神經(jīng)根型頸椎病磁共振檢查的技術(shù)研究進展

楊俊松綜述，鄧忠良審校（重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院骨科，重慶400010）

神經(jīng)根型頸椎病磁共振檢查的技術(shù)研究進展

楊俊松綜述，鄧忠良審校（重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院骨科，重慶400010）

頸椎；脊神經(jīng)根；脊柱骨贅?。淮殴舱癯上?；綜述

在頸椎病的各項分型中，神經(jīng)根型頸椎?。╟ervical spondylotic radiculopathy，CSR）占50%～60%。對其診斷大多依據(jù)臨床癥狀（頸肩、項背以及上肢的麻木、放射性疼痛）和影像學檢查中椎間孔狹窄的情況進行診斷[1]。目前，不同醫(yī)生對于磁共振成像（MRI）的了解程度不一，同時常規(guī)MRI對于頸椎神經(jīng)根管的顯露欠佳，都可以影響CSR的確診；尤其是在那些椎間孔狹窄不明顯的患者中，更容易造成臨床上的誤診甚至漏診。在臨床工作中也發(fā)現(xiàn)，部分癥狀很重但磁共振檢查提示陰性的CSR患者。因此針對CSR，由于其診斷和治療的特殊性，做出準確的定位診斷越來越受到重視[2]。

MRI技術(shù)自Lauterbur于1973年首次提出以來逐漸發(fā)展，日趨成熟，已廣泛應用于神經(jīng)系統(tǒng)病變的檢查。鑒于臨床工作中發(fā)現(xiàn)部分CSR患者癥狀與磁共振檢查結(jié)果不一致的這一情況，為進一步提高磁共振技術(shù)對CSR診斷的靈敏度及特異度，本文就近年來磁共振檢查在CSR中的應用進展綜述如下。

1 主要的磁共振形態(tài)成像技術(shù)

1.1 頸椎MRI平掃。中立矢狀位-T1WI和T2WI及橫斷面-T2WI已成為CSR診治中不可缺少的檢查方法。矢狀位成像可同時清晰地顯示所有頸段椎間盤，有助于全面了解所有頸椎椎間盤病變；橫斷面成像可以直接顯示神經(jīng)根管內(nèi)神經(jīng)根的壓迫，最終結(jié)合多方位、多層面成像，相互補充，極大地提高了診斷的陽性率。然而與脊髓壓迫時的情況不同，即使在清晰的MRI上也很少能夠準確地顯示神經(jīng)根受到壓迫的情況[3]。同時MRI平掃也有其局限性：組織分辨率高但密度分辨率低（因此對于區(qū)分神經(jīng)根管周圍的韌帶和骨質(zhì)不是很理想，特別是鈣化物可呈假陰性），運動偽影干擾，體內(nèi)金屬異物不宜檢查，橫斷面呈像不如CT掃描圖像均勻等。

1.2 頸椎MRI斜矢狀位平掃。由于頸椎神經(jīng)根管特殊的解剖特點：其不是在單一平面內(nèi)走行的管道，而是與冠狀面前后成角40°～45°與水平面向下成角10°～15°[4]。因此為了提高MRI平掃的靈敏度，Shim等[4]提出了與冠狀面成角40°～45°的MRI平掃角度。因其盡可能地垂直于神經(jīng)根管截面，可以更加充分地暴露神經(jīng)根管的內(nèi)容物，也能在同一層面上同時顯示多個椎間孔。相對于常規(guī)的MRI平掃來說，極大地提高了診斷的準確度。但是這種檢查方法增加了檢查的時間，同時因神經(jīng)根管并非只與冠狀面成角，并且也與水平面成角，因此，前文所述的掃描方法并非完全垂直于神經(jīng)根管，最佳平掃角度也需后續(xù)研究進一步確定。

1.3 在MRI平掃檢查過程中，患者是處于靜止的非負重狀態(tài)下。由于只是頸椎的靜態(tài)成像，因此無法真實地反映患者在正常生理負重下疼痛誘發(fā)時的狀態(tài)，部分患者則可能得到陰性的檢查結(jié)果。Yu等[5]在部分脊髓型頸椎病患者的MRI檢查中發(fā)現(xiàn)，當患者處于過伸狀態(tài)下，角度在10°以上時，隨著運動幅度的增大，病變處T2WI的信號明顯升高，因此可以提高該檢查的敏感性。同時，為進一步模擬正常生理狀態(tài)，可嘗試在檢查過程中給予患者外加的可量化的軸向壓力負荷。

