腰骶神經(jīng)根相關(guān)病變診斷中磁共振擴(kuò)散張量成像的應(yīng)用及意義

王祺 李會俠 楊圣輝 孔建軍

腰骶神經(jīng)叢主要由骶叢、腰叢構(gòu)成。坐骨神經(jīng)是骶叢神經(jīng)的最主要分支，同時(shí)也是機(jī)體中最粗大的神經(jīng)。椎間盤病癥(如椎間盤突出等)引起的神經(jīng)根壓迫均是坐骨神經(jīng)痛發(fā)生的主要原因。神經(jīng)根減壓術(shù)是目前臨床上應(yīng)用于腰骶神經(jīng)根壓迫癥患者臨床治療的主要術(shù)式。術(shù)前明確診斷和定位病變神經(jīng)根對手術(shù)創(chuàng)傷的減輕，手術(shù)成功率的提高、患者術(shù)后康復(fù)效果提高均極為重要[1]。目前，臨床上主要通過影像學(xué)檢查、體格檢查，同時(shí)結(jié)合患者病史對患者腰骶神經(jīng)根相關(guān)病變進(jìn)行診斷，但實(shí)踐及研究結(jié)果均顯示該種診斷效果存在明顯局限性，NR檢査的應(yīng)用表現(xiàn)出明顯優(yōu)越性[2]。本研究主要探討DTI在腰骶神經(jīng)根相關(guān)變化臨床診斷中的應(yīng)用及應(yīng)用效果和意義，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年4月至2019年6月在本院接受健康體檢的健康者90例作為研究的對照組。其中男48例，女42例；年齡21～58歲，平均(43.5±2.6)歲。選取同期在本院接受診治的腰椎間盤突出患者90例作為觀察組。其中男50例，40例；年齡23～60歲，平均(45.4±2.8)歲。2組年齡、性別比等一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)；(1)觀察組患者符合椎間盤突出相關(guān)臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，并經(jīng)常規(guī)腰椎磁共振檢查獲得確診；(2)所有入選者神志清醒，智力正常，可配合進(jìn)行相關(guān)的檢查；(3)臨床檢查及診治資料均保存完整；(4)簽署相關(guān)知情文件，自愿參與。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有腰部外傷或手術(shù)既往史；(2)存在先天性脊髓或腰椎異常改變、伴有椎管內(nèi)腫瘤及心、肝、腎等重要臟器重大疾?。?3)有MRI禁忌征病既往史；(4)存在精神性疾病、全身性疾病者；(5)病例資料不全。

1.3 方法 DTI成像操作具體如下：通過磁共振彌散張量成像儀給予受檢者軸位掃描，肚臍上2～3 cm處作為掃描位置。檢查時(shí)受檢者保持仰臥位，雙手自然平放于身體兩側(cè)，檢查過程中指導(dǎo)患者做均勻呼吸。參數(shù)設(shè)置如下：TE為95 ms，TR為9 900 ms，fov為350 mm，矩陣為128×128，層間距、層厚分別為0、3.1 mm，激勵(lì)次數(shù)為3次，b值為900，擴(kuò)散方向?yàn)?0個(gè)，掃描時(shí)間為9 min 31 s。將檢查獲得DTI數(shù)據(jù)傳送至Siemens處理站，通過相關(guān)軟件包行相關(guān)數(shù)據(jù)后處理。通過3D-MEDIC-DTI的融合圖仔細(xì)觀察腰骶神經(jīng)根顯示狀況。

1.4 觀察指標(biāo) 觀察對照組 L4、L5、S1神經(jīng)根的FA值及ADC值，并對比各1神經(jīng)根FA值及ADC值存在的差異性。觀察觀察組病變側(cè)、健側(cè)腰骶神經(jīng)根ADC值、FA值及兩者差異性。

