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Martin Lin, Taiwan, currently in UK

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真的需要椎間盤造影術嗎?Provocative Discography的價值


Figure from the Internet


診斷性椎間盤造影術 Provocative Discography 是一個技術門檻相對高,平常人也比較不容易接觸到的一項檢查。大多數的人都聽過椎間盤突出,但可能比較少人聽過 Discogenic pain 椎源性疼痛。關於 Discogenic pain 的細節可以參考:椎間盤不只會突出,椎間盤本身也會痛?椎間盤原性疼痛 Discogenic pain。今天主要想介紹診斷性椎間盤造影術 Provocative Discography 的臨床使用與其價值。本文內容有一部分參考自台灣疼痛醫學會於 2022/03/19 所舉辦的椎間盤疼痛介入治療工作坊,有興趣可以參考:椎間盤疼痛介入治療工作坊心得


前言

Discogenic pain 椎源性疼痛和椎間盤突出導致的疼痛不同,椎間盤突出是因為壓迫到後側的神經所導致,但 Discogenic pain 是椎間盤本身在疼痛。Discogenic pain 在腰椎的典型表現為中軸的疼痛且沒有所謂神經根病症 Radiculopathy。患者常常會抱怨在動作改變、久坐、前彎、旋轉或咳嗽等動作時會產生疼痛。除了病史詢問以外,影像學檢查是協助診斷的利器,最常使用的檢查就屬核磁共振 MRI 來評估椎間盤是否有所謂的 High Intensity Zone HIZ 或根據 Pfirrmann Grading System 與 Modic change 來協助判斷。然而,目前專門針對Discogenic pain 的診斷還是以 Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術為準則,但這項檢查困難度高且有一些潛在的風險,所以是否需要實行也有爭論。此外,也有人質疑這項檢查的敏感性與特異性,今天想藉著這篇文章來討論一下是否該執行 Provocative Discography,而焦點會是腰椎的椎間盤造影,頸椎與胸椎不在本次的討論範圍


Provocative Discography 的歷史與背景

Provocative Discography 最早是在 1940 年代被描述,然而當初使用 Provocative Discography 其實不是為了 Discogenic pain。在那個年代關於 Discogenic pain 的概念還很有限,所以一開始這樣的技術其實是被用來診斷神經根病變,也就是 Radiculopathy。主要的原理也和下面的描述差不多,透過注射顯影劑去刺激被壓迫到的神經。神經受到刺激會有相對應的疼痛,透過這樣的注射應該也可以重現疼痛。從這個角度來思考可以告訴我們很重要的一件事,不是重現不舒服就算是 Discogenic pain,還要符合 Discogenic pain 的症狀與疾病的邏輯。如果打藥之後出現 Radiculopathy 相關的症狀,而這個症狀也是病人原本的困擾,那診斷仍舊應該往神經根的壓迫而非 Discogenic pain。


Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術的原理

Provocative Discography 的原理是透過注射溶液進入椎間盤製造一定的壓力來誘發疼痛藉以獲得診斷。此外,透過顯影劑的注射也可以觀察椎間盤本身的結構,看看是否出現纖維環的破裂。由上面的敘述可以想像,如果注入的溶液夠多,很可能也會因為壓力過大造成疼痛,因此一個標準的操作就很重要。

簡單來說,Provocative Discography 就是將顯影劑打入椎間盤,在執行的過程中,最標準的做法是要在 Fluoroguide X光導引之下執行。在進行檢查時會在至少兩個不同的角度(正位與側位)確認針尖的位置是否在椎間盤的正中央。確認位在正中央後才會開始注射顯影劑並觀察患者的反應以及顯影劑的顯影狀況。

Figure from https://radiologykey.com/provocative-discography/


Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術的適應症

由於這個檢查是一個相對侵入性的檢查,因此 Provocative discography 是在高度懷疑 Discogenic pain 的病人且有後續介入性治療打算的狀況下才會執行。除了適應症以外,Contraindication 是同等重要。所有的檢查都有一個共同的 Contraindication 就是病人拒絕進行該項檢查,除此之外,還有以下幾點:

  • 局部或系統性的感染

  • 凝血功能不全

  • 懷孕(需要透過 X 光導引)

  • 對顯影劑過敏

  • 良好的認知功能與表達(必須和操作者溝通疼痛的狀態)