1.4 MRI脊髓成像（MR myelography，MRM）和頸、臂叢全身背景信號抑制彌散加權(quán)（diffusion wighted imaging with the background signal suppression，DWIBSS）MRI脊髓造影，其作為一種無創(chuàng)的影像檢查手段，受呼吸、腸道蠕動和血管搏動的影響較小。相對于傳統(tǒng)的脊髓造影來說，MRM和DWIBSS MRI脊髓造影的三維成像，覆蓋范圍廣且可以任意角度旋轉(zhuǎn)觀察。同時，由于其成像的高對比性，可檢測出常規(guī)造影不易發(fā)現(xiàn)的輕度椎間盤突出。雖然MRM在頸和上胸段脊髓、神經(jīng)根和神經(jīng)根梢的顯影方面優(yōu)于傳統(tǒng)椎管造影，但是MRM并不能代替常規(guī)MRI，尤其是針對硬膜外病變。因為其雖然可顯示硬膜囊的壓迫和受壓范圍，但是對病變本身的顯示不及常規(guī)MRI。

在DWIBSS圖像中，除C4外，C5～T1神經(jīng)干幾乎均可顯示，并可向上追蹤到腋神經(jīng)[6]。但其主要對于神經(jīng)節(jié)的顯示較理想，對節(jié)后段神經(jīng)根顯示次之，而對節(jié)前段神經(jīng)根顯示最差，同時不能顯示椎管內(nèi)神經(jīng)根袖部分。分析原因可能是：（1）背景抑制效果欠佳，因為該技術(shù)的成像原理決定了其成像范圍內(nèi)的含水組織均呈高信號，如慢血流的小血管及淋巴結(jié)；（2）磁場強度、層厚和重建間隔等，也可能不同程度地影響著其空間分辨率；（3）頸圈的不匹配。

因此結(jié)合CSR的發(fā)病特點：主要發(fā)生在C5～8，C4和T1很少發(fā)生[7]。因此，DWIBSS結(jié)合MRM技術(shù)可全程顯影走行的神經(jīng)根，對于CSR的診斷有一定價值。

2 主要的磁共振功能成像技術(shù)

一般病變的早期都伴隨著細胞功能的減退，隨后才是組織形態(tài)學的改變。因此很多學者為了早期地診斷疾病，早期干預，提出了MRI的功能成像技術(shù)。因脊髓與大腦同屬中樞神經(jīng)系統(tǒng)，該技術(shù)主要借鑒了以往用來評價大腦功能的功能成像技術(shù)，用于脊髓病變的診斷。

2.1 彌散加權(quán)成像（diffusion weight imaging，DWI）主要利用檢測活體組織內(nèi)水分子的運動擴散能力，根據(jù)水分子擴散的受限程度來顯示病變區(qū)域。辛越等[8]對26例臨床及影像學證實為脊髓型頸椎病的患者以及22例非脊髓型頸椎病患者，進行了頸髓MRI和DWI，分析病變情況并測量其表觀擴散系數(shù)（ADC）值，發(fā)現(xiàn)可以通過受壓脊髓ADC值的改變更早地反映脊髓的內(nèi)部變化，較常規(guī)的MRI平掃來說，能更早、更準確地顯示脊髓受壓的情況。但是由于腦脊液的流動、呼吸運動的偽影、局部骨結(jié)構(gòu)造成的磁場分布不均以及相對較小的脊髓體積，使DWI很難應用于臨床。同時由于缺乏DWI對于CSR的相關(guān)實驗的研究，其在CSR診斷中的價值需后續(xù)相關(guān)實驗來證實。

2.2 擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是在DWI技術(shù)的基礎(chǔ)上，進一步改進和發(fā)展而成的一種新的MRI技術(shù)。利用多個不同方向的擴散敏感梯度，對水分子擴散的各向異性（水分子在沿神經(jīng)纖維走行的方向擴散比與其垂直的方向更容易，即各向異性擴散）進行量化檢測，分析病灶處信號的特點并測量其ADC值和部分各向異性（FA）值，目前已成功地應用于神經(jīng)纖維束成像以及檢測脊髓損傷及再生修復的復雜動態(tài)過程，具有極高的臨床應用價值。

