椎体终板病变与矢状面脊柱序列的关联:选定成人患者群体的回顾性影像学分析

《European Radiology Experimental》:Association between vertebral endplate lesions and sagittal spinal alignment: a retrospective imaging analysis in a selected adult patient population

【字体: 时间:2026年06月06日 来源:European Radiology Experimental 3.6

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  摘要目的 多数终板病变无临床症状,常在影像检查中偶然发现。成人中的患病率为28%–46%,但其临床相关性仍不明确。关于脊柱序列参数如何影响腰椎各节段病变类型及分布,目前仍存在认知空白。本研究旨在通过检验序列变量与病变指数之间的关联来弥补这一空白。 材料与方

  
摘要目的

多数终板病变无临床症状,常在影像检查中偶然发现。成人中的患病率为28%–46%,但其临床相关性仍不明确。关于脊柱序列参数如何影响腰椎各节段病变类型及分布,目前仍存在认知空白。本研究旨在通过检验序列变量与病变指数之间的关联来弥补这一空白。

材料与方法

研究人员对584名成人开展了回顾性研究;纳入对象均在6个月内接受了脊柱磁共振成像(MRI)和站立位X线摄影,并且在T12–L1至L5–S1之间至少有一个脊柱节段存在终板病变。研究人员采用经验证的基于MRI的分类系统对病变进行分级:正常、波浪样/不规则、切迹样、Schmorl结节。与此同时,还评估了Modic改变、矢状面序列参数以及腰盆轮廓(Roussouly分型)。采用相关分析和回归模型分析人口学变量及序列变量与病变指数之间的关联。

结果

在60%的脊柱节段中发现终板病变,其中30%为波浪样/不规则,20%为切迹样,10%为Schmorl结节。84%的节段未见Modic改变,但其中53%仍显示终板病变。病变严重程度随年龄增长而增加,且男性略高。腰椎前凸(LL)减小与病变指数呈负相关,提示在较平直的脊柱序列中病变患病率更高。严重病变在上位腰椎节段略更常见。腰盆轮廓1型和2型显示出更高的病变患病率与严重度,但轮廓类型并非独立预测因子。

结论

终板病变随年龄增长及腰椎前凸减小而增加。尽管矢状面参数和腰盆轮廓会调节病变分布,但其预测能力有限,这支持终板退变具有多因素病因学(multifactorial etiology)的观点。

相关陈述

终板病变随年龄增长及腰椎前凸减小而增加。尽管矢状面序列和腰盆轮廓会影响其分布,这些参数的预测价值仍然有限,凸显了终板退变的多因素性质,以及在脊柱评估中整合形态学与生物力学评估的必要性。

要点

终板病变的患病率和严重程度随年龄增长而增加,在上位腰椎节段略更常见,并与Modic改变呈弱至中度关联。

腰椎前凸减小可能使个体易发生终板病变,这提示脊柱节段间可能存在不利的载荷传递。

腰盆轮廓影响病变分布,但并非病变存在或病变类型的独立预测因子。
该文发表于《European Radiology Experimental》,聚焦椎体终板病变与矢状面脊柱序列之间的关系。研究背景在于,椎体终板病变是磁共振成像(MRI)中常见的影像学异常,累及终板软骨及骨性成分,虽然在成人中检出率较高,但多数为无症状偶发发现,其临床意义与发生机制仍存在明显争议。既往研究已提示终板病变与椎间盘退变、Modic改变存在一定关联,且高龄人群更易出现较高级别病变,但关于脊柱整体矢状面对位、腰盆形态及其生物力学负荷模式如何影响终板病变的类型、严重度及节段分布,证据仍不足。因此,开展本研究的意义在于从脊柱整体序列角度补充终板退变的机制认识,并为影像学解释及个体化脊柱管理提供依据。