2 結(jié)果

2.1 對照組不同節(jié)段腰骶神經(jīng)根ADC值、FA值正態(tài)分布檢驗(yàn)情況 對照組L4、L5、S1及左、右側(cè)不同節(jié)段腰骶神經(jīng)根的ADC值、FA值正態(tài)分布檢驗(yàn)結(jié)果顯示，L4、L5、S1神經(jīng)根FA值、ADC值均為正態(tài)分布數(shù)據(jù)(P>0.05)。見表1。

表1 L4、L5、S1及左、右側(cè)不同節(jié)段腰骶神經(jīng)根ADC值、FA值正態(tài)分布檢驗(yàn)結(jié)果

2.2 對照組不同節(jié)段腰骶神經(jīng)根ADC值、FA值結(jié)果 對照組L4、L5、S1腰骶神經(jīng)根的ADC值、FA值單因素方差分析結(jié)果顯示，L4、L5、S1神經(jīng)根FA值、ADC值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 對照組受檢者不同腰骶神經(jīng)根FA值、ADC值比較

表2 對照組受檢者不同腰骶神經(jīng)根FA值、ADC值比較

數(shù)值L4L5S1F值P值FA值 0.316±0.0190.315±0.0130.318±0.0220.2310.733ADC值1.527±0.2311.419±0.2151.472±0.2530.1040.894

2.3 觀察組神經(jīng)根病變側(cè)、健側(cè)神經(jīng)根ADC值、FA值正態(tài)分布檢驗(yàn)情況 病變、健側(cè)及對照組腰骶神經(jīng)根的ADC、FA值正態(tài)分布及方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表3。

表3 病變、健側(cè)及對照組腰骶神經(jīng)根ADC、FA值正態(tài)分布檢驗(yàn)情況

2.4 觀察組神經(jīng)根病變側(cè)、健側(cè)神經(jīng)根ADC值、FA值對比分析結(jié)果 觀察組病變側(cè)神經(jīng)根FA值顯著低于健側(cè)，ADC值顯著高于健側(cè)，差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 病變、健側(cè)腰骶神經(jīng)根ADC、FA 值差異性分析結(jié)果

表4 病變、健側(cè)腰骶神經(jīng)根ADC、FA 值差異性分析結(jié)果

項(xiàng)目病變側(cè)健側(cè)t值P值方差齊性分析P值FA值 0.245±0.0220.303±0.0206.2450.0000.597ADC值1.770±0.3851.460±0.2652.6730.0100.606

2.5 2組圖像質(zhì)量比較

2.5.1 對照組圖像質(zhì)量表現(xiàn)為：腰骶神經(jīng)根纖維束示蹤可見神經(jīng)根主要表現(xiàn)為纖維束走行，顯示部分左右、前后走行纖維束穿插其中。排列上顯示緊密，無缺失或局部變細(xì)纖維束。腰骶神經(jīng)根均表現(xiàn)為從上往下斜行，同時(shí)表現(xiàn)為數(shù)量隨神經(jīng)根系數(shù)增加，傾斜角度逐漸變大，神經(jīng)根解剖學(xué)描述基本一致。見圖1。

2.5.2 觀察組圖像質(zhì)量表現(xiàn)為：90例患者檢查結(jié)果顯示存在神經(jīng)根出現(xiàn)異常。其中，37例表現(xiàn)為病變側(cè)神經(jīng)根有明顯移位改變，12例表現(xiàn)為腰骶神經(jīng)根在椎管內(nèi)穿行的上行段無法追蹤到，26例表現(xiàn)為病變側(cè)神經(jīng)纖維出現(xiàn)明顯局部變細(xì)，6例存在明顯壓跡改變,9例表現(xiàn)為纖維束局部缺失。與健側(cè)、健康者正常神經(jīng)根比較，病變側(cè)神經(jīng)根在排列結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為稀疏。無規(guī)整性，且穿插細(xì)小神經(jīng)纖維數(shù)量表現(xiàn)為明顯增加。見圖2。