2.2.1 DTI的優(yōu)勢。DTI同DWI一樣，較常規(guī)MRI來說，可早期而準確地診斷神經(jīng)的急慢性損傷，并且可作為術(shù)前評估，病變隨訪以及預后判斷的有效依據(jù)。Gao等[9]發(fā)現(xiàn)在脊髓病變的患者中神經(jīng)纖維束及其FA值的改變較T2WI更敏感，同時與臨床的癥狀有更好的相關(guān)性。Demir等[10]采用了多次激勵的DTI序列對脊髓型頸椎病患者進行了初步研究，發(fā)現(xiàn)DTI較常規(guī)方法具有更大的敏感度，與電生理結(jié)果比較分析時，DTI敏感度達80%，明顯高于T2WI（僅為61%）。Ellingson等[11]研究發(fā)現(xiàn)：（1）早期的脊髓壓迫可導致局部ADC值的下降以及FA值的升高。相反，慢性的脊髓壓迫在晚期才能發(fā)現(xiàn)ADC值的升高以及FA值的下降。（2）相對于無癥狀的患者來說，ADC值的升高和FA值的下降多見于有癥狀的脊髓受壓患者。（3）就術(shù)后癥狀的緩解程度來說，術(shù)前FA值較高的患者較FA值較低的恢復較好。因此可將術(shù)前FA值作為手術(shù)患者納入的一項指標。而術(shù)后ADC值的下降以及FA值的上升提示脊髓結(jié)構(gòu)和功能的改善[12]，可作為隨訪的指標。

2.2.2 DTI應用前尚待解決的問題。DTI目前多用于脊髓型頸椎病的診斷，由于其對于神經(jīng)束成像的優(yōu)勢，因此可考慮將其應用于CSR的診斷，參考Krzyzak等[13]的研究，在大規(guī)模應用之前必須解決好以下幾點：（1）成像的困難性。頸髓細小，橫斷面直徑僅為12 mm，相對于頸髓來說神經(jīng)根管內(nèi)的神經(jīng)根更加細小。（2）需要克服脊髓周圍腦脊液搏動所造成的偽影以及吞咽、呼吸動作等運動的干擾。（3）脊髓慢性損傷會繼發(fā)神經(jīng)組織萎縮而蛛網(wǎng)膜下腔則相對增寬，因此腦脊液動力學的改變對測量的影響更加顯著。（4）掃描的低信噪比、部分容積效應以及周圍磁場的不均勻性，都可造成顯像不清。（5）目前對于病變的特性評價缺乏組織病理學的“金標準”。

2.3 彌散峰值成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）由于DTI成像的前提為水分子運動的高斯分布[14]。但是在生物體中，大多數(shù)情況下，水分子運動為非高斯運動。因此針對水分子運動非高斯分布這一情況，部分研究者提出了DKI技術(shù)。其是DTI技術(shù)的延伸，具有以下優(yōu)點：（1）可以更好地根據(jù)神經(jīng)纖維的彌散特性進行成像，顯示正常或異常狀態(tài)下的灰、白質(zhì)[15]。（2）峰值指標較常規(guī)彌散指標來說受灰質(zhì)周圍腦脊液部分容積效應影響小[16]。另外DKI可提供DTI不能提供的信息，可以反映體素內(nèi)交叉情況下的局部神經(jīng)纖維的情況[17]。因此較DTI檢查來說，DKI可大大提高檢查的準確度。但目前針對DKI的研究都還處于初步的探索階段且主要用于大腦的相關(guān)疾病，比如缺血性腦卒中、退變、注意力缺陷多動障礙等疾病。其對CSR診斷的價值尚在探索中。

3 其他磁共振功能成像技術(shù)

3.1 波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）主要通過檢測組織內(nèi)各種代謝物的濃度來研究人體的病理生理改變。相關(guān)的生化標記物有：N-乙酰天冬氨酸（NAA）、乳酸、膽堿和肌酐。沈康平等[18]對急性頸髓損傷進行了MRS與MRI的對照研究，與正常組相比，損傷組的NAA峰明顯降低，而在損傷組中，MRI異常信號組的NAA峰降低更明顯。Holly等[19]發(fā)現(xiàn)，脊髓型頸椎病患者的NAA與肌酐的比值，患者組與健康對照組相比，有明顯的下降。目前的研究主要集中于頸段脊髓，對CSR的診斷少見報道。采集時間過長和運動偽影是MRS在臨床應用的一個限制性因素。

3.2 磁共振灌注是指應用一定的影像檢查手段來檢測活體的灌注過程，通過血流動力學及功能的變化以反映所有研究組織器官的功能，獲取微循環(huán)的信息。在脊髓病變的患者中，因其局部神經(jīng)組織的損傷，以及繼發(fā)的缺血缺氧導致了病情的惡化。因此可通過灌注成像來觀察局部微循環(huán)的變化，進而早期地診斷。目前主要的技術(shù)包括：動態(tài)磁敏感增強，動態(tài)增強掃描以及動脈自旋標記成像。Stroman[20]在研究中提到，將來以灌注成像為代表的磁共振功能成像方面的研究將主要針對局部受損神經(jīng)元功能的量化評估。

