擴(kuò)散張量成像在輕度脊髓型頸椎病診斷中的價值

丁 俊，陳基明

(皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 弋磯山醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 蕪湖 241001)

·影像醫(yī)學(xué)·

擴(kuò)散張量成像在輕度脊髓型頸椎病診斷中的價值

丁 俊，陳基明

(皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 弋磯山醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 蕪湖 241001)

目的：探討擴(kuò)散張量成像(DTI)對輕度脊髓型頸椎病的應(yīng)用價值。方法：選擇40例脊髓型頸椎病(CSM)患者及20例健康志愿者進(jìn)行常規(guī)MRI及DTI掃描。CSM患者按照T2WI圖像頸髓受壓信號差異分為A組(輕度組，頸髓內(nèi)信號無異常)及B組(重度組，頸髓內(nèi)出現(xiàn)高信號)，健康志愿者為C組，將感興趣區(qū)(ROI)置于頸髓白質(zhì)前索、后索、左前側(cè)索、左后側(cè)索、右前側(cè)索、右后側(cè)索6個部位后處理數(shù)據(jù)，采用方差檢驗比較3組頸髓不同部位表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)及各向異性分?jǐn)?shù)(FA)之間的差異。結(jié)果： 3組間各部位ADC值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，組間多重比較，B組各部位ADC值均高于A組和C組(P<0.05)；A組各部位ADC值高于C組(P<0.05)；3組間各部位FA值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，組間多重比較，B組各部位FA值均低于A組和C組(P<0.05)；A組各部位FA值低于C組(P<0.05)。結(jié)論：DTI可以定量分析輕度脊髓型頸椎病頸髓內(nèi)部結(jié)構(gòu)微細(xì)變化，更好地輔助臨床醫(yī)生早期診療輕度脊髓型頸椎病。

脊髓型頸椎病；擴(kuò)散張量成像；磁共振成像

【DOI】10.3969/j.issn.1002-0217.2017.03.022

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是目前脊髓型頸椎病(cervical spondylotic myelopathy，CSM)的最優(yōu)檢查技術(shù)，然而常規(guī)MRI掃描往往低估了脊髓損傷的程度[1]，T2WI圖像上呈現(xiàn)高信號往往提示患者已進(jìn)入晚期，不能及時輔助臨床醫(yī)生干預(yù)治療。擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)可定量探析脊髓內(nèi)部組織微細(xì)變化及相關(guān)功能改變，對脊髓的損傷程度進(jìn)行準(zhǔn)確評估，從而更好地輔助臨床對輕度脊髓型頸椎病的早期診斷及后續(xù)治療[2]。目前針對脊髓型頸椎病的DTI特征已有較多研究，然而對輕度脊髓型頸椎病脊髓受壓不同部位影響的研究鮮有報道，本研究著重細(xì)致探討輕度CSM頸髓DTI的特征。

1 資料和方法

1.1 一般資料 參考全國第三屆頸椎病專題座談會關(guān)于頸椎病最新診斷原則，依據(jù)臨床表現(xiàn)、日本骨科協(xié)會(JOA)評分[3]及常規(guī)MRI平掃結(jié)果(頸髓受壓但頸髓信號正常)診斷輕度脊髓型頸椎病。頸髓損傷、炎癥及腫瘤等患者除外。篩選本院40例CSM患者，男21例，女19例，年齡20～70歲，平均年齡(43.2±1.5)歲，患者主訴頸肩部不適、四肢麻木及運(yùn)動障礙。CSM患者按照MRI平掃T2WI圖像頸髓受壓部分信號差異分為A、B組，A組(輕度組)20例，頸髓內(nèi)信號無異常，頸髓84個節(jié)段受壓；B組(重度組)20例，頸髓內(nèi)出現(xiàn)高信號，頸髓68個節(jié)段受壓。選擇20 例健康志愿者作為C組，男10例，女10例，年齡20～60 歲，平均年齡(43.4±1.3)歲。志愿者要求無頸髓受壓、外傷、腫瘤及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。檢查均知情同意。

1.2 影像學(xué)檢查方法 采用GE Signa Excite HD 3.0 T 磁共振掃描儀，頭頸聯(lián)合線圈，仰臥位。常規(guī)MRI 掃描: 行頸髓矢狀位及軸位FRFSE-T2WI 掃描，矢狀位掃描范圍包括小腦扁桃體至T5椎體下緣，軸位包括C1/2～ C6/7椎間盤。矢狀位FRFSE-T2WI序列，TR/TE 3200/125.82 ms，層厚3.0 mm，層間距1.0 mm，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，矩陣224×384，NEX 2。橫軸位FRFSE-T2WI序列，TR/TE 3000/121 ms,層厚4.0 mm，層間距0.5 mm，F(xiàn)OV 180 mm×180 mm，矩陣288×224，NEX 4。DTI 掃描: 橫斷位DTI利用單次激勵自旋回波-回波平面成像(SE-EPI) 序列掃描，范圍為C1上緣至C7下緣。擴(kuò)散敏感梯度方向設(shè)置為15，擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)(b 值)設(shè)定600 s/mm2，TR/TE 7000/76.8 ms，層厚5.0 mm，層間距0 mm，F(xiàn)OV 250 mm×250 mm，矩陣96×96，NEX 2。掃描時間6 min 54 s。

