嬰幼兒分娩性臂叢神經(jīng)損傷的磁共振成像技術最新進展

段曉岷，臧麗莉，張小燕，尹光恒，王衛(wèi)中，洪天予，許辰，呂艷秋，于彤*

臂叢神經(jīng)主要支配整個手、臂的運動和絕大部分的感覺，嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的可能機制包括牽拉、壓迫、缺氧和腫瘤浸潤，其中分娩時肩關節(jié)受阻，需要加大頸肩角拉出患兒，使得縱向牽拉的力量大大超過臂叢神經(jīng)所能承受的拉伸力量，這是嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的主要因素，另外出生時體質量較大，超過4.5 kg 的巨大兒，以及經(jīng)產(chǎn)鉗拉出也是臂叢神經(jīng)損傷的危險因素[1]。嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的自然恢復率可高達66%～92%[2]。對于不能自然恢復的患兒，需要盡早確定損傷類型和程度，以便有效地進行醫(yī)療干預，改善預后[3]。目前公認磁共振神經(jīng)成像(magnetic resonance neurography，MRN)是診斷臂叢神經(jīng)損傷最有價值的檢查方法[4-5]。嬰幼兒臂叢神經(jīng)干細小，毗鄰解剖關節(jié)及組織結構復雜，周圍環(huán)繞著肌肉、淋巴結、骨、甲狀腺、氣道、大血管、肺組織、靜態(tài)液體等不同磁化率組織，且臂叢神經(jīng)在空間走行上既不共線也不共面，加之嬰幼兒身體內(nèi)水分含量高，脂肪少等生理特點，神經(jīng)結構與周圍組織之間缺乏良好的對比，使得嬰幼兒臂叢神經(jīng)成像成為磁共振成像技術中的難點。隨著技術的發(fā)展，目前國內(nèi)外多篇文獻對MRN 用于臂叢神經(jīng)損傷進行研究報道，認為磁共振神經(jīng)成像能夠判斷周圍神經(jīng)損傷的原發(fā)性及繼發(fā)性改變，不論在成人還是兒童都具有可行性和實用性[6-8]，本文將對MRI 在嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷中的成像技術及應用進展進行綜述。

1 臂叢神經(jīng)的解剖[2]

臂叢神經(jīng)是由頸5 至頸8 神經(jīng)根腹側分支及胸1 神經(jīng)根構成，各支脊神經(jīng)出椎間孔后在其行程中不斷分合，從而形成三干(頸5～6聯(lián)合成上干；頸7單獨組成中干；頸8及胸1形成下干)、六股、三束及五大分支(即正中神經(jīng)、尺神經(jīng)、橈神經(jīng)、腋神經(jīng)和肌皮神經(jīng))[9]。

周圍神經(jīng)纖維束的解剖層次從里到外分別為神經(jīng)纖維、神經(jīng)髓鞘、神經(jīng)內(nèi)膜和神經(jīng)束膜。脊神經(jīng)根離開脊髓時表面被覆以軟脊膜，當穿過脊髓蛛網(wǎng)膜及硬脊膜時，表面即覆蓋有蛛網(wǎng)膜及硬脊膜，形成蛛網(wǎng)膜鞘及硬脊膜鞘，蛛網(wǎng)膜下腔在神經(jīng)根周圍向外側延伸，至脊神經(jīng)節(jié)近端附近多逐漸封閉消失，有時可繼續(xù)沿脊神經(jīng)延伸。

