腰骶神經(jīng)根磁共振成像研究進(jìn)展

曾少良，包 權(quán)，趙金義，于澤霏，王 崇，邢 健

(牡丹江醫(yī)學(xué)院 1.研究生處；2.附屬紅旗醫(yī)院核磁共振科，黑龍江 牡丹江 157011)

腰椎間盤突出癥(Lumbar Disc Herniation,LDH)是影響人們生活質(zhì)量的常見疾病，主要表現(xiàn)為下肢放射痛[1]。傳統(tǒng)的X線及CT掃描在顯示骨性結(jié)構(gòu)方面，如韌帶的骨化，骨質(zhì)增生變尖方面較有優(yōu)勢，但是對神經(jīng)根及脊髓等軟組織的顯示效果較差。MRI同樣可以準(zhǔn)確定位突出椎間盤的位置，具有優(yōu)秀的軟組織分辨率，一定程度上顯示脊髓、神經(jīng)根與髓核的關(guān)系，且無輻射。臨床工作中醫(yī)生會(huì)遇見患者具有下腰痛的癥狀，但常規(guī)磁共振對神經(jīng)根顯示效果有限[2]，可能為神經(jīng)根受壓陰性[3]，導(dǎo)致了MRI與臨床不符[4]。針對受壓的腰骶神經(jīng)根成像具有較廣泛的研究前景，本文主要探究各種腰骶神經(jīng)根成像技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展。

1 擴(kuò)散加權(quán)成像

基于DWI技術(shù)的背景信號(hào)抑制彌散加權(quán)成像(DWIBS)反應(yīng)細(xì)胞膜通透性及密集程度，早期研究[5]通過觀察及測量彌散擴(kuò)散系數(shù)(ADC)圖像發(fā)現(xiàn)DWIBS對腫瘤及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)等致密結(jié)構(gòu)十分敏感。DWIBS是施加了背景及脂肪抑制的全身彌散成像，進(jìn)行最大信號(hào)投影等后處理，進(jìn)一步完成拼接信號(hào)反轉(zhuǎn)等處理得到完整的神經(jīng)根圖像。在彌散成像中神經(jīng)束表現(xiàn)為高信號(hào)，原理是基于神經(jīng)束內(nèi)的水分子在延垂直于軸突方向的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受到限制，使神經(jīng)根呈高信號(hào)，同時(shí)抑制了不利于神經(jīng)根觀察的軟組織等信號(hào)。圖像上表現(xiàn)為在整體除神經(jīng)的其他結(jié)構(gòu)信號(hào)被抑制的低信號(hào)背景下突出顯影的完整的、走形清晰的高信號(hào)神經(jīng)根。王曉雯[6]對42位擬診為腰椎間盤突出癥的患者進(jìn)行DWIBS序列及磁共振選擇性激發(fā)技術(shù)掃描，對神經(jīng)及病變按照顯示情況分為四級，結(jié)果表明兩者在病變顯示方面無明顯差異，DWIBS有利于神經(jīng)損傷的的定位。Kollmer[7]等使用多平面重組(MPR)、最大信號(hào)投影(MIP)等圖像后處理對腰骶神經(jīng)叢進(jìn)行多角度多維度的解剖覆蓋，對31個(gè)遺傳神經(jīng)根病變患者及健康組神經(jīng)根進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)病變患者腰骶神經(jīng)跟及大腿等周圍神經(jīng)根的直徑及面積明顯減小，并且進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)損傷的詳細(xì)定量。近期余琴琴等人[8]分別使用三種3D神經(jīng)根成像序列觀察腰骶神經(jīng)叢解剖細(xì)節(jié)，測量神經(jīng)根及神經(jīng)節(jié)直徑，發(fā)現(xiàn)DWIBS序列下神經(jīng)根及神經(jīng)節(jié)直徑與另外兩種相差甚遠(yuǎn)，原因可能為神經(jīng)根與周圍血管等結(jié)構(gòu)信號(hào)對比度差，重建后對細(xì)節(jié)的顯示效果較差。國內(nèi)學(xué)者[9]按照腰骶神經(jīng)根顯示的完整性進(jìn)行四分法評析幾種3D成像的圖像質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)DWIBS的評分顯著低于其他序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，DWIBS序列冠狀位成像對于與髓核呈前后關(guān)系的受壓神經(jīng)根顯示效果較差，MIP后處理的優(yōu)勢一定程度上可以克服這個(gè)問題，但對受壓程度及角度的詮釋仍有所欠缺。

