3D-SPACE雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列在多發(fā)性硬化空間多發(fā)性的MR診斷中的價值

李春星，符益綱，朱明明，周 儀

（鹽城市第一人民醫(yī)院磁共振室，江蘇 鹽城 224000）

多發(fā)性硬化（Multiple sclerosis，MS）是以自身免疫介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性炎性脫髓鞘病變。本病最常受累的部位為腦室周圍白質(zhì)、視神經(jīng)、脊髓、腦干和小腦，傳統(tǒng)上被認為是白質(zhì)的病變，近年來超高場磁共振成像清晰顯示MS大腦灰質(zhì)中也存在病灶[1]。1983年P(guān)oser等首次提出了MS的診斷標準[2]，隨著MRI在MS診斷中的應(yīng)用，MS的診斷標準也在不斷修訂[3-6]，其修訂的重點在于通過MR平掃及增強掃描證明病灶的時空多發(fā)性。隨著影像技術(shù)的不斷發(fā)展，一些先進的MRI技術(shù)如雙反轉(zhuǎn)恢復(fù)（Double inversion recovery，DIR）序列、磁化準備快速梯度回波序列等用于MS空間多發(fā)性的診斷[7-8]，相比傳統(tǒng)MRI在顯示病灶的數(shù)量及分布上，其敏感性及特異性更高。本文重點介紹3D-SPACE（Sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions）DIR序列在診斷MS中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧2014年8月—2016年10月收集的18例首次發(fā)病的MS患者，診斷參照McDonald標準[5]，其中男 5例，女 13 例，年齡 24～50 歲，平均（36.5±8.5）歲。

1.2 掃描儀器、掃描序列及掃描參數(shù)

使用Siemens skyra 3.0T MR掃描儀，采用頭頸聯(lián)合線圈，T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（T2fluid attenuated inversion recovery，T2-FLAIR），TR/TE=6000ms/85 ms，采集次數(shù) 1，層數(shù) 22，矩陣 256×256，體素為0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，掃描時間 1.38 min；T2WI矢狀位，TR/TE=6000 ms/99 ms，采集次數(shù) 1，層數(shù) 20，矩陣 256×256，體素 0.4 mm×0.4 mm×5.0 mm，掃描時間 1.02min；3D-DIR 矢狀位，TR/TE=7500ms/320ms，采集次數(shù) 1，層數(shù) 144，矩陣 256×256，體素 1.4 mm×1.4 mm×1.4 mm，掃描時間 6.24 min。

1.3 方法

針對腦內(nèi)病灶的分布，把病灶分為幕上和幕下兩部分，探尋3D-SPACE DIR序列和FLAIR序列識別幕上和幕下病灶的能力。

2 結(jié)果

18例 MS患者，在小腦幕下（圖 1），3D-SPACE DIR序列顯示10例患者存在幕下病灶分布于腦干或小腦，而FLAIR序列在幕下未見明顯顯示的病灶，在T2WI上顯示6例分布于腦干的病灶（圖2），但病灶數(shù)目減少，其中4例未顯示的病灶位于小腦半球，且病灶直徑小于5 mm；在小腦幕上，F(xiàn)LAIR序列與3D-SPACE DIR序列對于近皮層、半卵圓中心區(qū)、側(cè)腦室旁及胼胝體的病灶均能顯示 （圖1），但FLAIR序列顯示的清晰度不如3D-SPACE DIR序列，尤其是對于近皮層斑點樣的病灶，F(xiàn)LAIR序列與3DSPACE DIR序列相比顯示欠清，甚至由于層間距及部分容積效應(yīng)的原因而漏掉病灶或病灶顯示模糊難以辨認（圖 3）。

3 討論

反轉(zhuǎn)恢復(fù)（Inversion recovery，IR）序列就是在自旋回波（Spin echo，SE）或快速自旋回波（Turbo spin echo，TSE）序列前施加一個180°反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖，其中，把180°反轉(zhuǎn)脈沖中點到90°脈沖中點的時間間隔定義為反轉(zhuǎn)時間（Inversion time，TI），當選擇不同的TI時可選擇性抑制不同T1值組織的信號。FLAIR序列就是選擇抑制自由水的TI時間，使自由水宏觀縱向磁化矢量為0，在給予90°脈沖時，自由水不被激發(fā)，不產(chǎn)生信號，因此又被稱為黑水序列。在T2WI上，當病變相對較小且靠近腦脊液時（如大腦皮質(zhì)病變、腦室旁病變），呈略高信號或高信號，常被更高信號的腦脊液掩蓋而不能清晰顯示，T2-FLAIR序列能有效抑制T2WI上腦脊液的高信號，從而清晰顯示病灶，進而提高了MRI對顱腦病變的檢出率與定量診斷能力。所以，T2-FLAIR已成為診斷MS的常規(guī)檢查序列，但本研究發(fā)現(xiàn)T2-FLAIR的這一優(yōu)勢只存在于對幕上病變的診斷中，對于小腦幕下的病灶，T2WI顯示病灶的能力優(yōu)于T2-FLAIR序列。

