Chiari畸形的影像學(xué)研究進展

趙祖來，范程，徐志勇

（湖北省黃岡市中醫(yī)醫(yī)院影像科，湖北 黃岡 438000）

Chiari畸形的影像學(xué)研究進展

趙祖來，范程，徐志勇

（湖北省黃岡市中醫(yī)醫(yī)院影像科，湖北 黃岡 438000）

Chiari畸形（CM）是一種以小腦扁桃體下疝為主要特征的先天性后腦疾病。臨床上根據(jù)其病變程度分為Ⅰ～Ⅳ型，其中Ⅰ型臨床最常見。該病的診斷主要依賴影像學(xué)檢查，同時結(jié)合臨床相關(guān)資料。X線和CT檢查對該病診斷價值有限。MRI在CM的診斷中起重要作用，可提供CM的各種形態(tài)學(xué)改變（如小腦扁桃體下疝的程度、是否伴脊髓空洞等），尤其是MRI新技術(shù)（如MRI腦脊液成像技術(shù)、電影成像和DTI）的發(fā)展和應(yīng)用，可評估腦脊液流動、小腦扁桃體的節(jié)律性運動、脊髓纖維束等功能方面的信息，為該病的術(shù)前診斷和術(shù)后評估、隨訪提供更加豐富的信息。本文通過對國內(nèi)外最新文獻進行復(fù)習(xí)，對CM的不同影像學(xué)檢查方法作一綜述，總結(jié)分析CM影像學(xué)研究特別是MRI研究的相關(guān)進展及臨床價值。

Arnold-Chiari畸形；體層攝影術(shù)，X線計算機；磁共振成像，彌散

Chiari畸形（chiari malformation，CM）又稱小腦扁桃體下疝畸形、小腦扁桃體延髓聯(lián)合畸形，是一種先天性的后腦疾病，主要特征為小腦扁桃體下疝至上段頸椎椎管內(nèi)［1-3］，有時可累及部分延髓和第四腦室，脊髓空洞癥、脊髓縱裂、腦積水及顱頸部畸形等為其常見的伴發(fā)病變，其中以脊髓空洞癥最常見。基于病變程度可將其分為以下4種類型：Ⅰ型，小腦扁桃體及延髓向下疝入頸椎椎管內(nèi)；Ⅱ型，小腦下蚓部不同程度地向下疝入椎管內(nèi)，同時腦橋、第四腦室及延髓向椎管內(nèi)延伸，可伴腦積水及脊膜膨出等；Ⅲ型，罕見，除具Ⅱ型特征外，還常合并枕部腦膜膨出；Ⅳ型，亦罕見，其病理特點為小腦發(fā)育不全。頸髓空洞是CM的常見合并癥，是一種緩慢進行的脊髓退行性病變。本病病因尚不十分清楚［2］，患者常由于頸髓、延髓受壓而產(chǎn)生臨床癥狀，主要臨床表現(xiàn)有頭昏、頭痛、上肢疼痛、麻木、頸部疼痛不適等。根據(jù)臨床表現(xiàn)，可將CM分為有癥狀型與無癥狀型［1］；根據(jù)致病原因，可將CM分為先天性及獲得性［4］。目前，CM最有效的治療方法為后顱窩減壓術(shù)及椎管減壓術(shù)，但臨床上對手術(shù)時機的判斷仍缺乏客觀明確的標(biāo)準。傳統(tǒng)的以小腦下疝程度的經(jīng)典診斷標(biāo)準已受到質(zhì)疑和挑戰(zhàn)，這主要與以下2點有關(guān)：患者主觀癥狀與其影像學(xué)表現(xiàn)并不一致，臨床癥狀較輕但影像學(xué)改變較重者并不少見，反之，臨床癥狀較重而影像學(xué)改變較輕者亦不少見；在常規(guī)T2WI發(fā)現(xiàn)脊髓內(nèi)異常高信號時，此時手術(shù)效果一般欠佳。因此，早期、及時地診斷CM患者的脊髓損傷，對預(yù)后極其重要。本文將對CM的影像學(xué)檢查方法作一綜述，旨在總結(jié)分析CM影像學(xué)研究，特別是MRI研究的相關(guān)進展及其臨床價值。

