采用擴散張量成像定量研究及纖維束示蹤成像觀察正常腕關(guān)節(jié)正中神經(jīng)

1.泰州市第四人民醫(yī)院影像科(江蘇 泰州 225300)2.泰州市第四人民醫(yī)院體檢中心(江蘇 泰州 225300)

唐 玲1 程捷飛2

腕管綜合征是上肢最常見的周圍神經(jīng)卡壓疾病。運用MR擴散張量成像技術(shù)(diffusion tensor imaging,DTI)可以檢測到神經(jīng)纖維束水分子的定向運動，提供神經(jīng)組織更加豐富的生理信息，可以彌補過去臨床上診斷周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病的局限性[1-2]。本課題旨在利用DTI技術(shù)對正中神經(jīng)進行定量分析及神經(jīng)纖維束追蹤重建，為研究正中神經(jīng)及正中神經(jīng)疾病提供了新的切入點。

1 資料與方法

1.1 臨床資料將40名年齡在19～30歲(平均25.7±2.7歲)的健康志愿者納入研究,所有志愿者均簽署知情同意書。既往有腕關(guān)節(jié)骨折史或可能累及腕部的慢性疾病史、近期有腕部疼痛、腫脹、感覺或運動異常的腕關(guān)節(jié)均被排除在外。最終共38個腕關(guān)節(jié)符合條件，其中男性腕關(guān)節(jié)19個，女性腕關(guān)節(jié)19個，左右關(guān)節(jié)各19個。本研究獲蘇州大學附屬第一醫(yī)院科學研究倫理委員會批準。

1.2 檢查方法使用飛利浦Ingenia I 3.0T共振儀(產(chǎn)地德國)和定制腕關(guān)節(jié)線圈采集圖像。受試者取仰臥位,受檢側(cè)腕關(guān)節(jié)放于胸部上方線圈內(nèi)，墊片固定。

采集序列及參數(shù)如下：軸位T2WI掃描參數(shù)：TR3000ms，TE50ms，F(xiàn)OV140mm×120mm，采集時間3min18s。軸位T1WI掃描參數(shù)：TR500ms，TE23ms，F(xiàn)OV140mm×120mm，采集時間2min。軸位PD掃描參數(shù)：TR3000ms，TE30ms，F(xiàn)OV140mm×120mm，采集時間3min6s。DTI掃描參數(shù)：TR9400ms，TE75ms，層厚均為3mm，層間距為0mm，F(xiàn)OV180mm×64 mm，Average3，擴散敏感梯度取15個不同方向，b值800s/mm2。DTI序列的采集時間為：14min44s。掃描時范圍涵蓋豌豆骨上下各3cm以上層面。

1.3 圖像測量及分析所有數(shù)據(jù)均存儲在PHILIPS Ingenia I 3.0T MR掃描儀配套工作站，進行各向異性分數(shù)(fractionalanisotropy，F(xiàn)A)值測量及DTT腕關(guān)節(jié)部正中神經(jīng)纖維束三維示蹤成像，范圍從豌豆骨中心層遠端3cm至豌豆骨中心層近端3cm，共兩側(cè)一對神經(jīng)，按Philipp等[3]的方法，將不同成像條件下的DTI圖像與T2WI圖像融合，每根神經(jīng)選取三個ROI，每個ROI大小控制在5～20mm2，以避免在測量橫截面積及FA值時產(chǎn)生部分容積效應影響測量結(jié)果，選取層面分別為T2WI圖像中豌豆骨橫截面積最大層，及距離該層上下各1.2cm層面[4]，每對神經(jīng)雙側(cè)ROI均取自統(tǒng)一層面，每個志愿者共選取6個感興趣區(qū)ROI，所有DTI掃描數(shù)據(jù)由2名經(jīng)過培訓的放射專業(yè)醫(yī)師在PHILIPS Ingenia后處理工作站進行一次分析操作，結(jié)果取平均值。

1.4 統(tǒng)計學分析采用SPSS22.0軟件進行分析，測量結(jié)果用(±s)表示，比較腕部正中神經(jīng)豌豆骨中心層及遠近兩端1.2cm層面的橫截面積及FA值。左右側(cè)及性別之間橫截面積及FA值差異比較用配對樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 女性志愿者雙腕關(guān)節(jié)部距豌豆骨中心層遠端1.2cm層面、豌豆骨中心層、距豌豆骨近端1.2cm層同側(cè)橫截面積差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，雙側(cè)腕關(guān)節(jié)部距豌豆骨中心層遠端1.2cm層面、豌豆骨中心層、距豌豆骨近端1.2cm層同側(cè)FA值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表1。

表1 女性志愿者組雙側(cè)腕關(guān)節(jié)正中神經(jīng)感興趣區(qū)橫截面積及FA值

2.2 男性志愿者雙腕關(guān)節(jié)部距豌豆骨中心層遠端1.2cm層面、豌豆骨中心層、距豌豆骨近端1.2cm層同側(cè)橫截面積差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，雙側(cè)腕關(guān)節(jié)部距豌豆骨中心層遠端1.2cm層面、豌豆骨中心層、距豌豆骨近端1.2cm層同側(cè)FA值差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表2。

表2 男性志愿者組雙側(cè)腕關(guān)節(jié)正中神經(jīng)感興趣區(qū)橫截面積及FA值

2.3 相同性別及不同性別志愿者不同側(cè)腕關(guān)節(jié)部正中神經(jīng)相同層面橫截面積及FA值差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。見表3。見圖1-4。