  • 心理狀態良好(檢查具刺激性,若有一些身心科的問題要小心)

Table from Deer TR et al., 2019


一個理想的受測者應該有相對局部的椎間盤病灶而非廣泛性的椎間盤問題,因為這樣才有可以提供客觀比較的控制組椎間盤。


Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術的標準與判讀

在執行 Provocative Discography 時主要會觀察下面兩個重點:

  • 椎間盤顯影是否有出現異常

  • 患者是否有出現相對應的疼痛

如果完全沒有影像上的異常,就必須要小心這樣的結果是否準確,這邊的影像異常除了顯影劑的顯影以外,其實臨床上也會綜合操作前的 MRI 來進行綜合的評估。MRI 在椎間盤的判讀會以 Pfirrmann Grading System 來分類,基本上會出現 Discogenic pain 的大多是在 Grade 3 或 4的階段。主要是在T2W下看訊號的高低與均質性、髓核與纖維環之間的分界以及椎間盤的高度來判定分級。

  • Grade 1(a):正常,髓核和纖維環整體均為高訊號,椎間盤高度正常

  • Grade 2(b):髓核和纖維環出現分界,髓核為高訊號但帶有一些低訊號,纖維環相對 暗,椎間盤高度正常

  • Grade 3(c):髓核和纖維環分界不明顯,整體呈現灰階,椎間盤高度正常或些微減少

  • Grade 4(d):髓核和纖維環分界不明顯,整體顏色更深,椎間盤高度正常或中度減少

  • Grade 5(e):髓核和纖維環分界不明顯,整體呈現黑色,椎間盤高度明顯減少

Figure from Farshad-Amacker NA et al., 2015


然而,雖然現今有 MRI 與 CT 可以協助,但這些影像學檢查的異常未必代表問題的所在,在許多沒有症狀的人身上可能也會看到椎間盤的突出或異常。因此,一個臨床醫師應該要整體性的考量病人的病史、理學檢查與後續的評估才進行診斷。Provocative Discography 最正式的診斷標準是由The Spine Intervention Society Practice Guidelines 所定義,需要滿足以下所有條件才是一個陽性的Provocative discography:

  • Concordant pain 重現一樣的疼痛 > 6/10

  • 顯影劑量 < 3 mL

  • 控制椎間盤內壓力 < 50 psi 或大於開口壓力不超過 15 Psi

  • 以相鄰椎間盤作為控制組

在控制組中當選用一節時,控制組該節必須沒有疼痛或疼痛和原本的疼痛不同且發生疼痛時的壓力大於原開口壓力 15 psi。當選用兩節作為控制組時,需要兩節都沒有疼痛或一節沒有疼痛配合另一節與原本的疼痛不同且發生疼痛時的壓力 > 原開口壓力 15 psi。滿足上述條件才能稱作是一個標準的陽性 Provocative Discography。下面分享一下一篇 2013 年的統合分析的內容,裡面節錄了當時的指引,其中 ISIS 的部分也就是我們上面介紹的標準剛好在 2013 年做了改,但也可以從下面的圖表得知一個標準的 Discography 大概會有哪些規範。

Table from Malik KM et al., 2013


Dr. M 在上課的時候有聽到醫師分享,關於腰椎的 Discography 價值比較高,但頸椎的 Discography 幾乎每一個人都會痛,所以在診斷上的價值比較低,是分享給大家有這樣的一層考量。將顯影劑注射進入椎間盤時,我們可以透過 Modified Dallas Classification 來進行分類,分類主要是看顯影劑的流向。不過其實有一些學者或臨床醫師更加提倡在打完顯影劑後馬上做電腦斷層,這樣的做法可以最完整的檢視顯影劑在椎間盤間的流動情形,但臨床上可能需要 Hybrid OR 這樣的設備才可以達成。

  • Grade 0:正常的纖維環

  • Grade 1:纖維環撕裂在內1/3

  • Grade 2 :纖維環撕裂延伸至中1/3

  • Grade 3 :纖維環撕裂延伸至外1/3,但滲出的角度<30°

  • Grade 4 :纖維環撕裂延伸至外1/3,但滲出的角度>30°

  • Grade 5:纖維環撕裂延伸至外不,顯影劑流出纖維環延伸至硬膜外

Figure from Deer et al., 2019


最後以下面這張圖表總結關於 Discography 的判讀,其實 Discography 和 MRI 之間的關係有一點像是肌肉電生理檢查與 MRI 之間的關係。Discography 是一個除了結構以外的功能性檢查,所以在判讀上有很多值得注意的點與細節。