圖1 健康者腰骶神經(jīng)根DTT圖像顯示；A 冠狀位；B 橫斷面；C 矢狀位

圖2 DTI行腰骶神經(jīng)根成像可見右側(cè)L5神經(jīng)根有明顯受壓移位(A);DTI行腰骶神經(jīng)根成像可見左側(cè)S1神經(jīng)根有受壓切跡(B)

3 討論

腰椎間盤突出是因椎間盤變性、勞損或外傷等引起纖維環(huán)破裂，破裂處突出髓核對鄰近神經(jīng)根造成機(jī)械性壓迫，或者發(fā)生相應(yīng)炎性反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致腿或腰部運(yùn)動(dòng)功能遭受損傷[4]。椎間盤突出癥為老年人多發(fā)病，近年來發(fā)病率表現(xiàn)出明顯遞增趨勢，已成為嚴(yán)重影響老年人健康狀況及生存質(zhì)量的重要疾病之一[5,6]。準(zhǔn)確判斷椎間盤與神經(jīng)根間存在的解剖關(guān)系，對疾病臨床診斷及治療方案選擇均具有重要價(jià)值。

目前，臨床上主要通過電生理檢查等檢查，同時(shí)結(jié)合臨床體征、病史分析實(shí)現(xiàn)對患者受壓腰神經(jīng)進(jìn)行定位判斷，進(jìn)而分析椎間盤對神經(jīng)根造成的影響。但實(shí)踐及研究結(jié)果均顯示，患者臨床癥狀、影像表現(xiàn)均存在一定差異性，且患者椎間盤突出程度與疼痛程度也存在一定差異，因此選用單一檢查手段進(jìn)行檢查無法準(zhǔn)確了解腰神經(jīng)根病理生理改變情況[7]。 CT、MRI等影像檢查技術(shù)在應(yīng)用過程中可良好顯示椎間盤突出位置、程度、形態(tài)，但腰神經(jīng)根纖細(xì)且椎間孔內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，常規(guī)磁共振、CT檢查僅在橫斷面顯示某段腰神經(jīng)根狀況，神經(jīng)根具體受壓情況及走行均無法連續(xù)顯示[8]。隨著影像技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，磁共振神經(jīng)成像、彌散張量成像逐漸成為顯示腰神經(jīng)狀況的主要技術(shù)手段，既往研究已證實(shí)磁共振擴(kuò)散張量成像技術(shù)的應(yīng)用可良好顯示坐骨神經(jīng)、下肢脛神經(jīng)以及腓總神經(jīng)的走行情況[9]。本研究對腰椎間盤突出者、健康者行腰骶神經(jīng)根DTI成像，研究結(jié)果顯示受檢者腰骶神經(jīng)根空間解剖結(jié)構(gòu)均可獲得完整顯示。健康者腰骶神經(jīng)根主要由頭尾的走行纖維束構(gòu)成，中間穿插有少量左右、前后走行纖維束，各腰骶神經(jīng)根的穿行方式方式均表現(xiàn)為從后上至前下斜向穿行，纖維緊密排列。受檢者均無纖維束缺失、局部變細(xì)表現(xiàn)，且傾斜角度會隨著神經(jīng)根系數(shù)的增加而不斷變大，與神經(jīng)根解剖學(xué)描述基本一致。在DTI參數(shù)值方面，健康者不同層面腰骶神經(jīng)根及左右兩側(cè)的FA值、ADC值比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與Wu等[10]研究結(jié)果保持良好一致。研究中椎間盤突出者DTT成像獲得圖像顯示，受檢者病變側(cè)的神經(jīng)根均存在明顯變細(xì)、移位及局部缺失，部分患者還出現(xiàn)明顯壓跡樣改變。同時(shí)，患者病變側(cè)神經(jīng)根的排列結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為明顯稀疏，走行無規(guī)整性，中間穿插有較多的細(xì)小神經(jīng)纖維，與秦朗等[11]研究結(jié)果基本一致。