2 嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的病理生理及分型分級

臂叢神經(jīng)損傷的病理基礎為軸突損傷和脫髓鞘改變[2-3]。根據(jù)Sunderland 原則[10]，將周圍神經(jīng)損傷分為5 級：I級損傷，表現(xiàn)為神經(jīng)傳導阻滯，短時間內(nèi)可完全恢復；Ⅱ級損傷表現(xiàn)為軸突斷裂，但內(nèi)膜、束膜及外膜完整；Ⅲ級損傷，表現(xiàn)為神經(jīng)纖維斷裂，軸突和內(nèi)膜損傷，但束膜和外膜完整；Ⅳ級損傷表現(xiàn)為軸突、內(nèi)膜和束膜損傷，但外膜完整；Ⅴ級損傷表現(xiàn)為神經(jīng)干完全斷裂。臂叢神經(jīng)損傷的分類方法有多種，根據(jù)病變發(fā)生在椎管內(nèi)外不同，分為節(jié)前損傷及節(jié)后損傷，損傷位于椎管內(nèi)脊神經(jīng)根處為節(jié)前損傷，損傷發(fā)生于椎管外段時為節(jié)后損傷[2-3]。根據(jù)損傷神經(jīng)范圍，將臂叢神經(jīng)損傷分為4型：I型：上干損傷，最常見；Ⅱ型：上干及中干損傷，次常見；Ⅲ型：全臂叢(頸5 至胸1)損傷，表現(xiàn)為上肢功能全部喪失，伴或不伴Horner 征。伴Horner 征的患兒；Ⅳ型：下干損傷，發(fā)生率最低[3,10]。

一般來說，神經(jīng)軸突都有再生能力，大部分可恢復原來的功能，所需時間一般為3～6個月，有文獻報道6個月之前的神經(jīng)手術不會比晚期(6～22 個月)嬰兒的神經(jīng)手術帶來更好的運動效果[11]。

3 嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的檢查方法

在臨床上，神經(jīng)電生理和影像學檢查是嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷最常用的檢查方法。神經(jīng)電生理檢測能夠準確判斷神經(jīng)損傷的發(fā)生部位以及做出定性診斷，在一定程度上為準確診斷、判斷病情提供依據(jù)[12-14]。但神經(jīng)電生理檢查對于嬰幼兒檢查存在明顯局限性，神經(jīng)電生理需要在臂叢神經(jīng)所支配肌肉內(nèi)插入針電極，嬰幼兒肢體短細，肌肉塊小且分界模糊，準確定位相對困難，針刺電極及電流刺激是有創(chuàng)檢查，易造成患兒的不適、疼痛后多動，不能配合采集不同狀態(tài)下的肌電圖，導致檢查結果不可靠。另外，急性神經(jīng)源性損傷需10～14 d后才會出現(xiàn)肌纖維失去了神經(jīng)支配的電生理特征，如去神經(jīng)電位、纖顫電位和正銳波，也就是說臂叢神經(jīng)損傷10～14 d后肌電圖方能證實存在神經(jīng)源性損傷[15-16]。

影像學檢查主要包括X線平片、CT脊髓造影檢查、超聲檢查、磁共振常規(guī)成像及磁共振神經(jīng)成像[2,16]。X 線平片主要用于排除鎖骨、肱骨骨折，因為鎖骨、肱骨骨折時會掩蓋或加重臂叢神經(jīng)損傷的癥狀，但不能用作臂叢神經(jīng)損傷的定位和定性檢查[17]。CT脊髓造影經(jīng)腰穿向椎管內(nèi)注入對比劑來顯示神經(jīng)根及神經(jīng)根袖的形態(tài)和連續(xù)性，是診斷臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷的可靠指標。脊髓造影檢查的局限性在于無法評估節(jié)后神經(jīng)損傷，并且有創(chuàng)，同時存在對比劑及輻射損傷，因此脊髓造影在嬰幼兒中很難普及[4]。超聲檢查近年來臨床也有彩色多普勒超聲用于診斷臂叢神經(jīng)根性撕脫傷的報道，對節(jié)后的撕脫傷具有一定診斷意義[18]，但由于骨結構的遮擋，超聲難以全程顯示臂叢神經(jīng)，尤其是椎管內(nèi)段神經(jīng)根無法顯示，并且這項檢查對于檢查者的經(jīng)驗和手法要求較高[19]。

4 嬰幼兒分娩性臂叢神經(jīng)的磁共振成像技術及應用進展

臂叢神經(jīng)屬于周圍神經(jīng)，目前用于觀察周圍神經(jīng)病變的MR成像序列包括常規(guī)MR成像、MR神經(jīng)成像、MR功能成像。