研究人员针对选定成人骨科患者群体开展回顾性影像学分析,整合腰椎MRI与站立位EOS影像,对T12–L1至L5–S1各节段的终板病变进行形态学分级,同时评估Modic改变、胸椎后凸(TK)、腰椎前凸(LL)、骶骨倾斜角(SS)、骨盆入射角(PI)、矢状面垂直轴(SVA)及Roussouly腰盆分型,进而分析人口学因素与序列参数对终板病变负荷及分布的影响。研究结果显示,终板病变在该队列中较为常见,且严重程度随年龄增加而上升;较低的腰椎前凸与更高病变负荷相关,提示较平直的腰椎矢状面形态可能不利于终板受力传递;严重病变在上腰椎略更常见;Roussouly 1型与2型总体病变更多、更重,但在多变量模型中并非独立预测因素。由此,研究人员认为,矢状面对位及腰盆轮廓确会影响终板病变分布,但其解释力有限,终板退变更符合多因素病因学框架。该研究的重要意义在于提示:终板病变不能仅以局部退变现象理解,而应结合整体脊柱形态、负荷传递及影像学综合评估加以判断。

就主要技术方法而言,研究基于意大利米兰IRCCS Galeazzi-Sant’Ambrogio Hospital 2020–2024年影像数据库,纳入584例在6个月内同时完成腰椎MRI与站立位EOS摄影的成人。研究人员采用Brayda-Bruno等提出的MRI终板形态分级法,将病变分为正常、波浪样/不规则、切迹样与Schmorl结节,并按节段记录最高严重度;同时评估Modic Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型改变。站立位影像上手工测量TK、LL、SS、PI与SVA,并按Roussouly分型判定腰盆轮廓。统计学上采用相关分析、Kruskal–Wallis检验、χ2检验、广义多元线性回归、累积链接混合模型及广义线性混合效应模型评估相关性与预测效应。

Results

Age, alignment parameters, and distribution of lumbopelvic profiles in the overall population, females, and males
研究共纳入584例受试者,其中女性317例、男性267例,年龄18–87岁,中位年龄56岁。女性中位年龄高于男性。各矢状面参数在男女之间整体相近,且与年龄的相关性总体较弱,唯有SVA与年龄呈中度正相关,提示随年龄增长矢状面前移更明显。腰盆分型方面,1型占22%,2型占27%,3型占19%,3AP型占7%,4型占10%,“Other”型占15%。除3AP型男性比例略高外,不同性别间总体分布相似。该部分结果说明,研究样本中低SS、低LL相关的分型较常见,并存在一定数量无法纳入标准Roussouly分类的个体。

Correlations among radiographic parameters
影像参数间相关性大多较弱,但SS与PI、SS与LL之间存在中等至较强相关,提示腰盆几何与腰椎曲度存在内在耦合关系。不同腰盆分型间,TK差异不明显,而SVA在4型和“Other”组中更高。LL、SS和PI的分布则符合Roussouly分型预设特征。该结果为后续分析终板病变与整体矢状面力学模式之间的关联提供了结构基础。

Distribution of endplate lesion types in relation to Modic changes and lumbopelvic profiles
在3,504个脊柱节段中,40%为正常终板,30%为波浪样/不规则,20%为切迹样,10%为Schmorl结节。随年龄增加,较重病变即切迹样和Schmorl结节逐渐增多;按节段分布观察,下位腰椎较重病变略少,提示重度病变在上腰椎稍占优势。Modic改变方面,84%的节段无Modic改变,6%为Ⅰ型,9%为Ⅱ型,<1%为Ⅲ型。即使在无Modic改变节段中,仍有53%存在终板病变,说明终板病变并不依赖Modic改变而存在;而在伴有Modic改变的节段中,波浪样/不规则病变最常见。按腰盆分型分析,3AP型和4型正常终板比例较高,病变比例较低;至少存在1个重度病变节段的受试者在1型和2型中所占比例更高。该结果支持不同腰盆形态与病变负荷存在分布差异,但相关性并非绝对。

Computed endplate lesion indices in relation to Modic changes and lumbopelvic profiles
研究人员构建了总分、上下腰段分数差、受累节段数及上下腰段受累节段数差等指标,以概括病变总体负荷及空间分布。结果显示,这些指标与矢状面参数的直接相关性总体较弱,对上下腰段差异的相关性尤低。按腰盆分型分析,3型、3AP型和4型的总分及受累节段数中位数较低,而不同分型间上下腰段差异指标相近。男女之间多数指标无明显差别,仅4型中的总分存在性别差异。该部分表明,腰盆分型可能影响病变总量,但对病变上下分布模式的区分能力有限。

