.4岁。本研究通过中山大学附属第三医院伦理委员会批准。
1.2 测量方法
1.2.1 图像获取
使用3.0T MRI（GE公司，美国）四通道脊柱相控阵线圈，行各向同性三维快速稳态采集成像（three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition，3D FIESTA）序列轴位容积扫描，获得L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙轴位3D FIESTA序列原始图像，共284个椎间隙测量平面。扫描条件：回波时间1.2 ms，重复时间3.5 ms，各向异性分数55，带宽62.5 kHz，矩阵160×160，视野190 mm，层厚1.2 mm，激励次数4次。
1.2.2 图像重建及测量
将扫描获得的原始图像，导入Advantage Workstation图像处理软件（GE公司，美国），以多平面容积重建方式重建矢状位、冠状位和轴位三维图像，调节重建平面厚度为3.3 mm，以清楚显示腰丛及其分支。
根据腰椎极外侧经腰大肌手术入路，通过重建的矢状位图像确定测量平面为平行于椎体终板的L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙中点水平层面（图 1）。结合轴位和冠状位图像，辨认腰大肌内腰丛及其细小分支分布，获得轴位图像中椎间隙两侧腰丛前缘点坐标（图 2）。术中导针穿刺路径或放置工作通道的参考位置即为椎间盘矢状面中心点垂直线（以下简称椎间盘矢状面中垂线），其垂直并穿过椎间盘矢状面中心点，将椎间盘等分为前后两部分，通过椎间盘前后缘确定椎间盘矢状面中垂线的坐标。
图1
矢状位重建图像示测量平面均为平行于椎体终板的各椎间隙中点水平层面
Figure1.
The reconstructed sagittal image, showing that the measurement plane located at the mid-disc space, which appropriately is parallel to the endplates
图2
测量示意图 ⓐ冠状位重建图像箭头示椎间隙两侧生殖股神经前缘 ⓑ冠状位重建图像箭头示椎间隙两侧腰丛前缘 ⓒ轴位原始图像 箭头分别示椎间隙两侧腰丛、生殖股神经前缘，其中a1、a2代表椎间隙右、左侧腰丛前缘距椎间盘矢状面中垂线的垂直距离，b1、b2代表椎间隙右、左侧生殖股神经前缘距椎间盘矢状面中垂线的垂直距离
Figure2.
Measurement diagram ⓐ Reconstructed coronal image Arrow indicated the anterior edge of genitofemoral nerve on the both sides of the intervertebral space ⓑ Reconstructed coronal image Arrow indicated the anterior edge of lumbar plexus on the both sides of the intervertebral space ⓒ Original axial image Arrow indicated the anterior edge of lumbar plexus and genitofemoral nerve on the both sides of the intervertebral space, respectively; a1, a2 and b1, b2 represented the axial image distance from the anterior edge of lumbar plexus and genitofemoral nerve to the sagittal central perpendicular line of disc on both sides of the intervertebral space, respectively
利用以下空间两点间距离公式：|AB|=，分别计算轴位图像中L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙两侧腰丛前缘至椎间盘矢状面中垂线的垂直距离（图 2）。设A（x1，y1，z1）为腰丛前缘点坐标，B（x2，y2，z2）为A点至椎间盘矢状面中垂线的垂线与椎间盘矢状面中垂线的交点坐标。距离单位用mm表示，提供参考值以指导临床极外侧入路的建立。设定腰丛前缘位于椎间盘矢状面中垂线后方，其测量结果以正值表示；反之，以负值表示。测量由3名实验者共同完成。
1.3 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差以及95%可信区间（confidence interval，CI）表示；各间隙测量指标比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法；检验水准α=0.05。
2 结果
各椎间隙腰丛前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离见表 1。71例患者中，分别有42例（59.2%）、58例（81.7%）和70例（98.6%）在L2、3、L3、4和L4、5间隙其腰丛细小分支穿行于椎间盘矢状面中垂线前方的腰大肌内，结合解剖结构分析提示其为生殖股神经[6]（图 2）。L2、3、L3、4和L4、5间隙生殖股神经前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离见表 1。
表1
腰丛前缘距椎间盘矢状面中垂线的距离（mm，x±s，95%CI）
Table1.