圖1 女，38歲，左側(cè)肢體無力2周。圖1a～1c為T2-FLAIR圖像，圖1d～1f為3D-SPACE DIR重組后的橫斷面圖像。可見在腦橋、左側(cè)腦橋臂的病灶，F(xiàn)LAIR圖像未見明顯顯示，而3DSPACE DIR圖像顯示清楚；在右側(cè)顳葉的病灶，F(xiàn)LAIR圖像顯示模糊，而3D-SPACE DIR圖像顯示清楚；在兩側(cè)半卵圓中心區(qū)的病灶，F(xiàn)LAIR和3D-SPACE DIR都能顯示，但FLAIR圖像不如3D-SPACE DIR顯示清楚。Figure 1. A 38-year-old female with weakness of left extremities for 2 weeks.Figure 1a～1c are the FLAIR images,Figure 1d～1f are 3D-SPACE DIR images.3D-SPACE DIR image displays that lesions located in the brainstem,while the FLAIR sequence not;FLAIR image displaying distribution of lesions is not significantly different from 3D-SPACE DIR image in the supratentorial region,but 3D-SPACE DIR image provides far greater clarity than FLAIR image.

圖2 男，32歲，為同一患者前后相隔2月的MR檢查，其中圖2a～2d為初始圖像，圖2e～2h為2月后復(fù)查圖像。T2WI及3D-SPACE DIR顯示在延髓及胼胝體壓部出現(xiàn)新發(fā)病灶，而T2-FLAIR只在胼胝體壓部顯示新發(fā)病灶，可見同為在延髓及胼胝體的白質(zhì)病變，在小腦幕下T2-FLAIR顯示不清（圖中出現(xiàn)的虛線為前兩幅T2-FLAIR圖像在T2WI及3D-SPACE DIR上的定位線，其目的為顯示新發(fā)病灶的位置）。Figure 2.A 32-year-old man.Figure 2 is the same patient MR images 2 months apart.T2WI and 3D-SPACE DIR display new lesions in the medulla and the splenium of the corpus callosum,while FLAIR only shows new lesion in the splenium of the corpus callosum.

圖3 女，37歲，視力下降，雙側(cè)肢體麻木1月。圖3a為T2-FLAIR圖像顯示欠清晰，容易被忽略；圖3b～3d為3D-SPACE DIR圖像橫斷位、矢狀位及冠狀位，清楚準確的定位顯示近皮層的小病灶。Figure 3. A 37-year-old female with reduced bilateral vision and numbness of the extremities for 1 month.3D-SPACE DIR images clearly and accurately display near cortex lesions from transverse,sagittal and coronal,while hyperintense lesions are not displayed or not clearly displayed by FLAIR images.

DIR是對兩個反轉(zhuǎn)預(yù)脈沖的TI進行調(diào)整，可以選擇性的抑制腦脊液和腦白質(zhì)信號而突出腦灰質(zhì)的信號，且腦白質(zhì)信號被壓低，從而使腦灰白質(zhì)分界清楚，這樣存在于腦白質(zhì)的稍高信號及高信號的病灶更容易顯示出來，而T2-FLAIR只是進行自由水的抑制，灰白質(zhì)分界不如DIR清晰，此外，經(jīng)液體反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列生成的T2-FLAIR，其腦白質(zhì)信號明顯比T2WI信號增高，這可能也是發(fā)生在小腦、腦干的病灶更容易在T2WI上顯示的原因，進而推測T2-FLAIR相比T2WI更容易顯示病灶的優(yōu)勢僅局限于幕上，在幕下反而不如T2WI，而DIR除了進行自由水抑制，還進行白質(zhì)信號的壓低，所以不管在幕上、幕下其對稍高信號或高信號的病灶依然可以清晰顯示。3D-SPACE DIR序列實現(xiàn)了高分辨的三維TSE對比成像，由于能夠采集高分辨率各向同性數(shù)據(jù)，可任意層面進行重組，能更精確地定位病灶的位置（位于白質(zhì)、灰質(zhì)或是灰白質(zhì)混合），且其薄層無間隙掃描，顯著增加了病灶的檢出率。所以，從本研究可知，在小腦幕下，T2-FLAIR序列顯示病灶的能力很差，不如T2WI，更不如3D-SPACE DIR序列；在小腦幕上，T2-FLAIR序列可以很好地顯示病灶，但清晰度不如3D-SPACE DIR序列；同為白質(zhì)病變，T2-FLAIR序列可以清晰顯示在小腦幕上胼胝體壓部的病灶，而對小腦幕下延髓的病灶卻不能顯示（圖3）。