該結(jié)果表明DTI應(yīng)用過程中通過三維圖像可直觀、清晰、完整顯示受檢者腰神經(jīng)各解剖區(qū)域的排列、走行等空間解剖特點(diǎn)，當(dāng)受檢者存在椎間盤突出時(shí)，可準(zhǔn)確顯示和判斷神經(jīng)根具體受壓部位、移位發(fā)生程度等。獲得圖像、數(shù)據(jù)對細(xì)微組織結(jié)構(gòu)差異性分析具有重要參考價(jià)值。張國平等[12]文獻(xiàn)指出，MRI顯示受檢者疑似存在椎間盤單側(cè)突出神經(jīng)根受壓使再行DTT，可全面、直觀顯示受壓形態(tài)改變情況，同時(shí)可準(zhǔn)確定位受壓位置。沙淼等[13]研究結(jié)果顯示，受壓側(cè)L5神經(jīng)根的穿行位置在L5橫突下緣、骶骨翼上緣兩者間，與健側(cè)比較，病變側(cè)神經(jīng)纖維表現(xiàn)為明顯受壓改變和局部缺失。DTI技術(shù)的應(yīng)用可良好區(qū)分神經(jīng)根與周圍組織間存在的結(jié)構(gòu)關(guān)系，準(zhǔn)確顯示極外側(cè)突出椎間盤對腰神經(jīng)造成的壓迫情況。椎間盤突出癥DTI成像數(shù)值方面，椎間盤突出者病變側(cè)神經(jīng)根的FA值相比健側(cè)、健康志愿者同層面均明顯更低，ADC值則明顯更高，差異比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析原因可能是椎間盤突出癥者的神經(jīng)根發(fā)生病理生理結(jié)構(gòu)該病，導(dǎo)致組織中水分子彌散運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)變化，進(jìn)而使FA值發(fā)生明顯改變。突出椎間盤對神經(jīng)根造成的化學(xué)刺激及慢性壓迫均可使靜脈回流受到不同程度阻礙，進(jìn)而引起神經(jīng)內(nèi)水腫、神經(jīng)根靜脈淤血，明顯提高神經(jīng)根內(nèi)液體壓力，引發(fā)神經(jīng)根營養(yǎng)狀態(tài)異常，導(dǎo)致神經(jīng)纖維發(fā)生相關(guān)組織結(jié)構(gòu)改變，且會對髓鞘及軸突再生產(chǎn)生阻礙作用，最終導(dǎo)致神經(jīng)根發(fā)生不可逆損傷。ADC值改變主要與神經(jīng)受壓引起的炎性水腫及神經(jīng)纖維變性存在密切關(guān)系。神經(jīng)根遭受炎性刺激、慢性壓迫后出現(xiàn)水腫，加大細(xì)胞間隙，導(dǎo)致組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)能力不斷增加，同時(shí)在病理環(huán)境中大分子蛋白質(zhì)吸附作用、細(xì)胞膜通透性、生物組織內(nèi)血液灌注均會出現(xiàn)明顯改善，因此導(dǎo)致ADC值明顯提高。李沖等[14]文獻(xiàn)指出慢性損傷可使細(xì)胞內(nèi)水分子不斷向細(xì)胞外間隙流出，引發(fā)血管源性水腫，降低FA值，提高ADC值。DTI技術(shù)在腰骶神經(jīng)根相關(guān)病變診斷不僅局限性腰椎間盤突出癥，有研究顯示，DTI技術(shù)用于先天性脊柱裂及對腰骶神經(jīng)造成影響、頸部腫瘤對鄰近神經(jīng)根造成影響的診斷也表現(xiàn)出良好效果[15]。

總之,DTI成像應(yīng)用過程中能夠有效解決DWI細(xì)小神經(jīng)顯像存在的局限性，準(zhǔn)確、全面顯示椎間盤突出對周圍腰神經(jīng)根，特別是脊神經(jīng)干近端神經(jīng)造成的壓迫，直觀顯示腰骶神經(jīng)根移位、走行特點(diǎn)，對疾病診斷及治療均具有重要參考價(jià)值。