Research progresses of artificial intelligence in MRI of lumbar degenerative diseases

The incidence of lumbar degenerative diseases is increasing year by year,and MRI is often used in clinical diagnosis.In recent years,artificial intelligence(AI)has rapidly developed in medical field and can be used for image segmentation and auxiliary diagnosis of lumbar degenerative diseases.The research progresses of AI in MRI of lumbar degenerative diseases were reviewed in this article.

L_(4)~S_(1)椎弓根形态与椎板间及椎间孔大小的相关性

目的研究腰椎椎弓根形态(长度及角度)与L_(4)/L_(5)和L_(5)/S_(1)节段椎板间及椎间孔大小的相关性。方法回顾性分析海军军医大学长征医院2020年1月—2022年6月收治的50例L_(4)/L_(5)或L_(5)/S_(1)单节段腰椎椎间盘突出症(LDH)患者作为研究组,并选取同时期50名健康志愿者作为对照组。测量2组腰椎正侧位X线片上L_(4)/L_(5)和L_(5)/S_(1)节段椎板间的最大高度和宽度,在CT上测量椎弓根长度和角度、椎间孔最小高度和宽度,采用逐步多元线性回归的多元相关性来确定相关变量对椎间孔及椎板间大小的独立影响。结果2组L_(4)~S_(1)椎弓根长度、L_(4)/L_(5)及L_(5)/S_(1)节段椎间孔和椎板间高度差异无统计学意义(P>0.05)。研究组S_(1)椎弓根外展角小于对照组;研究组L_(4)椎弓根头倾角低于对照组,S_(1)椎弓根头倾角高于对照组;研究组L_(4)与L_(5)、L_(5)与S_(1)椎弓根头倾角差值低于对照组;研究组L_(4)/L_(5)和L_(5)/S_(1)节段椎间孔宽度、椎板间宽度小于对照组;以上指标差异均有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关分析显示,年龄与椎板间高度和宽度及椎间孔高度呈负相关,椎弓根外展角与椎板间宽度呈正相关,椎弓根长度与椎间孔宽度呈正相关,相邻腰椎椎弓根头倾角差值与椎间孔宽度呈正相关,椎板间宽度与椎间孔宽度呈正相关。多重线性回归分析显示,患者的年龄、椎弓根长度及角度与椎板间及椎间孔大小独立相关,L_(5)、S_(1)椎弓根外展角与椎板间宽度显著正相关,L_(5)椎弓根头倾角与L_(4)/L_(5)及L_(5)/S_(1)椎间孔高度显著负相关;相邻腰椎椎弓根头倾角差值与椎间孔宽度显著正相关。结论椎板间及椎间孔高度和宽度会随着患者年龄增长而变小,椎板间宽度随着L_(5)、S_(1)椎弓根外展角度增大而变大,L_(5)椎弓根头倾角越大,相邻椎间孔高度越小;相邻椎体椎弓根头倾角差值增加,椎间孔宽度增大。椎弓根角度和长度影响椎板间及椎间孔的大小,这些变化可能会影响手术难度和手术方式选择。

MRI新技术在创伤性脊髓损伤中应用的研究进展

创伤性脊髓损伤(traumatic spinal cord injury,TSCI)指由脊柱断裂和脱位引起的对脊髓的直接机械性损伤,主要由跌倒和交通事故导致,以颈部损伤最为常见。创伤引起的脊髓受压和断裂会导致轴突、胶质细胞、血管和神经元胞体等的不可逆损伤[1],随后神经组织损伤区域会进一步扩大,发生炎症细胞浸润损伤部位、轴突脱髓鞘及星形胶质细胞增生形成瘢痕阻止再生等。其病理过程可根据时间分为急性期(48h内)、亚急性期(48h~14d)、中期(14d~6个月)和慢性期(6个月后)。TSCI常会导致患者永久的运动、感觉和自主神经功能障碍,急需采取早期诊断、治疗及康复措施。临床上最常使用常规磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)来评估TSCI严重程度,但其价值有限。而MRI相关新技术,如定量MRI、功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)、磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy,MRS)等可检测不同方面的微观脊髓病理,为TSCI后组织、结构和功能的完整性及预后提供更全面的解释。笔者回顾近几年相关文献,对MRI相关新技术在TSCI中的应用进行阐述,以期为MRI在TSCI中的未来研究方向提供参考。