1 X線平片

X線平片在CM診斷中很少應(yīng)用，為頸椎正側(cè)位、頸椎張口位及顱底湯氏位等，主要用于觀察合并的頸椎及顱底畸形（如顱底凹陷、寰枕融合、寰椎缺如等）。

2 CT檢查

CT檢查在CM中較少應(yīng)用，但較X線平片能提供更多信息，可顯示有無腦積水、小腦發(fā)育異常、脊髓空洞等，矢狀位重建圖像可顯示小腦扁桃體下疝情況，在顯示頸椎及顱底畸形方面較X線平片價值更大［5-6］。CT診斷CM主要通過椎管造影及腦池造影（一般使用非離子型碘對比劑）檢查后再行CT掃描，并同時行矢狀位圖像重組清晰顯示小腦扁桃體下疝至枕骨大孔平面之下的范圍及其程度。在CT圖像上，小腦扁桃體常呈舌狀，緊貼于延髓及上段頸髓的后方，若再行延遲掃描（6～10 h），便?？娠@示蛛網(wǎng)膜下腔對比劑進入脊髓空洞的空腔內(nèi)，以及其形態(tài)、范圍。此外，CT還可評價CM的術(shù)后情況（如后顱窩及椎管內(nèi)出血等）。

3 MRI

3.1 常規(guī)MRI常規(guī)MRI是目前公認的首選影像學(xué)檢查方法，廣泛應(yīng)用于伴有脊髓空洞的CM的診斷和指導(dǎo)治療［7-8］。MRI具有無創(chuàng)、無骨偽影及輻射、軟組織分辨力高、多方位、多參數(shù)成像等優(yōu)點，能夠清晰顯示頸髓、延髓受壓的位置、程度及其他伴發(fā)病變（如脊髓空洞癥、脊髓縱裂、腦積水及顱頸部畸形等），可為臨床手術(shù)治療提供重要依據(jù)。以往研究［7-8］認為，小腦扁桃體下緣超出枕骨大孔下方3或5 mm以上，方可診斷為CM，且認為其下疝程度與臨床表現(xiàn)之間無明顯相關(guān)性。Mihorat等［3］通過研究

364例脊髓空洞患者的影像學(xué)表現(xiàn)提出：CM診斷需具備小腦扁桃體下緣超出枕骨大孔下方5 mm或更低（此時才會出現(xiàn)枕大池內(nèi)腦脊液流速的改變），以及同時出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)系統(tǒng)障礙的臨床表現(xiàn)。Meadows等［1］認為，CM的診斷標(biāo)準為小腦扁桃體下緣超出枕骨大孔下方至少5 mm，而把小腦扁桃體下緣超出枕骨大孔下方l～5 mm之間稱為“異位扁桃體”。而Barkovich等［9］則認為，小腦扁桃體下緣超出枕骨大孔下方2～3 mm為正常界限值，還指出在所有有臨床癥狀的CM患者中，其小腦扁桃體下疝至枕骨大孔以下至少3 mm。目前一般認為CM的診斷標(biāo)準為在矢狀位MRI圖像上，小腦扁桃體向下疝入枕骨大孔平面5 mm以上。另外，常規(guī)MRI還可診斷合并頸椎、顱底畸形者（如顱底凹陷、寰枕融合、寰椎缺如等）。雖然MRI在顯示骨質(zhì)結(jié)構(gòu)改變方面不如CT敏感，但根據(jù)骨皮質(zhì)及骨髓特征性的MRI信號（骨皮質(zhì)在T1WI及T2WI圖像上均為低信號，骨髓由于含有脂肪組織而均呈高信號），故仍可識別枕骨大孔后緣、硬腭后緣、寰椎及樞椎齒狀突等骨性結(jié)構(gòu)，并能由此作出相應(yīng)診斷［10-13］。

3.2 MRI腦脊液流動成像技術(shù)正常情況下，腦脊液可自由通過枕骨大孔進出顱內(nèi)，從而在心動周期、咳嗽、瓦薩瓦呼吸運動等活動中調(diào)節(jié)顱內(nèi)壓力；而在CM中，小腦扁桃體下疝，引起腦脊液在枕骨大孔處流動受阻，阻礙了腦脊液在心動周期中調(diào)節(jié)顱內(nèi)壓力的作用［14］，同時，導(dǎo)致腦脊液流速改變，高速的腦脊液流動也是目前認為引起脊髓空洞的原因之一［15］。MRI腦脊液流動成像技術(shù)可觀察腦脊液流動情況，不但能了解腦脊液流動受阻的相關(guān)信息，且在研究該病病因、制訂手術(shù)方案，以及評價術(shù)后情況等方面具有重要意義［16］，有助于CM的臨床診斷。MRI腦脊液流動成像技術(shù)顯示正常人在枕骨大孔水平頸髓前后方均可見伴隨心動周期出現(xiàn)的周期性雙向腦脊液流，而CM患者，該種腦脊液流動方式發(fā)生了改變［17］。Panigrahi等［18］對21例ChiairⅠ型畸形患者采用MRI腦脊液成像技術(shù)進行觀察，結(jié)果顯示6例頸髓前后方腦脊液流動同時受阻，15例僅后方腦脊液流動受阻。全部患者均行枕骨大孔減壓術(shù)，其中1例失敗，后發(fā)現(xiàn)該患者前方腦脊液流動受阻，故再行齒狀突切除減壓術(shù)，MRI術(shù)后隨訪顯示全部患者的后方腦脊液均形成了定型流動。