Table from Bottros MM et al., 2013


Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術的臨床效益

執行這項檢查最重要的是想要得到正確的診斷,但可以想像在一個健康的椎間盤中注射藥物或任何液體也有可能產生疼痛。因此,偽陽性的比例高低一直是討論是否需要執行 Discography 的爭論點。先說 Dr. M 查詢文獻後的結論:

如果臨床上允許,病人也同意,在有經驗的醫師操作下載高度懷疑 Discogenic pain 的患者身上執行 Provocative discography 是安全且有助於引導後續治療,對後續治療效果也有潛在效益的術式。

Discography 的偽陽性

關於偽陽性的議題,以看過一些文獻以後來說,絕大多數出現高偽陽性的研究都有以下幾個特點,在解讀上要特別注意:

  • 沒有完全遵照國際指引的建議執行

  • 選擇的對象有涵括正常人

  • 沒有篩選有心理疾患的病人

關於這個議題近幾年來的新研究不多,絕大多數教科書會提到最代表性的文獻是 2008 年Wolfer 等人的系統回顧與統合分析發現若根據 Spine Intervention Society 或 IASP 指引操作再無症狀的患者身上,Specificity 高達 0.94 而偽陽性的機率只有 6%。其中作者也強調其實在經過一個完整的病史詢問與理學檢查後,選擇出潛在可能是 Discogenic pain 的患者後執行 Discography 其陽性預測率會提高。根據這篇文獻,只要配合病史詢問與理學檢查來操作 DIscography,很多人擔心的偽陽性機率就很低了

除此之外,後續的研究也發現除了嚴格遵循指引建議的內容操作 Discography 以外,若患者有一些 Psychometric disorder 或慢性疼痛也有可能增加偽陽性的機率。因此,謹慎的篩選出沒有 Psychometric disorder 與慢性疼痛的個案,或是在解讀 Discography 的結果時將這兩個因子納入考量也相當重要。下面這張圖表也總結了哪些狀況可能導致偽陽性的產生。

Table from Bottros MM et al., 2013

Discography 對預後是否有幫助

在了解完偽陽性的議題之後,另外一個在意的點就是執行 Discography 是否可以提供臨床預後的判定。關於這個問題,大多數的研究的介入是以手術為主,但其實手術以目前來說大多不會是 Discogenic pain 的第一線處置方式,但這些研究一樣值得參考。。

這邊列舉幾篇文獻來討論這個議題。 Madan 等人於 2002 年的研究與 Colhoun 等人於 1988 的研究結論不同。 Madan 等人在 73 位患者中執行手術,他們發現比較其中 41 位沒有在術前執行 Discography 與 32 位有執行 Discography 的患者的後,結果發現分別有 75.6% 沒有執行與 81.2% 有執行的患者都有滿意的結果,這個差異並沒有統計上的顯著意義。不過 Madan 等人的實驗採用了相當高的椎間盤壓力,也沒有採用疼痛指數來進行評估,所以明顯的這樣的造影術並不符合指引,因此很難完整回答這個問題。Colhoun 等人的研究是在 MRI 顯示有可能有 DIscogenic pain 的病人身上執行,他們發現這些患者在 Provocative discography 陽性的狀態下執行手術,成功的機率高達 89% 但若為陰性則只有 52%。這份研究指出了 Discography 有預測治療預後的效果,但這篇文獻針對如何執行 Discography 並沒有過多的描述,因此也無法有一個很完整的結論。

接下來由 Cooper 等人於 2008 年的研究顯示,如果依照 SIS/IASP 的指引,使用 Discography 引導治療可以提高三倍的治療,然而這份研究其實是一個國際會議上的 Abstract,最後好像沒有真的發表,所以可信度也需要被打上一個問號。近期的是一篇 2018 年的研究,但這篇研究無論在患者的選擇或執行 Provocative Discography 的細節都沒有很完整的描述,因此雖然結論是 Provocative discography 並沒有預測的價值,但還是沒有辦法取得一個結論。