The axial image distance between the anterior edge of lumbar plexus and the sagittal central perpendicular line of disc
随着椎间隙下移，腰丛逐渐向椎间盘腹侧移行。各椎间隙间腰丛前缘、生殖股神经前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离比较，差异均有统计学意义（P < 0.05）。
3 讨论
3.1 观测方法选择
MRI图像作为临床常规的诊断手段和测量工具，已有多位学者利用该方法分析腰丛的分布特点[7-9]。然而常规1.5T MRI T1和T2加权序列限制了腰大肌内腰丛细小分支的辨别。本研究在前期研究基础上，将3.0T MRI 3D FIESTA序列三维重建成像技术应用于腰丛显像，表现为神经根经其相应椎间孔发出后，与邻近神经分支交通形成腰丛，在脊柱两旁呈扇形向前、下、外展开，并穿行于腰大肌内，显示为周围脂肪、脑脊液、神经鞘膜等高信号包绕的等信号或略低信号线条结构[10]。基于3D FIESTA各向同性、多方位成像特点，轴位图像中任意点空间位置与该点在其他重建图像中的空间位置均一致，且任意点在三维空间坐标中对应唯一点坐标。通过一次扫描多方位成像，多角度、多层面连续显示腰丛结构，弥补了既往研究单一MRI轴位图像辨认细小腰丛分支不足的劣势，体现了3.0T MRI在高分辨率神经显影方面的优势[11-12]。通过获取三维重建图像点坐标的方式计算腰丛与椎间盘矢状面中垂线的距离，较传统测量方式准确。
3.2 观测结果分析
本研究中，L1、2至L2、3间隙，腰丛位于椎间盘矢状面中垂线后方且远离椎间盘矢状面中垂线，所建立的扩张通道位于腰丛前方，神经松弛易被分离，损伤风险小。L3、4间隙，虽然腰丛位于椎间盘矢状面中垂线后方，但因其行走于椎间盘矢状面中垂线附近，提示存在导针穿刺直接损伤的可能性；此外, 手术操作的误差难以精确定位椎间盘矢状面中心点，工作通道前后位置的偏移常难以避免，导致通道位于腰丛后方，并可能直接牵拉损伤腰丛。L4、5间隙，腰丛位于椎间盘矢状面中垂线前方，不但存在穿刺受损风险，扩张通道位于腰丛后方，神经张力增大致牵拉损伤的风险亦明显增加，因此临床上该节段并发神经损伤的发生率最高[3, 13-14]。L5、S1间隙因髂嵴的遮挡，限制了XLIF的运用，本研究不涉及该平面的测量。
既往认为由于经腰大肌侧方入路无需过度牵拉扩张腰大肌，因而造成生殖股神经损伤导致暂时性感觉障碍的可能性小。但仍有报道术后患者发生腹股沟及大腿皮肤的感觉障碍，大多数症状经保守治疗6周左右均可消失，考虑与生殖股神经受损有关[14-15]。尽管神经监测能轻易辨别粗大运动神经发出的信号，但不能有效探测如生殖股神经等的感觉支发出的信号[16-17]。本研究发现L2、3至L4、5间隙，生殖股神经均位于椎间盘矢状面中垂线前方腰大肌内，且随着椎间隙下移逐渐向椎间盘腹侧移行，即使将工作通道前移仍有牵拉损伤生殖股神经的风险。由于MRI神经显影技术的限制，细小生殖股神经不能被识别，导致不同椎间隙该神经辨认率的差异，随着间隙下移，生殖股神经纤维增粗，其辨认率相应提高。
为减少或避免术后神经并发症的发生，可考虑行术前MRI腰丛显像确定腰丛的分布特点。参考腰丛与椎间盘矢状面中垂线（即工作通道）的相对距离，以安全建立XLIF手术入路。同时，术中X线透视并辅助神经监测对减少腰丛损伤起重要作用[18-19]。鉴于L1、2和L2、3间隙腰丛位置偏后，即使无神经监测，入路相关并发症发生率仍较低；而L3、4和L4、5间隙腰丛走行于椎间盘矢状面中垂线附近或前方，建立工作通道时，给予实时神经监测并直视下用神经探子向椎间盘后方钝性剥离腰大肌及神经，直到提示无神经受损风险，开始建立手术入路，此时导针及扩张管的初始位置宜适当偏前。手术操作全程应注意实时神经监测的反馈信息，同时避免过度前移工作通道而增加前方血管与腹腔脏器损伤的风险[20]，尽量减少扩张通道的孔径、缩短通道下手术时间。