對于臨床孤立綜合征 （Clinically isolated syndrome，CIS）、影像孤立綜合征（Radiologieally isolated syndrome，RIS）或符合中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病的對象，MRI可以通過顯示病灶的空間多發(fā)性和時間多發(fā)性來補充甚至替代臨床證據(jù)，同時可以排除類似MS的疾病，可做出早期MS診斷且具備高度敏感性和特異性。所以，2001年McDonald等[3]在MS診斷標準中首次提出增加MR時空多發(fā)性的診斷標準。隨著對MS的臨床及影像的深入研究，2016年MS MRI歐洲合作聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)（European collaborative research network that studies MRI in multipl sclerosis，MAGNIMS）基于循證依據(jù)、專家共識及最新MRI發(fā)現(xiàn)[9-11]對之前的MS空間多發(fā)性的MRI診斷標準[4-5]進行修改和補充，其標準如下[6]：①至少3個腦室周圍病灶；②至少1個幕下病灶（腦干、小腦）；③至少1個脊髓病灶；④至少1個視神經(jīng)病灶；⑤至少1個皮質(zhì)/近皮質(zhì)病灶。上述5個中樞神經(jīng)系統(tǒng)部位中至少2個部位受累。此外，該次修改還建議使用高分辨影像序列檢查皮質(zhì)病灶，本文采用的3D-SPACE DIR序列就是其推薦序列，可見選擇高分辨影像序列探查MS病灶非常有必要。

此外，3D-SPACE DIR序列在 MS、CIS及 RIS的診斷、鑒別診斷及后兩者轉(zhuǎn)歸為MS方面也起到了重要作用。CIS是急性或亞急性首次發(fā)作的中樞神經(jīng)系統(tǒng)脫髓鞘病變，但在疾病的時間演變和空間進展上尚不能滿足MS的診斷標準[13]。CIS患者可以有多種轉(zhuǎn)歸，其中30%～70%的CIS最終發(fā)展為MS，而85%～90%的MS患者以CIS為首發(fā)表現(xiàn)[14]，研究顯示，CIS首次MRI正常者和異常者發(fā)展為臨床確診的MS的幾率分別為11%和83%，而病灶數(shù)量越多，越容易發(fā)展為繼發(fā)進展型MS[15]。RIS是指在影像學(xué)上高度提示MS，患者卻沒有相應(yīng)的臨床表現(xiàn)和神經(jīng)病學(xué)體征，且無法由其他疾病解釋的中樞神經(jīng)系統(tǒng)多發(fā)異常脫髓鞘疾病[16]。研究發(fā)現(xiàn)它可能是MS的早期表現(xiàn)，存在進展為CIS或MS的風險[17]。所以，3D-SPACE DIR序列能更真實的反映病灶的數(shù)量及分布，能更合理的預(yù)測RIS、CIS的轉(zhuǎn)歸，對提早診斷MS有重要幫助。

總之，MS是一種復(fù)雜的臨床-神經(jīng)影像疾病，由于MRI具備優(yōu)良的軟組織分辨力，為顯示和分析MS病灶提供了有力的保障，已作為MS首選的影像學(xué)檢查方法，成為臨床早期診斷MS必不可少的檢查手段。3D-SPACE DIR序列具有三維各向同性采集、高分辨率、薄層掃描等成像特點，可任意層面進行重組而不影響圖像清晰度，能高清地顯示病灶，并通過橫斷面、矢狀面及冠狀面可準確定位病灶的位置，且在微小病灶的顯示能力上優(yōu)于2D-DIR、T2-FLAIR及T2WI，進而對疾病的診斷、鑒別診斷及隨訪對照起到重要作用。考慮到3D-SPACE DIR序列是在常規(guī)掃描基礎(chǔ)上的一種補充序列，必須具備較高的病灶顯示能力，所以，三維、高分辨、薄層是必備的，這也是導(dǎo)致其掃描時間相對較長的原因。對于顱內(nèi)病變，臨床上懷疑MS的患者，通常行T2-FLAIR、DWI及T2WI的常規(guī)MRI檢查，以便對病灶性質(zhì)（如脫髓鞘、腦梗死或腫瘤等）進行診斷與鑒別，當常規(guī)MRI掃描顯示是脫髓鞘病變且數(shù)目或分布未達到MS空間多發(fā)性的診斷標準時，進行3D-SPACE DIR序列掃描是非常有必要的。