最後分享一下在疼痛醫學會所舉辦的椎間盤疼痛介入治療工作坊的數據,在馬偕醫院沒有發表的文獻中指出,在施打 PRP 或羊膜於椎間盤的個案中,依照診斷性椎間盤注射結果執行治療的患者於追蹤三個月與六個月達到 30% 以上疼痛緩解的有約 70%,而沒有執行檢查就直接施打的有 50%。若以 50% 症狀緩解的標準來看,這個結果為 65% 對 50%。不過執行這項注射的醫師是相當有經驗的醫師,儘管沒有執行 Provocative discography 但對於 Discogenic pain 的診斷經驗也相當豐富,所以在解讀這些數據時也要納入考量。


總結一下這個議題 Dr. M 的想法,如果可以最好還是進行 Provocative discography 並依照結果進行治療,這樣對於預後應該會有幫助。不過治療有無效果的根本問題其實有很多東西可以討論,包含:

  • 注射治療本身對於 Discogenic pain 有無效果

  • Discogenic pain 與 Provocative discography 之間的關聯性

但若遇到臨床上真的很符合典型 Discogenic pain 且影像上也單純只有一個節段的問題,患者又不想多花錢進行檢查或是有時間壓力,在妥善討論過後當然還是可以執行,不過就很吃醫師本身的經驗。


Provocative Discography 診斷性椎間盤造影術的風險

針對 Discogenic pain,Provocative Discography 是目前最廣為使用的客觀診斷工具也有較高的 Sensitivity 與 Specificity,但也有文獻認為其風險與侵入性較高。因此現階段的共識認為 Provocative Discography 比較適合作為已經要執行介入前的確認工具而非單獨診斷。執行 Provocative Discography 或椎間盤的注射有一個風險是椎間盤的感染 Discitis。由於椎間盤本身的血流供應很少,一但發生感染就非常難處理。然而,根據過往的研究,若是在符合適應症的狀態下執行 Discography,其實造成 Discitis 的機率相當低(<1%),若有加入抗生素則有文獻指出可以降到更低。因此,有些醫師為了避免發生感染,還會再加入一些抗生素預防。目前主流上來說,在注射物內加入抗生素已經比較少見,但在執行當天施打抗生素,執行後口服幾天抗生素倒是蠻常見的做法。除了上述的風險以外,其他風險主要來自於操作過程可能的併發症:

  • 皮膚或其他軟組織感染

  • 神經根受損

  • 硬膜外血腫

  • 對顯影劑的過敏反應

  • 頭痛(若有造成 Dural puncture)

硬膜外的血腫可大可小,若患者本身有凝血功能問題或有在服用抗凝血劑,嚴重者可能導致一些脊髓的神經受損。當然也若整個過程中的無菌技術沒有操作得當,要是不小心侵犯到硬膜外的空間也可能造成一些膿瘍的產生。


過去文獻有報導過 Provocative Discography 可能加速椎間盤的退化與導致椎間盤的突出,主要是來自以下兩篇文獻。他們的結論是經過十年的追蹤後,有執行椎間盤造影術的人有較高的機率產生椎間盤退化、突出、接受手術、接受更近一步的影像檢查、更多次的下背痛、工作漏失更多次的下背痛、工作時間喪失與就診。

然而,這兩份文獻在解讀上要特別小心注意,McCormick et al. 等人在 2018 年針對 Provocative Discography 發表了一篇文章,這篇文章相當不錯,歡迎有興趣的人閱讀。他們表示這些接受 Discography 的病人並非理想的目標族群,他們排除了有下背痛需要尋求醫療協助、有在服用下背痛的止痛藥物與因下背痛而有活動受限。因此,這樣的研究族群和平常會拿來執行研究的族群有所不同。除此之外,作為控制組的組別也可能不能代表一般族群,他們在 Modic changes 的盛行率低於其他研究中的一般族群(11% vs 36%)。這個研究當然也有 Loss of follow-up 的問題,雖說這個問題無法避免,但在 2009 和 2016 年的研究分別有 30% 和 24% 的流失,足以影響研究結果的解讀。 這些研究也被發現在執行 Discography 的過程中,椎間盤壓力在絕大多數的個案中過高,這些文獻採用 100 psi 作為標準,和 ISIS/IASP 建議的 50 psi 有落差。在 96% 的個案中至少有一節被注射了 > 80 psi 的壓力。因此,不能排除椎間盤是因為過高的壓力導致一些受損。在其他被認為不良的指標中,例如接受更近一步的影像檢查,研究中並沒有說明是哪種檢查。除此之外,2009 年的研究也發現在沒有 Psychometric disorder 的患者終究沒有出現顯著的下背痛的問題。