1.3 圖像后處理 將DTI 原始圖像傳輸至GE ADW 4.4 工作站，應(yīng)用Correct程序?qū)υ紙D像校對，減少相關(guān)偽影影響。由兩名影像科醫(yī)師對DTI圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，對照組測量C2/3、C3/4、C4/5、C5/6及C6/7共5個平面，CSM組測量受壓程度最重平面，在b0圖像上手動選擇感興趣區(qū)(regions of interest，ROI)測量表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)及各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值。白質(zhì)的前索、后索各劃1個ROI，兩側(cè)索前后對稱性劃取ROI測量相應(yīng)的ADC和FA值。ROI盡可能置于頸髓白質(zhì)區(qū)，避免腦脊液及相關(guān)偽影等影響。

2 結(jié) 果

2.1 3組各部位平均ADC值比較 3組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，組間多重比較，B組各部位ADC值均高于A組和C組(P<0.05)；A組各部位ADC值高于C組(P<0.05)，見表1。

2.2 3組各部位平均FA值比較 3組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，組間多重比較，B組各部位FA值均低于A組和C組(P<0.05)；A組各部位ADC值低于C組(P<0.05)，見表2。

2.3 3組FA及ADC偽彩圖比較 隨著頸髓受壓程度的加重，高信號的出現(xiàn)，原本正常頸髓在FA上均勻深紅色逐漸變淡，內(nèi)部出現(xiàn)小斑片狀黃色，ADC上藍(lán)綠色逐漸變得以綠色為主，見圖1。

表1 3組頸髓各個部位平均ADC值比較 ×10-3 mm2/s

a與A組比較，b與C組比較，P<0.05。

表2 3組頸髓各個部位平均FA值比較

組別例數(shù)前索后索左前索左后索右前索右后索A組200．353±0．0070．360±0．0180．354±0．0060．371±0．0050．341±0．0080．360±0．012B組200．145±0．010ab0．217±0．012ab0．161±0．008ab0．190±0．008ab0．131±0．005ab0．201±0．007abC組200．452±0．0100．475±0．0160．462±0．0050．470±0．0070．479±0．0060．472±0．010F5575．1711382．25111026．9098999．73414422．2873637．227P<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001<0．001

a與A組比較，b與C組比較，P<0.05。

①～③：正常志愿組軸位T2WI圖、FA圖、ADC圖示T2WI上脊髓形態(tài)及信號正常；FA上脊髓為深紅色；ADC上脊髓為藍(lán)綠色；④～⑥：輕度CSM組軸位T2WI圖、FA圖及ADC圖示T2WI上頸髓前方輕度受壓，內(nèi)部信號正常；FA及ADC上脊髓總體顏色稍變淺；⑦～⑨：重度CSM組軸位T2WI圖、FA圖及ADC圖示T2WI上頸髓前方受壓，內(nèi)部出現(xiàn)點狀高信號；FA上脊髓為淺紅色，內(nèi)部出現(xiàn)小斑片狀黃色；ADC上脊髓以綠色為主。

圖1 3組頸髓軸位T2WI圖、FA及ADC偽彩圖比較

3 討論

輕度脊髓型頸椎病患者通常臨床癥狀為上下肢麻木無力、頭暈、頸肩疼痛及走路不穩(wěn)，常規(guī)MRI可從宏觀上判斷頸髓信號及形態(tài)變化(頸髓輕度受壓但脊髓內(nèi)部信號正常)，然而事實上頸髓受壓臨床特點與解剖學(xué)上變形程度并不完全一致[4]。DTI可以分析頸髓內(nèi)微細(xì)結(jié)構(gòu)變化，對早期診斷輕度脊髓型頸椎病有很大價值[5]。

擴(kuò)散張量成像有兩個主要定量指標(biāo)，ADC定義為水分子在組織內(nèi)不同方向上的平均擴(kuò)散能力，ADC值大小與水分子擴(kuò)散能力強(qiáng)弱正相關(guān)；FA定義為水分子的各向異性成分占總體擴(kuò)散張量的比值，可以反映神經(jīng)纖維束的完整性[6]。CSM患者頸髓受壓后可致慢性脊髓損傷，細(xì)胞膜破壞致其滲透性增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)外水流動性增加，破壞平衡，削弱擴(kuò)散能力，導(dǎo)致ADC值上升，F(xiàn)A值下降[7]。FA值可反映脊髓受壓部位及神經(jīng)受損的嚴(yán)重程度[8]。FA值可作為提示神經(jīng)保護(hù)療法的反應(yīng)性評估指標(biāo)及評價急性壓迫后臨床癥狀的預(yù)測性指標(biāo)[9]。