3.3 本研究不足
由于目前MRI技术的限制，无法完全模拟手术体位行侧卧位扫描，手术体位对测量结果的影响难以判断。虽然MRI三维重建成像能显影腰大肌内腰丛，尚不能准确辨认腰丛的各个分支，有限的神经显影和识别能力会造成一定测量误差；相对于影像学研究，尸体解剖学研究可以更精确和直接地提供腰丛的分布特点。另外，本研究未排除身高、体质量、年龄等个体差异对腰丛分布的影响，且未涉及退行性腰椎侧凸患者，有待于大样本后续研究。
极外侧入路椎体间融合术（extreme lateral interbody fusion，XLIF）是一种全新的微创腰椎融合方式，其能有效降低或避免常规前、后路手术入路相关并发症的发生[1-3]。但因手术入路建立工作通道时，对腰大肌内腰丛及其分支的牵拉性损伤，术后部分患者存在一过性大腿前方麻木或疼痛[4-5]。研究腰丛与工作通道间的相对位置关系可以提示腰丛损伤风险的高低，对于指导工作通道的建立、减少或避免腰丛损伤具有重要的临床应用价值。本研究将MRI三维重建成像技术应用于腰丛显像，根据实际腰椎极外侧经腰大肌手术入路，分析腰椎退行性病变患者L1、2至L4、5各椎间隙中点平面腰丛与导针穿刺路径（即工作通道）的相对位置关系，评估该入路安全性，探讨安全建立工作通道的方法。
1 临床资料
1.1 研究对象
纳入标准：临床表现为腰痛伴或不伴下肢神经根性疼痛或间隙性跛行，拟行MRI检查者，经知情同意纳入研究。排除标准：退行性腰椎侧凸畸形 > 10°、Ⅰ度以上滑脱、创伤、腰椎感染及肿瘤、下肢血管性疾病、多发性神经病变、特发性脊柱侧凸病史、腰椎融合手术史、内固定手术史及腹膜后手术史患者。
以2012年7月-2015年1月收治的腰椎退行性变患者作为研究对象，共71例患者符合选择标准纳入研究。其中男35例，女36例；年龄39~81岁，平均59.4岁。本研究通过中山大学附属第三医院伦理委员会批准。
1.2 测量方法
1.2.1 图像获取
使用3.0T MRI（GE公司，美国）四通道脊柱相控阵线圈，行各向同性三维快速稳态采集成像（three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition，3D FIESTA）序列轴位容积扫描，获得L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙轴位3D FIESTA序列原始图像，共284个椎间隙测量平面。扫描条件：回波时间1.2 ms，重复时间3.5 ms，各向异性分数55，带宽62.5 kHz，矩阵160×160，视野190 mm，层厚1.2 mm，激励次数4次。
1.2.2 图像重建及测量
将扫描获得的原始图像，导入Advantage Workstation图像处理软件（GE公司，美国），以多平面容积重建方式重建矢状位、冠状位和轴位三维图像，调节重建平面厚度为3.3 mm，以清楚显示腰丛及其分支。
根据腰椎极外侧经腰大肌手术入路，通过重建的矢状位图像确定测量平面为平行于椎体终板的L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙中点水平层面（图 1）。结合轴位和冠状位图像，辨认腰大肌内腰丛及其细小分支分布，获得轴位图像中椎间隙两侧腰丛前缘点坐标（图 2）。术中导针穿刺路径或放置工作通道的参考位置即为椎间盘矢状面中心点垂直线（以下简称椎间盘矢状面中垂线），其垂直并穿过椎间盘矢状面中心点，将椎间盘等分为前后两部分，通过椎间盘前后缘确定椎间盘矢状面中垂线的坐标。
图1
矢状位重建图像示测量平面均为平行于椎体终板的各椎间隙中点水平层面
Figure1.