此外,在其他研究中其實並沒有發現這麼高的退化性現象,在一篇前瞻性研究中,追蹤 3-5 年後並沒有發現執行 Discography 的組別要較高的退化性問題,然而,這個研究沒有監測椎間盤壓力,也沒有使用其他節段作為控制組。一篇橫斷性文章發現在執行 Discography 10-20 年後並沒有增加下背痛的問題。這個族群原始是有下背痛並且需要醫療處理的,但影像檢查只使用了 X ray 而沒有 MRI。

最後在動物實驗中也發現其實透過針刺要造成椎間盤出現問題的機率不高,在小鼠實驗中用 27 號針(老鼠椎間盤一半的高度)並不會導致退化。在更多不同類別的動物實驗中發現,只要使用的針 < 40% 椎間盤的高度,就不會造成嚴重的問題,但這些研究都只是短期追蹤。


一個簡單的總結,目前 Discography 是否會加速椎間盤的退化還不能有一定的定論,考量到術式本身的侵入性,Discography 不適合作為常規診斷用,一般來說會是以要介入為前提才來做 Discography。


總結與建議

最後以疼痛醫學會時講課的內容做一個小總結:

The International Society of Interventional Pain Physicians Lumbar Provocative Discography 在下背痛且排除其他原因又懷疑 Discogenic pain 且準備要治療的前提才值得進行。 . American College of Radiology (ACR), 2018 Lumbar Provocative Discography 具有不錯的證據支持用在慢性 Discogenic pain 的患者身上,但不建議使用在急性非複雜個案或慢性且未經過治療的患者身上。 The North American Spine Society (NASS), 2019 Lumbar Provocative Discography 在慢性下背痛(中軸疼痛而非神經根病變的疼痛)合併功能障礙達六個月保守治療無效時可以使用。

在 MRI、CT 或其他影像上認為是疼痛來源的標的物應該在 Provocative Discography 的印證下進行治療。


在查詢完資料與上課過後,Dr. M 會認為當懷疑有 Discogenic pain 且患者準備要執行椎間盤注射前,在腰椎需要執行 Provocative Discography 以取得明確的治療標準。Provocative Discography 的操作也應該嚴格執行指引上的建議。由於台灣目前並沒有壓力計,所以只能憑藉手感,但切勿使盡吃奶的力氣推藥,這樣反而可能造成不良的影響。在安全的執行Provocative Discography 下,這個檢查是安全且可以提供臨床上注意的檢查。


Dr. M 我們下次見!



References

1. Farshad-Amacker NA, Farshad M, Winklehner A, Andreisek G. MR imaging of degenerative disc disease. European journal of radiology. 2015;84(9):1768-76.

2. McCormick ZL, DeFrancesch F, Loomba V, Moradian M, Bathina R, Rappard G, et al. Diagnostic value, prognostic value, and safety of provocation discography. Pain Medicine. 2018;19(1):3-8.

3. Malik KM, Cohen SP, Walega DR, Benzon HT. Diagnostic criteria and treatment of discogenic pain: a systematic review of recent clinical literature. The Spine Journal. 2013;13(11):1675-89.

4. Deer TR, Pope JE, Lamer TJ, Provenzano D. Deer's treatment of pain: an illustrated guide for practitioners. Springer; 2019.

5. Wolfer LR, Derby R, Lee J-E, Lee S-H. Systematic review of lumbar provocation discography in asymptomatic subjects with a meta-analysis of false-positive rates. Database of Abstracts of Reviews of Effects (DARE): Quality-assessed Reviews [Internet]. 2008.

6. Bottros MM, Cohen SP. Lumbar discogenic pain and diskography.Practical Management of Pain: Fifth Edition: Elsevier Inc.; 2013. p. 885-e5.


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