腰椎间盘局限性高信号区（HIZ）

腰椎间盘局限性高信号区（High-Intensity Zone，HIZ）

一、HIZ

1992 年，Aprill 和 Bogduk[1] 提出腰椎间盘局限性高信号区（High-Intensity Zone，HIZ），将其定义为“ MRI T2WI 椎间盘后部纤维环内的高信号区，与髓核相分离，且其信号比髓核略高”。

二、影像学

Aprill 和 Bogduk[1] 认为，只要符合 HIZ 定义均可认为是 HIZ，无论椎间盘状态如何。HIZ 不仅出现于正常椎间盘（Figure 1），膨出椎间盘及突出椎间盘（Figure 2）中也可见。

1、双 HIZ

椎间盘的钙化或骨化也可在 T2WI上 表现为高信号。因此, 有学者提出单纯以矢状位 T2WI 图像出现高信号病灶即判断为 HIZ，会把椎间盘钙化或骨化误诊为 HIZ。但椎间盘钙化或骨化常在 T1WI 图像也表现为高信号, 可进行鉴别，可称为“双 HIZ (dual-HIZ) ”。双 HIZ 在 T2WI 信号比典型的“单 HIZ (single-HIZ) ”病灶信号更高。O’Neill 等将 HIZ 按MRI 信号强度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 度，分别代表相对低、中、高信号类型，且其结果显示，HIZ 信号越高，提示椎间盘源性腰痛的可能性就越大[文献2 引用文献]。

2、“此起彼伏”现象

崔运能[2]的研究中发现，HIZ 病灶在不同的椎间盘有“此起彼伏”的现象。经过一段时间后复查，2 个椎间盘的 HIZ 病灶消失， 但 4 个椎间盘新出现 HIZ 病灶。

3、分型

Teraguchi [文献4 引用文献]提出了两种 HIZ 分型方式。

（1）根据其发生位置及形态将 HIZ 分为五型

圆型（位于前部、后部）；裂隙型（位于后部）；垂直型（位于后部）；边缘型（位于前部）；巨大型（位于前部）。其中圆型为最常见的 HIZ 类型。

（2）根据其信号将 HIZ 分为三型

• 第一型：T1WI 低信号，T2WI 高信号；
• 第二型：T1WI 高信号，T2WI 高信号；
• 第三型：T1WI 等信号，T2WI 高信号。

三、临床意义

Aprill 和 Bogduk [1]认为，HIZ 与疼痛显著相关。然而，Weishaupt[3] 于 1998 年对无症状志愿者的影像学表现中发现，约 1/3（20/60）存在 HIZ。因此 HIZ 作为患者疼痛的解释时需谨慎。

HIZ 代表椎间盘的纤维环破裂，常被认为是诊断盘源性腰痛重要指标[4,5]。

四、病理学

Peng [5]对 HIZ 进行连续矢状切片的组织学研究，结果表明：

• 正常的层状结构被无组织、血管化的肉芽组织所取代。肉芽组织由小圆细胞、成纤维细胞和新生血管组成，新生血管位于从髓核延伸至纤维环外层的撕裂周围。
• 血液增生和炎性细胞浸润沿撕裂边缘延伸到纤维环中层和内层，有时撕裂与肉芽组织相连。有时观察到血管化组织的向内生长在纤维环内层 1/3 和髓核交界处停止。
• 与 HIZ 相邻的纤维环板层结构排列相对规则，然后变得紊乱。远离 HIZ 的纤维环结构相对正常。髓核和纤维环之间的界限消失了。
• 在髓核中，基质的纤维化和细胞密度显著增加，圆形的软骨细胞转化为椭圆形的成纤维细胞。

病理学检查显示，HIZ 病灶为肉芽组织增生，内含大量炎性物质，提示溢出的髓核作为自身抗原物质诱发免疫反应，从而导致炎症反应发生，炎症修复周围形成肉芽组织。随着年龄的增长，椎间盘退变的加剧，纤维环水分含量降低，HIZ 肉芽组织的不断成熟，血管逐渐减少，在 MRI 上信号降低而不显示，故 HIZ 更常见于中年人群早期、中期的退变椎间盘[文献2 引用]。

五、自然病程

Mitra 等[文献2 引用文献]追踪研究56名腰痛患者 HIZ 病灶 6 个月，其中大部分病灶（40.6%）无明显变化，部分病灶（26.6%）消 失，仅 18.8% 的病灶范围增大。

崔运能[2]的研究对 HIZ 进行更大时间跨度（经过至少 1 年 8 月、平均 3 年 3 月时间）的追踪，结果证实 HIZ 体积并无明显增大或缩小的趋势，且大部分 HIZ 病灶（53.5%）的形态并无明显变化。

六、HIZ的发病机制

目前关于 HIZ 的发病机制，医学界仍未达成共识，主要有以下三种观点[文献4 引用文献]：

• （1）HIZ 代表纤维环撕裂后，纤维环发生炎性反应；
• （2）HIZ 可能是由于纤维环撕裂后，髓核液填充局部缝隙形成；
• （3）也有观点认为 HIZ 为创伤等诱因导致外层纤维环损伤、撕裂后，局部无菌性炎症诱导形成的炎性反应修复后形成的炎性血管肉芽组织。

尽管一直以来，HIZ 被认为是纤维环撕裂的影像标志，但对于其是否具有相应的临床症状，现在还没有统一的观点[4]。

七、危险因素

有学者认为患者的性别、体重、吸烟、过重和过频繁的脊柱轴向负荷和创伤性椎间盘破裂是 HIZ 的主要危险因素[文献4 引用文献]。国内李成存、张栋等人[文献4 引用文献]回顾性分析了 LBP 患者的腰椎 MRI 征象，结果显示 HIZ 的出现与 L4/5、L5/S1 两个节段的腰椎退变程度呈正相关，并以相邻的两个节段为甚。

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参考文献

[1]Aprill C, Bogduk N. High-intensity zone: a diagnostic sign of painful lumbar disc on magnetic resonance imaging. Br J Radiol. 1992 May;65(773):361-9. doi: 10.1259/0007-1285-65-773-361. PMID: 1535257.

[2]崔运能,杨伟超,方晓潮,赵银霞,张晓东.腰椎间盘MR高信号区形态及信号强度纵向追踪[J].南方医科大学学报,2018,38(09):1135-1138.

[3]Weishaupt D, Zanetti M, Hodler J, Boos N. MR imaging of the lumbar spine: prevalence of intervertebral disk extrusion and sequestration, nerve root compression, end plate abnormalities, and osteoarthritis of the facet joints in asymptomatic volunteers. Radiology. 1998 Dec;209(3):661-6. doi: 10.1148/radiology.209.3.9844656. PMID: 9844656.

[4]祝爽. 腰痛患者Modic改变的分布特征及相关因素分析[D].西南医科大学,2019.

[5]Peng B, Hou S, Wu W, Zhang C, Yang Y. The pathogenesis and clinical significance of a high-intensity zone (HIZ) of lumbar intervertebral disc on MR imaging in the patient with discogenic low back pain. Eur Spine J. 2006 May;15(5):583-7. doi: 10.1007/s00586-005-0892-8. Epub 2005 Jul 27. PMID: 16047210; PMCID: PMC3489329.