The reconstructed sagittal image, showing that the measurement plane located at the mid-disc space, which appropriately is parallel to the endplates
图2
测量示意图 ⓐ冠状位重建图像箭头示椎间隙两侧生殖股神经前缘 ⓑ冠状位重建图像箭头示椎间隙两侧腰丛前缘 ⓒ轴位原始图像 箭头分别示椎间隙两侧腰丛、生殖股神经前缘，其中a1、a2代表椎间隙右、左侧腰丛前缘距椎间盘矢状面中垂线的垂直距离，b1、b2代表椎间隙右、左侧生殖股神经前缘距椎间盘矢状面中垂线的垂直距离
Figure2.
Measurement diagram ⓐ Reconstructed coronal image Arrow indicated the anterior edge of genitofemoral nerve on the both sides of the intervertebral space ⓑ Reconstructed coronal image Arrow indicated the anterior edge of lumbar plexus on the both sides of the intervertebral space ⓒ Original axial image Arrow indicated the anterior edge of lumbar plexus and genitofemoral nerve on the both sides of the intervertebral space, respectively; a1, a2 and b1, b2 represented the axial image distance from the anterior edge of lumbar plexus and genitofemoral nerve to the sagittal central perpendicular line of disc on both sides of the intervertebral space, respectively
利用以下空间两点间距离公式：|AB|=，分别计算轴位图像中L1、2、L2、3、L3、4、L4、5间隙两侧腰丛前缘至椎间盘矢状面中垂线的垂直距离（图 2）。设A（x1，y1，z1）为腰丛前缘点坐标，B（x2，y2，z2）为A点至椎间盘矢状面中垂线的垂线与椎间盘矢状面中垂线的交点坐标。距离单位用mm表示，提供参考值以指导临床极外侧入路的建立。设定腰丛前缘位于椎间盘矢状面中垂线后方，其测量结果以正值表示；反之，以负值表示。测量由3名实验者共同完成。
1.3 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析。数据以均数±标准差以及95%可信区间（confidence interval，CI）表示；各间隙测量指标比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法；检验水准α=0.05。
2 结果
各椎间隙腰丛前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离见表 1。71例患者中，分别有42例（59.2%）、58例（81.7%）和70例（98.6%）在L2、3、L3、4和L4、5间隙其腰丛细小分支穿行于椎间盘矢状面中垂线前方的腰大肌内，结合解剖结构分析提示其为生殖股神经[6]（图 2）。L2、3、L3、4和L4、5间隙生殖股神经前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离见表 1。
表1
腰丛前缘距椎间盘矢状面中垂线的距离（mm，x±s，95%CI）
Table1.