脊髓受壓部位隨機(jī)性很大，前方椎間盤及后方黃韌帶退變對其影響同等重要，以往對于脊髓受壓的研究大都將脊髓灰白質(zhì)作為整體，然而脊髓受壓對其內(nèi)不同部位的影響存在差異。本研究主要借助DTI對脊髓受壓不同部位的影響進(jìn)行分析，結(jié)果顯示①定量：頸髓各部位ADC及FA值總體上隨著脊髓受壓程度的加重及信號的改變分別呈上升及下降趨勢。輕度CSM組患者頸髓各部位ADC及FA參數(shù)值較健康志愿者組存在統(tǒng)計學(xué)差異，而常規(guī)MRI掃描無明顯異常發(fā)現(xiàn)，說明DTI較常規(guī)MRI對頸髓損傷的敏感性更高，特異性更強(qiáng)。實驗組FA值較正常組存在顯著統(tǒng)計學(xué)差異，故而FA值可反映脊髓受壓部位及神經(jīng)受損的嚴(yán)重程度。Laura等[10]研究得出脊髓損傷時FA值減低，在這方面DTI比常規(guī)MRI優(yōu)勢更明顯。②定性：ADC及FA偽彩圖上隨著頸髓受壓程度的加重，高信號的出現(xiàn)，原本正常頸髓在FA上均勻深紅色逐漸變淡，內(nèi)部出現(xiàn)小斑片狀黃色，ADC上藍(lán)綠色逐漸變得以綠色為主。

本實驗不足點：本實驗初步發(fā)現(xiàn)頸髓各部位ADC及FA值之間存在一定差異性，但由于樣本數(shù)較少，不能完全反映突出。擺放ROI受主觀因素限制造成測量方面不可避免有誤差。實驗組及對照組在試驗過程中不由自主的運(yùn)動對圖像清晰度構(gòu)成一定干擾。Ravindra等[11]研究發(fā)現(xiàn)對照組與病例組的FA值有顯著差異，而本實驗結(jié)果較其存在不少差距，原因可能是樣本數(shù)過少，DTI設(shè)置參數(shù)及MRI設(shè)備各異。 總之，本研究注重對輕度脊髓型頸椎病脊髓受壓不同部位的DTI表現(xiàn)進(jìn)行細(xì)致分析，為早期預(yù)防保健及后續(xù)臨床治療提供重要參考價值。DTI掃描能察覺脊髓內(nèi)部白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)及功能的細(xì)微改變，并且可以借助參數(shù)值定量分析，對輕度脊髓型頸椎病早期診斷具有重要的臨床應(yīng)用價值。

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《皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報》2017年征訂啟事

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Diagnostic value of diffusion tensor imaging in mild cervical spondylotic myelopathy

DING Jun,CHEN Jiming

Department of Radiology,The first Affiliated Hospital of Wannan Medical College,Wuhu 241001,China

Objective：To assess the clinical value of diffusion tensor imaging(DTI) as a quantitative tool in diagnosis of mild cervical spondylotic myelopathy(CSM).Methods:Forty patients with CSM and another 20 healthy volunteers were recruited,and subjected to conventional magnetic resonance(MR) scans and DTI.CSM patients were divided into group A(mild lesion without abnormal signal at the cervical spinal cord) and group B(mild lesion with high signal at the spinal cord) by the signal change on T2weighed imaging at compressed cervical spinal segment,and the healthy volunteers were included in group C.Quantitative data were obtained at the regions of interest(ROI),including anterior funiculus,dorsal funiculus,left anterior lateral funiculus,left posterior lateral funiculus,and right anterior and posterior lateral funiculi.Variance test was performed to compare apparent diffusion coefficient(ADC) and fractional anisotropy(FA) in diverse cervical involvement region among the three groups.Results:ADC and FA were significantly different in three groups(P<0.05).Comparison within groups indicated that group B had higher ADC value and lower FA value than group A and C(P<0.05),and ADC was higher and FA was lower in group A compared to group C(P<0.05).Conclusion: DTI can be a quantitative tool in demonstrating the microstructural integrity of mild CSM,which may better assist clinicians in early diagnosis and treatment of this entity.

cervical spondylotic myelopathy;diffusion tensor imaging;MRI

1002-0217(2017)03-0270-04

安徽高校省級自然科學(xué)研究項目(KJ2014A275)

2016-09-06

丁 俊(1989-),男，2014級碩士研究生，(電話)18255366846，(電子信箱)814848464@qq.com； 陳基明，男，主任醫(yī)師，副教授，碩士生導(dǎo)師，(電子信箱)yjsyycjm@126.com，通信作者。

R 445.2;R 681.55

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