4.1 常規(guī)MR成像

使用T1WI及T2WI斷層掃描臂叢神經(jīng)走行區(qū)，用于觀察臂叢神經(jīng)及其走行區(qū)內(nèi)組織結構有無異常信號，但顯示臂叢神經(jīng)效果差。

4.2 MR神經(jīng)成像

能夠無創(chuàng)地直接顯示臂叢神經(jīng)及其病變，提高診斷準確率，其主要方法為脂肪抑制的T2 加權成像，T2WI 短時間反轉恢復(short time reversal recovery，STIR)序列是基本序列，主要為二維成像，也可以結合3D技術進行三維成像。

嬰幼兒制動是嬰幼兒臂叢神經(jīng)磁共振成像成功的前提，目前臨床上最常用的方法是在掃描前深度鎮(zhèn)靜或麻醉，可以明顯減少移動偽影的產(chǎn)生；亦有文獻報道不使用鎮(zhèn)靜劑，將自然睡眠的新生兒放置在用于磁共振檢查的固定器內(nèi)固定手臂及頸部后進行掃描[20]，利用容積快速掃描序列即PD Cube序列在4.5 min 內(nèi)完成掃描，并能夠可靠地評估分娩性臂叢神經(jīng)損傷損傷的程度和范圍，并具有良好的評價者間的重復性[21]。

另外，嬰幼兒的生理特點即體積小、體質量低，臂叢神經(jīng)細小，體內(nèi)水分含量高，體脂少，出于檢查安全及圖像清晰度考慮，掃描線圈使用成人的頭頸線圈，視野(field of view，F(xiàn)OV)一般設在15～25 cm，根據(jù)實際情況調整體素或矩陣、激勵次數(shù)及并行采集因子等可變參數(shù)，以達到符合診斷要求的圖像。筆者使用長回波時間的短反轉時間的反轉恢復(long time of echo short-time T1 inversion recovery，long TE-STIR)序列將體素設置在0.8左右，矩陣設置在220×280上下，每個序列的掃描時間控制在5 min 以內(nèi)，對15 例3 個月以下的臨床診斷臂叢神經(jīng)損傷患兒進行MR 成像，分析圖像結果顯示臂叢神經(jīng)損傷的異常信號在MR 圖像上表現(xiàn)穩(wěn)定，結果可靠[22]。Grahn 等使用1.5 T 磁共振儀，層厚0.5 mm 的二維重T2 的平衡式快速場回波(balance fast filed echo，BFFE)序列，對平均年齡3.9 個月的嬰幼兒頸部行冠狀位和軸位掃描，研究表明此序列可以作為MR脊髓造影用以顯示嬰幼兒臂叢神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)根的腹側支和背側支，并可顯示腹側支和(或)背側支是否從脊髓上撕脫，具有很高的診斷價值[23]。我國學者張嫣等[24]使用1.5 T 磁共振利用T2-STIR 壓脂序列及冠狀位三維快速穩(wěn)態(tài)進動采集(3D fast imaging employing steady-state acquisition，3D-FIESTA)序列對疑似臂叢神經(jīng)損傷的嬰幼兒進行掃描，認為兩者對臂叢神經(jīng)節(jié)前、節(jié)后損傷的早期診斷、早期治療及預后康復具有重要的臨床價值。