The axial image distance between the anterior edge of lumbar plexus and the sagittal central perpendicular line of disc
随着椎间隙下移，腰丛逐渐向椎间盘腹侧移行。各椎间隙间腰丛前缘、生殖股神经前缘与椎间盘矢状面中垂线的垂直距离比较，差异均有统计学意义（P < 0.05）。
3 讨论
3.1 观测方法选择
MRI图像作为临床常规的诊断手段和测量工具，已有多位学者利用该方法分析腰丛的分布特点[7-9]。然而常规1.5T MRI T1和T2加权序列限制了腰大肌内腰丛细小分支的辨别。本研究在前期研究基础上，将3.0T MRI 3D FIESTA序列三维重建成像技术应用于腰丛显像，表现为神经根经其相应椎间孔发出后，与邻近神经分支交通形成腰丛，在脊柱两旁呈扇形向前、下、外展开，并穿行于腰大肌内，显示为周围脂肪、脑脊液、神经鞘膜等高信号包绕的等信号或略低信号线条结构[10]。基于3D FIESTA各向同性、多方位成像特点，轴位图像中任意点空间位置与该点在其他重建图像中的空间位置均一致，且任意点在三维空间坐标中对应唯一点坐标。通过一次扫描多方位成像，多角度、多层面连续显示腰丛结构，弥补了既往研究单一MRI轴位图像辨认细小腰丛分支不足的劣势，体现了3.0T MRI在高分辨率神经显影方面的优势[11-12]。通过获取三维重建图像点坐标的方式计算腰丛与椎间盘矢状面中垂线的距离，较传统测量方式准确。
3.2 观测结果分析
本研究中，L1、2至L2、3间隙，腰丛位于椎间盘矢状面中垂线后方且远离椎间盘矢状面中垂线，所建立的扩张通道位于腰丛前方，神经松弛易被分离，损伤风险小。L3、4间隙，虽然腰丛位于椎间盘矢状面中垂线后方，但因其行走于椎间盘矢状面中垂线附近，提示存在导针穿刺直接损伤的可能性；此外, 手术操作的误差难以精确定位椎间盘矢状面中心点，工作通道前后位置的偏移常难以避免，导致通道位于腰丛后方，并可能直接牵拉损伤腰丛。L4、5间隙，腰丛位于椎间盘矢状面中垂线前方，不但存在穿刺受损风险，扩张通道位于腰丛后方，神经张力增大致牵拉损伤的风险亦明显增加，因此临床上该节段并发神经损伤的发生率最高[3, 13-14]。L5、S1间隙因髂嵴的遮挡，限制了XLIF的运用，本研究不涉及该平面的测量。
既往认为由于经腰大肌侧方入路无需过度牵拉扩张腰大肌，因而造成生殖股神经损伤导致暂时性感觉障碍的可能性小。但仍有报道术后患者发生腹股沟及大腿皮肤的感觉障碍，大多数症状经保守治疗6周左右均可消失，考虑与生殖股神经受损有关[14-15]。尽管神经监测能轻易辨别粗大运动神经发出的信号，但不能有效探测如生殖股神经等的感觉支发出的信号[16-17]。本研究发现L2、3至L4、5间隙，生殖股神经均位于椎间盘矢状面中垂线前方腰大肌内，且随着椎间隙下移逐渐向椎间盘腹侧移行，即使将工作通道前移仍有牵拉损伤生殖股神经的风险。由于MRI神经显影技术的限制，细小生殖股神经不能被识别，导致不同椎间隙该神经辨认率的差异，随着间隙下移，生殖股神经纤维增粗，其辨认率相应提高。
为减少或避免术后神经并发症的发生，可考虑行术前MRI腰丛显像确定腰丛的分布特点。参考腰丛与椎间盘矢状面中垂线（即工作通道）的相对距离，以安全建立XLIF手术入路。同时，术中X线透视并辅助神经监测对减少腰丛损伤起重要作用[18-19]。鉴于L1、2和L2、3间隙腰丛位置偏后，即使无神经监测，入路相关并发症发生率仍较低；而L3、4和L4、5间隙腰丛走行于椎间盘矢状面中垂线附近或前方，建立工作通道时，给予实时神经监测并直视下用神经探子向椎间盘后方钝性剥离腰大肌及神经，直到提示无神经受损风险，开始建立手术入路，此时导针及扩张管的初始位置宜适当偏前。手术操作全程应注意实时神经监测的反馈信息，同时避免过度前移工作通道而增加前方血管与腹腔脏器损伤的风险[20]，尽量减少扩张通道的孔径、缩短通道下手术时间。
3.3 本研究不足
由于目前MRI技术的限制，无法完全模拟手术体位行侧卧位扫描，手术体位对测量结果的影响难以判断。虽然MRI三维重建成像能显影腰大肌内腰丛，尚不能准确辨认腰丛的各个分支，有限的神经显影和识别能力会造成一定测量误差；相对于影像学研究，尸体解剖学研究可以更精确和直接地提供腰丛的分布特点。另外，本研究未排除身高、体质量、年龄等个体差异对腰丛分布的影响，且未涉及退行性腰椎侧凸患者，有待于大样本后续研究。
