European Radiology：如何通过放射组学特征量化马尾神经根弥散度？

椎管狭窄是慢性退行性脊柱疾病的不良后果，这反过来又是背痛和神经根病的主要原因之一。此外，神经孔狭窄常与椎管狭窄相关。尽管腰椎管狭窄(LSCS)的正确发生率难以量化，但据估计，全世界有超过1.03亿人受到这种疾病的影响。目前相关慢性和神经性疼痛的治疗主要基于非甾体类抗炎药或类固醇、硬膜/硬膜外类固醇/臭氧注射或手术治疗。

目前，诊断腰椎管狭窄的放射学标准是基于硬脑膜囊部分或完全闭塞的描述]或硬脑膜囊内尾神经根的形态学分布。临床上已经提出了几种放射学分类来分级椎管狭窄。然而，也有不少研究显示椎管狭窄程度与临床症状(如体位不平衡、跛行等)存在差异，且不同读者之间存在不一致。尽管如此，神经根冗余，即马尾神经根在颅侧和尾侧弯曲到狭窄水平，是LSCS的一个众所周知的影像学征象，几乎总是与严重的症状和临床体征相关。

腰椎负重磁共振成像(wbMRI)是一种放射学检查，能够研究直立体位时脊柱的解剖和病理变化，其中患者的生理体重可能揭示在仰卧位时无法描述的病理结果。由于wbMRI扫描仪可以研究脊柱在仰卧位和直立位下的退行性变化，因此可以为与退行性脊柱相关的体征和症状(如椎管狭窄和脊柱滑脱)的病理生理学提供新的见解。事实上，与传统的仰卧位MR图像相比，直立位获得的图像发现与跛行和步行距离有更高的相关性。然而，关于马尾神经根在直立体位时在硬脊膜囊内的位置，以及LSCS情况下其位置的病理改变我们所知甚少。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究在正常受试者和腰椎管狭窄(LSCS)患者中，使用手动测量和放射组学特征量化仰卧位和直立位马尾神经根的分布。

本项研究回顾性地招募了在仰卧位和直立位接受负重MRI检查的背痛患者。采用三维T2加权各向同性采集(3D- hyce)序列建立三维卷积神经网络，用于腰椎的识别和分割。自动提取垂直于椎管并平行于每个椎体终板的准轴重构图像。从每个水平计算神经根的最大前后(AP)和左右(LL)弥散度;此外，提取放射组学特征以量化神经根分布的标准化指标。

本项研究纳入了16例LSCS患者和20例正常人。在正常受试者中，从仰卧位到直立位，神经根AP弥散度显著增加(p < 0.001, L2-L5水平)，放射组学特征显示不均匀性增加。在LSCS受试者中，直立体位时，神经根AP弥散度和熵相关特征随狭窄程度增加(p < 0.001)，颅侧降低(p < 0.001)。此外，熵相关放射组学特征与术前疼痛数值评定量表呈负相关。正常受试者与LSCS患者在直立体位时AP弥散度和颅向狭窄程度方差增加有差异(p < 0.001)。

图 具有代表性的轴位重构图像显示(a)人工测量神经根弥散的最大AP和LL直径，(b)人工分割硬脑膜囊用于放射组学分析

本项研究表明，脊膜囊内的神经根分布在仰卧位和直立位之间发生了变化，放射组学特征能够量化正常和LSCS受试者之间的差异。

原文出处：

Riccardo Levi,Massimiliano Battaglia,Federico Garoli,et al.Quantification of cauda equina nerve root dispersion through radiomics features in weight-bearing MRI in normal subjects and spinal canal stenosis patients.DOI:10.1007/s00330-023-10467-9