許多CM患者在行枕骨大孔減壓術(shù)之后，癥狀改善較小。研究［19］證實，腦脊液流動異常是患者術(shù)后預(yù)后的一個重要因素，若患者術(shù)前枕骨大孔水平腦脊液流動正常，即使行枕骨大孔減壓術(shù)，臨床癥狀改善也不明顯。一項研究［20］證實，枕骨大孔水平正常腦脊液流動患者的手術(shù)失敗率（術(shù)后無明顯癥狀改善）是枕骨大孔水平存在異常腦脊液流動患者的4.8倍。因此，采用MRI腦脊液流動成像技術(shù)進行術(shù)前評估，可很好地預(yù)測手術(shù)效果。

3.3 MRI電影成像正常人的小腦扁桃體、延髓和脊髓會有輕微的節(jié)律性前后和上下運動，而這種正常的輕微運動在CM患者中發(fā)生了改變。MRI電影成像技術(shù)是一種真正快速、穩(wěn)態(tài)、自由進動伴脈搏或心電門控的技術(shù)，可無創(chuàng)性探測心動周期內(nèi)腦內(nèi)結(jié)構(gòu)的節(jié)律性改變。Ventureyra等［21］采用MRI電影技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，CM患者的小腦扁桃體和上頸髓在心動周期中頭尾方向（上下方向）運動更加劇烈，且延髓向后移動的也更加劇烈，這可很好地解釋患者的臨床癥狀和上述腦脊液流動更容易發(fā)生在延髓、上頸髓的后方。同時，MRI電影成像對枕骨大孔減壓術(shù)后患者的評估也有較大價值。最新研究［22］證實，利用該技術(shù)對CM患者行術(shù)前和術(shù)后評估，術(shù)后小腦扁桃體的節(jié)律性異常運動有明顯改善，因此該技術(shù)可用于評估患者手術(shù)的效果。

3.4 DTI雖然常規(guī)MRI是顯示CM脊髓病變范圍及程度的最佳影像學(xué)手段，但仍有以下不足：顯示脊髓損傷程度與臨床表現(xiàn)之間并不完全相符，不能很好地顯示軸突損傷情況、再髓鞘化的過程及脊髓功能狀態(tài)；T2WI對脊髓內(nèi)高信號病灶的顯示敏感性較低，通常僅對較晚期患者顯示較佳［23］。應(yīng)用于顱腦急性病變（如中風(fēng)、膿腫、腫瘤等）的DWI序列能夠提高脊髓慢性病變的診斷敏感性［24］，而DTI能更準確地反映體內(nèi)水分子的擴散情況，不僅對早期頸髓損傷顯示的敏感性比常規(guī)MRI高，在評估頸髓損傷程度方面也更具優(yōu)勢，因此DTI能為臨床診斷和治療提供更多有價值的信息，是顯示脊髓病變及觀察病程的有效手段，在分析病變、明確臨床診斷、制訂治療計劃及評價療效等方面均具有重要作用［25-34］。CM常導(dǎo)致頸髓、延髓受壓，在病變早期階段，細胞外水分子內(nèi)流造成細胞水腫或細胞外間隙縮小，導(dǎo)致ADC值降低；隨著病變進一步發(fā)展，發(fā)生細胞溶解、細胞內(nèi)水分子外流，造成血管源性水腫，導(dǎo)致病變區(qū)ADC值升高、各向異性分數(shù)（FA）值降低，神經(jīng)纖維束損傷在彌散張量纖維束成像（DTT）上表現(xiàn)為神經(jīng)纖維束受壓、移位，甚至中斷［35］；嚴重時脊髓可發(fā)生軟化，雖然常規(guī)MRI可依據(jù)T2WI異常信號診斷脊髓軟化，但無法很好地顯示術(shù)后恢復(fù)情況。鄭奎宏等［36］運用SE-EPI序列對頸髓軟化患者行DTI檢查，均顯示頸髓軟化區(qū)有異常信號，且病變區(qū)的ADC、λ1、λ2、λ3值明顯高于正常對照組，其相應(yīng)的FA值明顯低于正常對照組，研究還發(fā)現(xiàn)上述改變與病理改變之間具有