术前头环背心复位固定在颈椎骨折脱位合并强直性脊柱炎患者中的临床应用

目的:探讨颈椎骨折脱位合并强直性脊柱炎(AS)患者术前应用头环背心(Halo vest)复位固定的有效性及安全性。方法:回顾性分析2012年1月~2019年1月我院23例术前行头环背心复位固定的颈椎骨折脱位合并AS患者的临床资料,其中男性22例,女性1例,年龄39~64岁(53.0±7.4岁)。患者损伤平面C2/31例,C4/55例,C5/613例,C6/71例,跨椎节斜形骨折3例(C4-C5椎体2例,C5-C6椎体1例)。术后随访12~36个月,平均22.4±7.7个月。所有患者入院诊断明确后采用头环背心进行复位、固定,直至手术结束。固定前后行颈椎侧位X线片评估复位效果,记录术前术中有无骨折断端再脱位、继发性神经功能恶化。所有患者骨折复位后行单纯后路或者前后联合入路植骨融合内固定术,记录手术时间、出血量及相关并发症。术前及末次随访采用美国脊柱损伤协会(ASIA)分级标准评估患者神经功能情况,并记录椎体融合时间。结果:应用头环背心17例患者获得解剖复位,4例复位满意,2例复位失败,复位失败患者手术前全身麻醉状态下再次进行复位获得解剖复位。固定治疗期间患者均未出现骨折断端再脱位或继发性神经功能恶化。8例采用单纯后路手术,15例采用前后路联合手术。手术时间203.3±68.6min(90~375min),术中出血量275±88.9ml(120~410ml)。1例ASIA分级A级患者术后3周因肺部感染、呼吸衰竭死亡。1例术后5d发生切口感染,经清创及抗感染后痊愈,无其他严重并发症发生。末次随访时1例ASIA分级B级患者恢复至C级,5例C级患者中3例恢复至D级,16例D级患者中有13例恢复至E级,其余患者ASIA分级较术前虽未改变,但肢体肌力均有改善。术后12个月内骨折椎体均完全融合,无内固定松动、移位等。结论:术前采用头环背心复位固定在颈椎骨折脱位合并强直性脊柱炎患者中临床应用安全、有效,并有助于术中复位、简化手术操作进而提高手术安全性。

脊髓损伤患者步行功能康复设备的研究进展

脊髓损伤是导致瘫痪的主要原因之一,患者常伴有下肢运动功能障碍,给患者、家庭和社会带来沉重的负担。重建步行能力是帮助脊髓损伤患者重返社会的有效措施。我们总结了目前步态康复训练设备和辅助行走设备在帮助脊髓损伤患者重建步行能力中的应用情况,并对今后的发展作出展望与分析。

基于人工神经网络的表面肌电信号分类器研究进展

表面肌电信号是一种重要的生理电信号。基于表面肌电信号建立人体康复动作识别系统操作方便,对身体无侵入性,对运动无干扰,有广阔的应用前景。肢体康复动作识别系统很大程度上依赖于信号特征提取和分类器的使用。文中对近几年基于人工神经网络建立的表面肌电信号分类器,包括LVQ分类器、ELM分类器、WNN分类器、ANFIS分类器、Alex Net分类器和GRNN分类器进行了回顾和探讨。通过对各种分类器的回顾比较,发现现有的不足之处并针对分类器的未来研究方向和发展趋势进行了分析和展望,为今后相关方面的研究提供一定的参考依据。

椎间盘源性干细胞的基础研究进展

椎间盘退变(intervertebral disc degeneration,IVDD)是脊柱退行性疾病的重要病理基础之一。目前治疗椎间盘退变性疾病的方法主要集中于缓解症状,而非解决根本问题或恢复椎间盘本身的结构和功能[1]。为了修复重建椎间盘组织,研究者研发了许多方法并取得了一定成果,例如干细胞治疗[2]和基因治疗[3]等。其中,干细胞生物治疗一直是再生医学领域的研究热点。

骨质疏松性椎体压缩骨折椎体强化术后康复治疗指南(2022版)

骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)可导致患者腰背部疼痛,严重者可伴发侧后凸畸形、神经功能损伤等并发症,影响患者日常活动能力和生活质量。椎体强化术是治疗OVCF的有效方法,但椎体强化术并不能纠正骨代谢失衡,无法改善骨质疏松状态,术后常发生腰背痛、脊柱活动受限及椎体再骨折等并发症。术后系统、规范的康复治疗可提高疗效和骨质疏松症的治疗效果、降低椎体再骨折发生风险、增加患者依从性、提高患者生存质量。但目前缺乏针对OVCF椎体强化术后康复治疗的相关临床治疗指南,导致治疗方法混杂、治疗效果参差不齐。为了规范OVCF椎体强化术后的康复治疗,中国医师协会骨科医师分会脊柱创伤学组牵头并组织相关专家,借鉴美国骨科医师协会(AAOS)公布的相关临床指南,遵循科学性、实用性和先进性原则,制订了《骨质疏松性椎体压缩骨折椎体强化术后康复治疗指南(2022版)》,针对OVCF患者椎体强化术后康复治疗的10个相关重要问题提出基于循证医学证据的建议。