表3 不分性別組雙側(cè)腕關(guān)節(jié)正中神經(jīng)感興趣區(qū)橫截面積及FA值

圖1 DTT纖維束重建；

圖2 FA值測量；

圖3 FA值測量；

圖4 橫截面積測量。

3 討 論

本研究采用3.0T MR儀進行正中神經(jīng)橫截面測量及DTI研究，DWI及DTI不僅可以在形態(tài)學上成像，還可以通過觀察水分子擴散運動的改變了解機體的正常生理狀態(tài)及病理生理狀態(tài)[3]。Basser等[4]首次將DTI技術(shù)應用于周圍神經(jīng)系統(tǒng)。DTI及DTT作為在體無創(chuàng)顯示神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)及走行方向的技術(shù)，最早應用于觀察中樞神經(jīng)系統(tǒng)中顱腦病變的病理變化分析，隨后在脊髓、周圍神經(jīng)病變的診斷中開展[5]。高分辨率的DTT圖像是建立在高空間分辨率的正立方體體素的基礎(chǔ)上的，要獲得更高分辨率，正立方體體素必須更小，需要減小掃描層厚，這會延長掃描時間，而與此同時更高的磁場強度可以縮減掃描時間。因此臨床上越來越多的DTI利用中高場強磁共振儀進行掃描。3T磁共振擁有更高的信號噪聲比，并且掃描時間更短，用于周圍神經(jīng)掃描優(yōu)勢更加明顯。之后有研究者在3.0T磁共振中采用關(guān)節(jié)小線圈研究更小的四周周圍神經(jīng)，報道了定量測量四肢遠端正中神經(jīng)、橈神經(jīng)、尺神經(jīng)、脛神經(jīng)及腓神經(jīng)的FA值(0.6～0.7)。說明DTI及DTT在四肢遠端神經(jīng)的定量測量及神經(jīng)纖維束重建可以提供更多的常規(guī)MR無法提供的信息。有研究者認為在正中神經(jīng)、脛神經(jīng)等周圍神經(jīng)的DTI有助于提示周圍神經(jīng)病變累及的細節(jié)改變，F(xiàn)A值的下降提示病變的存在[6-7]。

本研究測得腕關(guān)節(jié)段正中神經(jīng)FA值大小與最近文獻報道使用3.0T MR所測值相近[8]。一般的DTI定量分析測量的參數(shù)多采用ADC值及FA值。利用FA值進行DTI研究正中神經(jīng)可以較準確地對正中神經(jīng)進行定量測量。有研究者認為1.5T MR測量的FA值小于3.0T測量的FA值，較早期的研究認為場強不同對FA值的影響可以忽略[9]。本研究中，為排除正中神經(jīng)疾病及其他退行性疾病對測量數(shù)據(jù)的影響，選取青年健康志愿者作為樣本，受檢者平均年齡較之前文獻報道中受檢者小，且年齡因素可能對FA值產(chǎn)生影響，因此場強不同對正中神經(jīng)FA值的影響仍需進一步研究。本研究中選取層段的正中神經(jīng)FA值不等，筆者認為有各層段神經(jīng)本身的解剖生理差異的因素，也有各層段神經(jīng)走行區(qū)域不同，周圍組織對信號產(chǎn)生的干擾。與此類似，本研究中不分性別左右手同部位橫截面積和FA值比較，結(jié)果無統(tǒng)計學意義；女性左右手同部位橫截面積和FA值比較，結(jié)果無統(tǒng)計學意義；男性左右手同部位橫截面積和FA值比較，結(jié)果無統(tǒng)計學意義，這一結(jié)果可以作為DTI定量測量FA值自身對照研究病變的正中神經(jīng)的基礎(chǔ)，并且提供健康人群正常腕管部正中神經(jīng)FA值參考數(shù)值，可以為今后提出量化的診斷標準提供了參考數(shù)據(jù)。

綜上所述，利用DTI技術(shù)對正中神經(jīng)進行定量分析及神經(jīng)纖維束追蹤重建，為我們研究正中神經(jīng)及正中神經(jīng)疾病提供了新的切入點，DTI及DTT在四肢遠端神經(jīng)的定量測量及神經(jīng)纖維束重建可以提供更多常規(guī)MR無法提供的信息。

本研究的不足：

①為排除正中神經(jīng)疾病及腕管疾病對測量數(shù)據(jù)的影響，本研究選用青年健康人作為樣本，志愿者的分布偏年輕化，未來還需進一步擴大樣本，擴展各年齡段志愿者人群，以獲得多年齡段正中神經(jīng)的數(shù)據(jù)，為今后將正中神經(jīng)擴散張量成像研究應用于臨床提供更豐富的理論依據(jù)。

②目前大部分DTI周圍神經(jīng)定量研究都采用ROI法測量神經(jīng)纖維束，研究者的主觀因素對研究結(jié)果影響較大，也是DTI真正應用于臨床的主要障礙。DTT精確重建外周神經(jīng)纖維束依靠后處理軟件的改進。自動追蹤的DTI重建后處理有部分局限性，自動追蹤法評價神經(jīng)纖維束是評價整段神經(jīng)纖維束，而對于神經(jīng)纖維束上的各個點無法單獨評價，神經(jīng)不同節(jié)段DTI數(shù)據(jù)的變化可能被忽視。

（本文圖片見封二）