3.3 Q空間成像技術(shù)是一種彌散成像的技術(shù)，用于提供微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)大小的量化信息。其在部分動物體內(nèi)實驗中，已經(jīng)被成功地用于評估脊髓創(chuàng)傷模型的損傷情況，近年來也在探索其對于部分脊髓型頸椎病患者的臨床價值，對CSR的診斷也不失為一個嘗試的方向[21]。

3.4 分子光譜定量成像技術(shù)作為近年來新興的一項技術(shù)，目前仍處于探索階段。主要的成像技術(shù)包括：化學交換飽和轉(zhuǎn)移成像（CEST）、酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移成像（APT）以及磁化轉(zhuǎn)移成像（MTI）等[22]。目前為止，MTI應用相對較成熟，因其可量化地評價神經(jīng)鞘膜的完整性，主要應用于神經(jīng)內(nèi)科相關(guān)疾病的診斷，比如多發(fā)性硬化以及肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥[23-25]，而各項技術(shù)中CEST以及APT在脊髓病變中應用較少。因分子光譜定量成像技術(shù)的優(yōu)勢，對于CSR的診斷來說，也可能是以后發(fā)展的方向。同時可通過結(jié)合功能成像的定量特點以及形態(tài)成像的定位特性，提供更豐富全面的信息。但是這一技術(shù)也有其局限：（1）神經(jīng)根相對較小，因此極易被周圍具有不同磁化率的鄰近組織所干擾。在MRS的圖像中，脊髓的橫斷面僅僅略大于圖像的最小體素，因而體素位置的偏移會導致信噪比的顯著下降。從而加大了將這一技術(shù)應用到CSR診斷的難度。（2）運動偽影極易發(fā)生。（3）由于呼吸周期及心臟搏動導致的脊髓生理性上下運動，會對成像產(chǎn)生影響。可嘗試通過心臟門控、特制線圈的改良以及部分混雜信號的消除，提高成像質(zhì)量。

綜上所述，在形態(tài)成像的各項技術(shù)中，MRI平掃的臨床應用較廣，結(jié)合斜矢狀位及動態(tài)平掃可進一步提高其診斷價值。功能成像技術(shù)目前仍處于探索階段，雖然其技術(shù)種類較多，但是各項實驗結(jié)果缺乏大量本臨床數(shù)據(jù)的支持。同時因神經(jīng)根自身較小的體積，成像過程中易被運動干擾等因素，也在一定程度上制約了其臨床的推廣。但是因功能成像可更早地提示病變的發(fā)生，因此磁共振功能成像技術(shù)具有廣闊的探索價值。

[1]程云飛，楊凌洪，石恩金.頸神經(jīng)根槽和頸椎間孔的應用解剖[J].解剖科學進展，2002，8（2）：183-184.

[2]Epstein J，Epstein BS，Lavine L.Clinical monoradiculopathy caused by arthritic hypertrophy[J].J Neurosurg，1978，49（3）：387-392.

[3]羅久偉，蘇衍峰，謝雄.正常軍事飛行員120名頸椎間孔X線測量分析[J].中國誤診學雜志，2009，9（19）：4686-4687.

[4]Shim JH，Park CK，Lee JH，et al.A comparison of angled sagittal MRI and conventional MRI in the diagnosis of herniated disc and stenosis in the cervical foramen[J].Eur Spine J，2009，18（8）：1109-1116.

[5]Yu L，Zhang Z，Ding Q，et al.Relationship between signal changes on T2-weighted magnetic resonance images and cervical dynamics in cervical spondylotic myelopathy[J/OL].J Spinal Disord Tech，2013-11-04[2014-01-20].http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/?term=Yu+L%2C+Zhang+Z%2C+Ding+Q+%2Cet+al+. Relationship+Between+Signal+Changes+on+T2-weighted+Magnetic+Resonance+Images+and+Cervical+Dynamics+inCervical+Spondylotic+Myelopathy.

[6]丁匯清，李長城，黃克勇，等.DWIBSS表現(xiàn)及在神經(jīng)根型頸椎病中的應用[J].中國醫(yī)藥科學，2012，2（21）：104-106.

[7]朱慶山，顧銳.神經(jīng)根型頸椎病的定位診斷與治療方法[J].中國脊椎脊髓雜志，2007，17（2）：93-95.

