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研究证实,腰椎间盘退变是腰痛的主要危险因素之一。然而,学界目前依然缺乏公认的、标准的腰椎间盘退变测量方法。在临床流行病学中,腰椎间盘退变主要利用腰椎核磁共振图像(magnetic resonance images,MRI)测量。目前,有多个基于MRI的腰椎间盘退变测量评估系统,测量的目标是椎间盘的信号强度(disc signal intensity)、膨出程度(disc bulging)、高度(disc height)、骨赘(osteophytes)以及终板缺损(endplate irregularity)等影像学特征。腰椎MRI的量化测量可显著提高椎间盘退变测量的准确性。基于腰椎MRI的腰椎间盘退变量化测量软件多选用单一的腰椎正中位MRI测量。然而,利用腰椎正中位MRI测量腰椎间盘退变的有效性却未得到证实。比如,临床上腰椎间盘突出最常见的为旁正中型突出,突出最明显的多位于旁正中MRI上而非正中位MRI;不同层面的腰椎矢状位MRI中,椎间盘的信号并不一致。利用腰椎正中位MRI测量椎间盘退变的各个参数的有效性因此有待验证。目的:探讨腰椎正中位MRI测量腰椎间盘退变各个影像学参数的有效性。方法:本课题源自杭州腰椎研究。杭州腰椎研究是一个大样本一般人群临床流行病学研究,开始本课题时杭州腰椎研究已收集一般人群样本330例。每例志愿者均行临床问卷调查、3.0TMR腰椎扫描、骨密度检查和DNA分析。本课题在杭州腰椎研究数据库中随机选取腰椎矢状位MRI样本,利用浙大一院脊柱实验室开发的腰椎MR量化软件Spine Explorer(Version 1.3,中国杭州),分别利用正中位和旁正中位MRI测量各腰椎间盘的平均高度和高度指数、椎间盘膨出面积(包括前方膨出和后方膨出面积),以及椎间盘的总信号、平均信号以及信号标准差,比较正中位和旁正中位MRI中各个椎间盘退变参数测量值的差异;分析、对比各测量参数与年龄之间的相关关系。结果:本研究从杭州腰椎研究332例样本中随机选取了 66例一般人群腰椎MRI,其中男、女各33例,年龄50.3±16.5岁。正中位MRI中椎间盘平均高度和高度指数均显著大于旁正中位MRI(t检验,P<0.001);椎间盘后方膨出面积在正中位MRI要高于旁正中位MRI(t检验,P<0.05),而旁正中位MRI的前方膨出面积在上腰椎要高于正中位MRI(差值=1.97,P=0.013),在下腰椎则小于正中位MRI(差值=-2.72,P=0.019);椎间盘信号测量,包括总信号、平均信号以及信号标准差,在正中位MRI中均显著高于旁正中位MRI(t 检验,P<0.001)。单因素回归分析发现,正中位和旁正中位MRI中所测量的椎间盘高度均与年龄不相关(P>0.05);旁正中位MRI测量的椎间盘膨出面积与年龄的相关性(前方膨出:r=0.45,P<0.05;后方膨出:r=0.33,P<0.05)大于正中位MRI测量值(前方膨出:r=0.38,P<0.05;后方膨出:r=0.10,P>0.05),且椎间盘前方膨出面积(旁正中:r=0.45,P<0.05;正中:r=0.38,P<0.05)与年龄相关性高于后方膨出面积与年龄相关性(旁正中:r=0.33,P<0.05;正中:r=0.10,P<0.05);在正中位MRI测量的总信号、平均信号以及信号标准差与年龄的相关程度(r分别为-0.34,-0.50,-0.67,P<0.05)均高于相应的旁正中位 MRI(r 分别为-0.24,-0.33,-0.49,P<0.05);其中,在各个椎间盘信号参数中,以椎间盘信号的标准差与年龄的相关程度最高(r=-0.67,P<0.001)。结论:在正中位MRI上,椎间盘信号强度是测量椎间盘退变的理想指标;在旁正中位MRI上,椎间盘膨出面积能较好反映椎间盘退变的程度;两者均可较好地反映与年龄相关的椎间盘退变程度。无论在正中位MRI还是旁正中位MRI上所测量的椎间盘高度均与年龄无直线相关关系,提示椎间盘高度未必能代表与年龄相关的腰椎间盘退变的程度。本研究为实现人工智能腰椎MR图像量化分析提供了理论基础和依据。