磁共振DTI技術(shù)在周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的進展

伍鵬歡，黃成燕，史本超

1韶關(guān)市第一人民醫(yī)院骨科（南方醫(yī)科大學附屬韶關(guān)醫(yī)院），廣東 韶關(guān) 512000；南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院2影像中心，3脊柱外科，廣東 廣州 510280

由于神經(jīng)組織中水分子的運動沿著神經(jīng)纖維走行，具有異性彌散，所以理論上運用DTI可更好評估神經(jīng)纖維病理變化。DTI技術(shù)的出現(xiàn)，為周圍形態(tài)結(jié)構(gòu)的顯示及定量分析提供了新的方法。近年來，學者們應(yīng)用DTI技術(shù)對周圍神經(jīng)系統(tǒng)進行了初步研究，現(xiàn)綜述如下：

1 周圍神經(jīng)DTI值的常用參數(shù)

在周圍神經(jīng)測量中，部分各向異性指數(shù)（FA）和表觀擴散系數(shù)ADC是最常用的兩個參數(shù)[1]。FA值，表示在活體組織內(nèi)水分子各向異性成分所占比例，變化范圍是0～1，當FA值趨近于0時，表示彌散不受限制，各向同性；當FA值趨近于1時，表示各向異性最大。水分子垂直于神經(jīng)纖維走向的彌散運動受限，平行于神經(jīng)纖維走向的彌散運動不受限。ADC值，指MR成像體素內(nèi)各個方向擴散幅度的平均值，表示活體組織內(nèi)水分子在各個方向上的平均擴散速度和距離，ADC值降低，說明水分子的擴散能力減弱；反之，則增強。在神經(jīng)損傷的早期，神經(jīng)解剖形態(tài)未發(fā)生顯著改變時，神經(jīng)內(nèi)部水分子的各向擴散運動已經(jīng)發(fā)生變化，通過DTI測量其相關(guān)參數(shù)，可在早期對病變的神經(jīng)纖維作出診斷[1]。

2 DTI周圍神經(jīng)感興趣區(qū)域（ROI）的勾畫方法

目前對于DTI感興趣區(qū)域的勾畫方法主要有：輪廓法、中心圓法。對不同疾病的研究中均認為輪廓法重復性更佳[2-4]。腰椎神經(jīng)根DTI值測量中，大部分學者[5-7]應(yīng)用的是輪廓法勾畫ROI，即ROI的邊界沿著神經(jīng)根橫截面的邊緣。周圍神經(jīng)測量中，ROI取值大小不完全相同。在應(yīng)用DTI對比病變側(cè)神經(jīng)根與正常側(cè)神經(jīng)根研究中[1,8-10]，ROI面積取值25～50 mm2。有研究在應(yīng)用DTI評估神經(jīng)根微觀改變與臨床癥狀的相關(guān)性研究中，ROI面積20～45 mm2[11-12]。Chiou等[7]在神經(jīng)根完整性測量中，ROI面積取值范圍較小，為16～24 mm2。這可能與不同人群、不同節(jié)段神經(jīng)根的橫截面積不同有關(guān)。

Brandstack等[13]認為小ROI更容易受到噪聲和部分體積效應(yīng)的影響，因此增加ROI大小可以提高可重復性，但是需要避免來自周圍結(jié)構(gòu)的干擾。Sun等[2]認為較大的ROI尺寸可以降低參數(shù)值中觀察者內(nèi)部和觀察者之間的可變性，在臨床上也更加適用，當然，ROI選取過中應(yīng)該盡量避開囊變壞死的區(qū)域。有研究認為乳腺癌小ROI一般表現(xiàn)優(yōu)于大ROI[14]。

目前已檢索到文獻中，頸椎神經(jīng)根ROI勾畫是應(yīng)用中心圓法，但是計數(shù)單位和大小不同。有文獻以面積為計數(shù)，分別為4 mm2和0.25 cm2[15-16]，而Gasparotti等[17]以直徑為計數(shù)，為2.5 mm。數(shù)量單位不同的原因可能是所用磁共振掃描儀的廠家、型號、后臺處理軟件不同所致。四肢神經(jīng)纖維，幾乎全部應(yīng)用的是輪廓法，因為神經(jīng)纖維較細，無法固定ROI面積，原則是盡量覆蓋神經(jīng)纖維的橫截面[18-19]。但也有研究認為ROI的邊界要小于神經(jīng)橫截面的邊界[20]。少數(shù)研究認為ROI的邊界要大于神經(jīng)橫截面的邊界[21]。先前研究往往武斷采用一種ROI勾畫方法，忽略了方法本身對研究結(jié)果的影響。對于為何選擇某種方法各家均未給出客觀合理的解釋。

3 周圍神經(jīng)DTI值的測定方法

為了提高某一條神經(jīng)纖維DTI值的準確性，減小誤差，常規(guī)是多部位測DTI值，然后取平均值法，部位數(shù)量從一個到幾個不等。椎管內(nèi)、椎間孔內(nèi)、椎間孔外是神經(jīng)根常用的3個部位區(qū)域[6,8,22]。有研究把ROI放在神經(jīng)根被壓迫部位或者以遠，測量3個層面，每個層面間隔3 mm[10]；研究把ROI的位置放置在離腰椎間盤以遠14、20、28 mm的地方和視野內(nèi)可見的神經(jīng)根最遠端部分[7]。而有學者只是測量了靠近椎間孔處一個部位的DTI值[5]。頸椎神經(jīng)根ROI位置以神經(jīng)根最狹窄部位、神經(jīng)節(jié)多見，取平均值[15-16]。