相關(guān)性，即脊髓軟化區(qū)ADC值明顯增高、FA值明顯降低是由于病變區(qū)細胞結(jié)構(gòu)消失、髓鞘脫失及病變區(qū)局部自由水分子增多，導(dǎo)致水分子擴散運動增高所致。Hatem等［37］利用DTI研究脊髓空洞癥，也證實了脊髓空洞癥患者頸髓內(nèi)FA值的降低。

4 展望

MRI成像技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用為CM患者的術(shù)前和術(shù)后評估提供了更加豐富和準確的信息。心電門控相位對比的MRI腦脊液流動成像技術(shù)可很好地評估枕骨大孔水平頸髓前后方腦脊液流動的異常，同時，可較好地評估患者行枕骨大孔減壓后的預(yù)后情況；心電門控的真正快速穩(wěn)態(tài)自由進動的MRI電影技術(shù)，可很好評估CM患者術(shù)前小腦扁桃體、延髓和上頸髓的節(jié)律性運動異常和術(shù)后節(jié)律性運動的改善；DTI為評估頸髓內(nèi)白質(zhì)纖維束的完整性提供了無創(chuàng)性檢查方法。但上述技術(shù)相關(guān)的研究結(jié)果的一致性仍需更大樣本量和更多中心的研究來進一步證實。

［1］Meadows J，Kraut M，Guarnieri M，et al.Asymptomatic Chiari Type I malformation identified on magnetic resonance imaging［J］.J Neurosurg，2000，92：920-926.

［2］Nishikawa M，Sakamoto H，Hakuba A，et al.Pathogenesis of Chiari malformation：a morphometric study of the posterior cranial fossa［J］.J Neurosurg，1997，86：40-47.

［3］Milhorat TH，Chou MW，Trinidad EM，et al.Chiari I malformation redefined：clinical and radiographic findings for 364 symptomatic patients［J］.Neurosurgery，1999，44：1005-1017.

［4］Ersahin Y，Gokcay A.Acquired Chiari I malformation changes postendoscopic third ventriculostomy［J］.Pediatr Neurosurg，2002，36：54-58.

［5］韓雪，鄭新，趙殿江.ChiariⅠ型畸形的CT及MRI特征［J］.實用醫(yī)學(xué)雜志，2011，27（19）：3565-3567.

［6］田超，閻世鑫，靳松，等.多層螺旋CT三維重建在ChiariⅠ型畸形骨性后顱窩測量中的應(yīng)用［J］.實用放射學(xué)雜志，2011，27（12）：1811-1815.

［7］涂國建，孫占國，韓福剛，等.Chiari畸形的MRI表現(xiàn)及其臨床意義［J］.實用放射學(xué)雜志，2008，24（7）：886-888.

［8］Aydin S，Hanimogin H，Tanrivardi T，et al.Chiari type I malformation in adults：a morphometric analysis of the posterior cranial fossa［J］.Surg Neurol，2005，64：237-241.

［9］Barkovich AJ，Wippold FJ，Sherman JL，et al.Significance of cerebellar tonsillar position on MR［J］.AJNR，1986，7：795-799.

［10］朱斌，范海建.ChiariⅠ型畸形及伴隨病變的MRI分析［J］.中國CT和MRI雜志，2011，41（6）：43-45.

［11］黎俊，應(yīng)鑫芳，劉芬.Chiari畸形Ⅰ型的MRI診斷價值［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2010，20（8）：1202-1204.

［12］肖立志，肖恩華，李德泰，等.Chiari畸形Ⅰ型小腦扁桃體下緣的位置和形態(tài)與脊髓空洞癥關(guān)系的MRI研究［J］.實用放射學(xué)雜志，2009，25（10）：1389-1392.

［13］馬欽華，韓鴻賓，和清源，等.Chiari畸形術(shù)后MRI征象分析［J］.實用放射學(xué)雜志，2010，26（9）：1233-1236.

［14］Bhadelia RA，Bogdan AR，Wolpert SM，et al.Cerebrospinal fluid flow waveforms：analysis in patients with Chiari I malformation by means of gated phase-contrast MR imaging velocity measurements［J］.Radiology，1995，196：195-202.

［15］Pinna G，Alessandrini F，Alfieri A，et al.Cerebrospinal fluid flow dynamics study in Chiari I malformation：implications for syrinx formation［J］.Neurosurg Focus，2000，8：1-8.