脂肪抑制T2 加權成像結合三維高分辨率掃描是目前最新的用于臂叢神經(jīng)的MRN 技術，其優(yōu)勢在于通過三維各向同性的采集體素，在后期對臂叢神經(jīng)進行多平面重建，顯示臂叢神經(jīng)全程及走行、多個方向顯示臂叢神經(jīng)病變，跟蹤迂曲走形的神經(jīng)纖維，可以明顯提高診斷效率和診斷的準確性，Brandon 等[25]利用3D-T2 高分辨MR 掃描序列評估新生兒臂叢神經(jīng)和脊髓之間的物理聯(lián)系，認為節(jié)前撕脫傷的損傷中可能存在可用的運動神經(jīng)元，而非傳統(tǒng)意義上的臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷是全或無的結論。三維短時反轉恢復快速自旋回波成像(3D short inversion time inversion recovery sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-STIR SPACE)序列是西門子設備中臂叢神經(jīng)成像的序列，其將短時反轉脂肪抑制和頻率選擇脂肪抑制(spectral attenuated inversion recovery，SPAIR)兩種技術相結合，能更好地抑制背景脂肪組織，有利于增加脂肪抑制的均勻性，從而提高臂叢神經(jīng)與周圍組織的對比[26]。國內(nèi)兩家兒童醫(yī)院醫(yī)院使用增強的3D-STIR SPACE 序列認為該序列能有效去除頸部小靜脈信號對臂叢神經(jīng)顯示的影響，可以提高嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的診斷率，有效縮短掃描時間，便于開展臨床應用[27-28]。3D Nerve 序列是飛利浦公司專門為做臂叢神經(jīng)設計的序列，即在3D-STIR-TSE 序列增加了一組運動敏感梯度，即iMSDE(improved motion-sensitized driven equilibrium)，該梯度類似于擴散序列中的擴散梯度，可以減低移動組織的信號強度，從而有效地抑制了動脈和靜脈(頸部靜脈及鎖骨下動脈)內(nèi)的血流信號對臂叢神經(jīng)的視覺干擾，同時不增加掃描時間，使得對臂叢神經(jīng)的觀察更加便捷因此，STIR-iMSDE-3D-TSE可作為臂叢神經(jīng)MRN 的臨床檢查方法[29]，國內(nèi)有學者使用該序列用于新生兒臂叢神經(jīng)損傷的檢查認為在新生兒臂叢神經(jīng)損傷中的成像效果明顯優(yōu)于背景抑制擴散加權成像序列(diffusion weighted imaging with background body signal suppression，DWIBS)及3D-STIR 序列[30]。3D-TSE-mDixon 在水脂分離的同時抑制血管緩慢的血流信號，并通過使用多回波方法來獲取所需的同反相回波，可以縮短3D-TSE-mDixon 的掃描時間[31]。3D-STIR 序列在3.0 T 和1.5 T 設備中，都存在各自的局限性，3.0 T設備頸部脂肪抑制效果不甚滿意，1.5 T靜脈及淋巴結抑制效果不滿意[32]。

4.3 MR功能成像

目前使用DWIBS和擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)，這兩種方法都是依賴水分子在神經(jīng)髓鞘內(nèi)擴散的各向異性進行成像[33]。水分子在神經(jīng)束的長軸方向擴散不受限制，在垂直方向受限。功能圖像不僅能夠顯示臂叢神經(jīng)的走行及分布，DTI序列還可以得到定量的FA值、ADC值，對病變進行定量分析[34]。磁共振功能成像序列的局限性在于空間分辨率較低，對于粗大的外周神經(jīng)成像效果尚可，如對成人四肢神經(jīng)和腰骶叢成像中，效果較好，但對于新生兒及小嬰兒的神經(jīng)成像效果不理想。部分學者認為新生兒臂叢神經(jīng)較細小，其內(nèi)所含有的水分子數(shù)量不足以達到DWIBS 序列成像所需的數(shù)量有關,DWIBS 并不適于新生兒臂叢神經(jīng)損傷的診斷[35]。DTI掃描時間長，噪聲大，臨床應用于嬰幼兒也受到很大限制。

綜上，隨著磁共振成像技術的發(fā)展，磁共振神經(jīng)成像序列已經(jīng)具有較高的解剖及組織分辨率，能夠清晰地顯示嬰幼兒臂叢神經(jīng)的節(jié)前及節(jié)后神經(jīng)根，在嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的定性、損傷程度的評估具有很高的臨床應用價值，并為后續(xù)治療方法的選擇及手術方案的制定提供可觀的依據(jù)，最終實現(xiàn)改善患兒預后，提高患兒生存質量。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。