Predictive effects of demographic and alignment parameters on endplate lesion indices and types
在控制多重共线性后,研究人员将SS排除出多元模型。结果显示,年龄、性别与LL均与病变总分及受累节段数显著相关,但效应强度较弱。年龄越大,病变越重、受累节段越多;男性病变值略高;LL越低,病变越常见。年龄与LL还与上下腰段差异指标有关,但LL与这些差异指标的偏Spearman相关极弱,支持力度有限。进一步在节段层面分析病变类型及是否存在重度病变时,年龄、性别、LL及脊柱节段与病变类型显著相关;年龄、LL、SVA及脊柱节段与重度病变存在显著关联,其中节段效应表现为上腰椎更易出现重度病变。相比之下,Roussouly分型在回归模型中通常不是显著预测因素。由此可见,具体连续性矢状面参数,尤其LL,较分类型指标更能反映终板病变趋势,但总体预测能力仍较有限。

Discussion

讨论部分首先强调,这是首项基于站立位序列评估椎体终板病变形态分级与矢状面脊柱序列关系的研究。既往多数研究仅借助仰卧位MRI评估患病率,难以反映直立负重状态下的脊柱力学环境,而本研究通过与EOS影像配对,提高了对负荷条件下序列特征的解释力。关于腰盆分型分布,1型与2型在本队列中较健康年轻人群更常见,3型、3AP型和4型较少,作者认为这可能与研究对象年龄较大、衰老相关姿势代偿及SS、LL逐渐减小有关。研究还指出,“Other”组比例达到15%,说明在老年或骨科患者中,Roussouly分型的适用性存在局限。

在终板病变本身方面,研究证实重度病变随年龄增长而增加,这与既往文献一致。终板病变与Modic改变仅呈弱至中度关联,提示二者虽可能位于同一退变链条,但并非同步或一一对应。就腰盆分型而言,1型和2型受试者病变更常见、更严重,而3型、3AP型和4型总体较轻,这与较低腰弧和较低LL可能导致终板负荷传递不利的生物力学推论相符。多变量分析进一步显示,真正稳定关联的因素主要是年龄、性别和LL,其中低LL与更高病变负荷一致,支持较平直腰椎矢状面对终板造成不利受力环境。另一方面,无论是直接相关分析还是回归模型,相关系数总体均较弱,说明终板病变的形成并不能由单一矢状面参数充分解释。

文章同时详细说明了局限性。首先,由于为回顾性研究,缺乏统一临床适应证、疼痛程度、功能状态与失能信息,无法将影像结果与症状直接联系。其次,纳入标准要求至少存在1个病变节段,因此该队列并不代表一般骨科总体,也无法直接与普通人群患病率研究比较。再次,虽然评分者均具备经验且文献已证实相关影像参数具有良好一致性,但本研究未单独检验观察者间一致性。除此之外,横断面设计无法判断病变演变过程,也未纳入椎间盘退变分级、椎管狭窄等其他潜在相关参数。研究还指出,终板与椎间盘构成功能单元,因此现有数据不足以将两者关系完全拆分解释。

研究结论可译为:终板病变在骶骨倾斜角(SS)和腰椎前凸(LL)较低的脊柱轮廓中更常见且更严重,这支持如下假设:终板水平较不利的载荷传递可促使老龄脊柱发生病变。尽管矢状面参数和腰盆轮廓会影响病变分布,但其预测价值有限,凸显了终板退变复杂且多因素的本质。

总体而言,该研究通过将MRI形态学分级与站立位矢状面参数相结合,证明椎体终板病变与年龄增长、腰椎前凸减小及特定腰盆形态存在统计学关联,但这些关系多为弱相关,且Roussouly分型并非独立预测因素。研究的核心贡献不在于建立单一决定因素,而在于强调终板退变应在整体脊柱形态、生物力学负荷及局部退变背景下进行整合性理解。这一结论对于影像判读、退变性脊柱疾病的风险识别以及后续机制研究均具有重要参考价值。
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