在四肢周圍神經(jīng)中，神經(jīng)干ROI位置選擇以多個骨性標志區(qū)域為多，然后再取平均值。坐骨神經(jīng)ROI位置選擇在股骨頭、髖部中心、股骨小轉(zhuǎn)子3個區(qū)域，每個區(qū)域選取5個ROI[23]。另外一種區(qū)域選擇位置是股骨頭、骶1神經(jīng)根、兩者連線中點[19]。股神經(jīng)位置在離股骨頭近端的3～4 cm（顯示最清楚），每個部位測量3次，取均值[19]。脛、腓神經(jīng)在股骨外側(cè)髁的最下端和髕骨上極，測量3個層面，取均值[24]。

正中神經(jīng)測量3個部位取均值：遠端橈尺關(guān)節(jié)處、在腕關(guān)節(jié)近端豌豆骨水平、腕關(guān)節(jié)遠端鉤狀骨水平[24]。尺神經(jīng)的測量也是由近及遠3個部位：肘管的遠端、肘管遠端8 cm、最遠端的層面[25]。

4 影響周圍神經(jīng)DTI值相關(guān)因素

目前對周圍神經(jīng)DTI值的相關(guān)影響因素研究很少，僅有幾篇報道。既往研究認為人體自身相關(guān)影響因素包括年齡、體質(zhì)量、JOA評分、VAS評分、糖化血紅蛋白水平等[5,18]。研究認為在控制性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)的情況下，ADC值與糖化血紅蛋白水平呈正相關(guān)；FA值與糖化血紅蛋白水平無顯著相關(guān)性[5]。Kronlage等[18]對60名健康志愿者行坐骨神經(jīng)DTI掃描，發(fā)現(xiàn)FA值與年齡、身高、體質(zhì)量呈負相關(guān)，與性別無顯著相關(guān)，與年齡關(guān)系最密切。磁共振機器設(shè)定的參數(shù)（掃描序列、b值等）也會對DTI值有影響[26-27]。Wang等[6]對21名單側(cè)L5神經(jīng)根癥狀病人進行掃描，測量放射學參數(shù)和DTI數(shù)值，發(fā)現(xiàn)硬膜囊橫截面積和矢狀旋轉(zhuǎn)是FA值下降的主要原因。研究認為DTI數(shù)值和JOA評分、VAS評分有很強的相關(guān)性[10,28]，并通過掃描16名明確腰椎病變的病人，發(fā)現(xiàn)腰椎椎管內(nèi)和椎間孔內(nèi)分別測量的DTI數(shù)值有明顯差異，說明DTI數(shù)值隨同一條神經(jīng)根位置的變化而變化。

5 DTI對周圍神經(jīng)顯示的DTI應(yīng)用現(xiàn)狀及其局限性

有學者通過對神經(jīng)根型頸椎病人和正常人的DTI值測量，研究FA值和ADC值與神經(jīng)損傷程度的關(guān)系[15-16]，說明FA值和ADC值可以顯示神經(jīng)根的微觀變化。研究通過測量病變腰椎神經(jīng)根和正常腰椎神經(jīng)根DTI值[1,29]，認為DTI對腰椎神經(jīng)根的診斷、損傷程度評估可能有用。吳杏等[30]通過分析椎間盤突出Lindblon分型與FA值、ADC值的關(guān)系，認為DTI值可以反映神經(jīng)根受壓程度,且隨著受壓程度的加重,FA值降低,ADC值升高。不少學者通過對比志愿者和腰椎間盤突出癥患者腰椎神經(jīng)根的DTI值，認為DTI技術(shù)可以為臨床神經(jīng)根病變的診治提供定量化數(shù)值及直觀、準確的影像依據(jù)。目前研究都是用患者與正常人或患者的患側(cè)與健側(cè)神經(jīng)根DTI值做對比，驗證已知病變神經(jīng)根DTI值與正常神經(jīng)根是否有差異。目前尚未發(fā)現(xiàn)有直接測量DTI值來判定是否有神經(jīng)損傷及損傷程度的相關(guān)研究。

6 展望

應(yīng)用DTI技術(shù)對周圍神經(jīng)系統(tǒng)的研究，目前尚停留在驗證階段，即大部分研究僅僅證實病變神經(jīng)根與正常神經(jīng)根DTI值存在差異，尚缺乏研究提出如何有效應(yīng)用DTI技術(shù)辨別周圍神經(jīng)損傷與否。對于不同神經(jīng)ROI選擇方式尚缺乏客觀合理的參考依據(jù)；對于周圍神經(jīng)DTI值的可能影響因素，各家觀點尚不統(tǒng)一；對于如何準確測定單根神經(jīng)DTI值，文獻中亦無明確答案。因此，后續(xù)研究中，如何最大限度提高DTI技術(shù)對神經(jīng)根定性定量判斷的可靠性及準確度，真正實現(xiàn)該技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化，從而為臨床提供更加客觀詳實的診斷依據(jù)，是一個值得深入探討的課題。