［16］裴新龍，韓鴻賓，劉彬，等.ChiariⅠ畸形合并脊髓空洞病人腦脊液動力學(xué)MRI定量研究［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2004，20（7）：985-988.

［17］Mauer UM，Gottschalk A，Mueller C，et al.Standard and cardiac-gated phase-contrast magnetic resonance imaging in the clinical course of patients with Chiari malformation Type I［J］. Neurosurg Focus，2011，31：E5.

［18］Panigrahi M，Reddy BP，Reddy AK，et al.CSF flow study in Chiari I malformation［J］.Childs Nerv Syst，2004，20：336-340.

［19］Hekman KE，Aliaga L，Straus D，et al.Positive and negative predictors for good outcome after decompressive surgery for Chiari malformation type 1 as scored on the Chicago Chiari Outcome Scale［J］.Neurol Res，2012，34：694-700.

［20］McGirt MJ，Nimjee SM，F(xiàn)uchs HE，et al.Relationship of cine phase-contrast MRI to outcome after decompressionfor Chiari I malformation［J］.Neurosurgery，2006，59：140-146.

［21］Ventureyra EC，Aziz HA，Vassilyadi M.The role of cine flow MRI in children with Chiari I malformation［J］.Childs Nerv Syst，2003，19：109-113.

［22］Radmanesh A，Greenberg JK，Chatterjee A，et al.Tonsillar pulsatility before and after surgical decompression for children with Chiari malformation type 1：an application for true fast imaging with steady state precession［J］.Neuroradiology，2015，57：387–393.

［23］Matsumoto M.Increased signal intensity of the spinal cord on magnetic resonance images in cervical compressive myelopathy：does it predict the outcome of conservative treatment［J］.Spine，2000，25：677-682.

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

［25］于春水，李坤成.擴散張量成像纖維跟蹤技術(shù)的研究進展［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2004，20（3）：477-479.

［26］和一帆，閆東，趙新湘，等.正常人頸髓不同節(jié)段磁共振擴散張量成像分析［J］.實用放射學(xué)雜志，2012，28（7）：1002-1005.

［27］劉濤，溫志波，蔡漢壽，等.DTI技術(shù)與常規(guī)MRI在脊髓型頸椎病觀察脊髓損傷中的對比研究［J］.中國CT和MRI雜志，2014，56（3）：103-106.

［28］Kara B，Celik A，Karadereler S，et al.The role of DTI in early detection of cervical spondylotic myelopathy：a preliminary study with 3-T MRI［J］.Neuroradiology，2011，53：609-616.

［29］曲海源，范國光，李洪梅，等.磁共振彌散張量成像在脊髓壓迫癥中的初步應(yīng)用［J］.中國醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2012，41（2）：155-157.

［30］李旭，秦東京，曹新山，等.磁共振彌散張量成像在無骨折脫位

型頸脊髓損傷的臨床應(yīng)用研究［J］.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2012，22（11）：1829-1832.

［31］袁逍，高思佳，劉秀香，等.脊髓型頸椎病患者3T MR擴散張量成像測量參數(shù)值與臨床表現(xiàn)的相關(guān)性研究［J］.中華放射學(xué)雜志，2012，46（3）：225-229.

［32］王葳，秦文，李坤成，等.擴散張量成像觀察脊髓壓迫癥［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2012，28（1）：64-68.

［33］劉彩霞，袁明智，楊林，等.3.0 T磁共振擴散張量成像在脊髓型頸椎病的應(yīng)用研究［J］.臨床放射學(xué)雜志，2014，33（4）：564-569.

［34］蘇佳佳，吳光耀，劉玉林，等.基于3.0 T磁共振擴散張量成像對急性頸髓外傷的評估［J］.臨床放射學(xué)雜志，2014，33（1）：19-23.

［35］張飄塵，范光明，焦俊，等.MR擴散張量成像對Chiari畸形脊髓損傷的診斷價值［J］.實用放射學(xué)雜志，2014，30（1）：39-43.

［36］鄭奎宏，馬林，郭勇，等.頸髓軟化擴散張量成像的初步研究［J］.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2005，21（7）：1003-1005.

［37］Hatem SM，Attal N，Ducreux D，et al.Assessment of spinal somatosensory systems with diffusion tensor imaging in syringomyelia［J］.J Neurol Neurosurg Psychiatry，2009，80：1350-1356.

2016-02-15）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.06.042

徐志勇，E-mail：1304113673@qq.com。