[8]辛越，朱建忠，趙紅金，等.磁共振DWI成像技術(shù)在脊髓型頸椎病的臨床研究[J].醫(yī)學影像學雜志，2009，19（10）：1229-1231.

[9]Gao SJ，Yuan X，Jiang XY，et al.Correlation study of 3T-MR-DTI measurements and clinical symptoms of cervical spondylotic myelopathy[J].Eur J Radiol，2013，82（11）：1940-1945.

[10]Demir A，Ries M，Moonen CT，et al.Diffusion weighted MR imaging with apparent diffusion coefficient and apparent diffusion tensor maps in cervical spondylotic myelopathy[J].Radiology，2003，229（1）：37-43.

[11]Ellingson BM，Salamon N，Holly LT.Advances in MR imaging for cervical spondylotic myelopathy[J/OL].Eur Spine J，2013-08-06.[2014-01-20].http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term= Benjamin+M.%2C+Ellingson+Noriko+Salamon%2C+Langston+ T.+Holly+%2Cet+al.+Advances+in+MR+imaging+for+cervical+ spondylotic+myelopathy.

[12]Ellingson BM，Schmit BD，Gourab K，et al.Diffusion heterogeneity tensor MRI（Alpha-Dti）：mathematics and initial applications in spinal cord regeneration after trauma[J].Biomed Sci Instrum，2009，45：167-172.

[13]Krzyzak AT，Jasiński A，Weglarz WP，et al.Visualization of the extent of damage in a rat spinal cord injury model using MR microsopy of the water diffusion tensor[J].Acta Neurobiol Exp（Wars），2005，65（3）：255-264.

[14]Basser PJ，Jones DK.Diffusion-tensor MRI：theory，experimental design and data analysis—a technical review[J].NMR Biomed，2002，15（7/8）：456-467.

[15]Cheung MM，Hui ES，Chan KC，et al.Does diffusion kurtosis imaging lead to better neural tissue characterization?A rodent brain maturation study[J].Neuroimage，2009，45（2）：386-392.

[16]Yang AW，Jensen JH，Hu CC，et al.Effect of cerebral spinal fluid suppression for diffusional kurtosis imaging[J].J Magn Reson Imaging，2013，37（2）：365-371.

[17]Lazar M，Jensen JH，Xuan L，et al.Estimation of the orientation distribution function from diffusional kurtosis imaging[J].Magn Reson Med，2008，60（4）：774-781.

[18]沈康平，賈寧陽，葉曉健，等.急性頸髓損傷1H-MRS與MRI的對照研究[J].脊柱外科雜志，2004，2（1）：11-13.

[19]Holly LT，F(xiàn)reitas B，McArthur DL，et al.Proton magnetic resonance spectroscopy to evaluate spinal cord axonal injury in cervical spondylotic myelopathy[J].J Neurosurg Spine，2009，10（3）：194-200.

[20]Stroman PW.Magnetic resonance imaging of neuronal function in the spinal cord：spinal FMRI[J].Clin Med Res，2005，3（3）：146-156.

[21]Hori M，F(xiàn)ukunaga I，Masutani Y，et al.New diffusion metrics for spondylotic myelopathy at an early clinical stage[J].Eur Radiol，2012，22（8）：1797-1802.

[22]Ng MC，Hua J，Hu Y，et al.Magnetization transfer（MT）asymmetry around the water resonance in human cervical spinal cord[J].J Magn Reson Imaging，2009，29（3）：523-528.

[23]Wilhelm MJ，Ong HH，Wehrli SL，et al.Direct magnetic resonance detection of myelin and prospects for quantitative imaging of myelin density[J].Proc Natl Acad Sci USA，2012，109（24）：9605-9610.

[24]Cohen-Adad J，El Mendili MM，Lehéricy S，et al.Demyelination and degeneration in the injured human spinal cord detected with diffusion and magnetization transfer MRI[J].Neuroimage，2011，55（3）：1024-1033.

[25]Smith SA，Pekar JJ，van Zijl PC.Advanced MRI strategies for assessing spinal cord injury[J].Handb Clin Neurol，2012，109：85-101.

10.3969/j.issn.1009-5519.2014.12.021

A

1009-5519（2014）12-1809-03

2014-02-28）

重慶市衛(wèi)生局醫(yī)學科研項目（20111053）。

楊俊松（1988-），男，四川達州人，在讀碩士研究生，主要從事脊柱微創(chuàng)治療的研究；E-mail：215069125@qq.com。

鄧忠良（E-mail：zhongliang.deng@yahoo.com）。