2 擴(kuò)散張量成像

DTI能夠精確地展示水分子在不同方向上的擴(kuò)散受限程度，可以對組織內(nèi)水分子不同方向上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行量化，生成圖像。FA：即各向異性分?jǐn)?shù)，是DTI的一個(gè)重要參數(shù)，神經(jīng)根的組織結(jié)構(gòu)變化會(huì)影響FA值。FA值越接近1，說明神經(jīng)纖維各向異性強(qiáng)，即在神經(jīng)根成像中表示神經(jīng)的走形完整，鞘膜完整，整體的水分子擴(kuò)散方向性強(qiáng)。相反，如果FA值越接近于0的時(shí)候就說明神經(jīng)纖維的走形不連續(xù)甚至無走形，神經(jīng)纖維的鞘膜破壞失去的對水分子的限制作用，神經(jīng)根內(nèi)的水分子擴(kuò)散失去一定的方向性接近無序[10]。李小龍[11]對29為單側(cè)神經(jīng)根壓迫的患者分別在術(shù)前及術(shù)后進(jìn)行DTI及疼痛的視覺模擬評分(VAS)，在此基礎(chǔ)進(jìn)行肌電圖檢查，結(jié)果DTI神經(jīng)根定位敏感性為92%，肌電圖定位敏感性為76%，患者術(shù)后的VAS明顯降低，表明DTI能夠準(zhǔn)確的定位病變腰骶神經(jīng)根，對其預(yù)后有提示作用，相較于其他序列有其不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢。崔浩[12]等對19名髓核摘除術(shù)后的患者進(jìn)行DTI三維重建，記錄術(shù)后1 d、3 d、30 d、90 d責(zé)任神經(jīng)根的FA值，發(fā)現(xiàn)責(zé)任神經(jīng)根與健側(cè)神經(jīng)根FA值有顯著差異，并且FA值與恢復(fù)天數(shù)相關(guān)性良好，同樣表明DTI對于LDH的精準(zhǔn)化診斷及治療效果較好，但作者未選擇開放手術(shù)，術(shù)后減壓等效果較差，對患者的恢復(fù)進(jìn)程可能會(huì)產(chǎn)生影響。Liang W[13]285個(gè)受壓腰骶神經(jīng)根及285個(gè)反向正常神經(jīng)根的分析中發(fā)現(xiàn)FA顯著降低，ADC值顯著升高，并且比較不同神經(jīng)根節(jié)段結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同節(jié)段神經(jīng)根的FA及ADC值范圍不同，DTI的異質(zhì)性與神經(jīng)根節(jié)段有關(guān)，也表明了DTI對于受壓神經(jīng)根定位的價(jià)值。實(shí)際工作中DTI進(jìn)行腰骶神經(jīng)根成像時(shí)空間分辨率低，掃描時(shí)間較長，所以選擇性并不是最優(yōu)。

3 磁共振脊髓水成像

1992年,學(xué)者首次報(bào)道MRM。通過重T2的方式，使用長TR和特長的TE,使組織與脊髓液的信號(hào)對比度大幅度增大，使腦脊液更加突出,即“水成像”,同時(shí)為了提高蛛網(wǎng)膜下的水成分顯像效果，采用頻率飽和的方式使脂肪飽和。MRM的圖像分析方式與早期的放射線脊髓造影相似，使硬膜下及神經(jīng)根周圍的腦脊液突出，在表現(xiàn)上異常的硬膜囊或者神經(jīng)根受壓都是以充盈缺損為主的一系列表現(xiàn)。MRM可以進(jìn)行最大信號(hào)投影及多平面重組等后處理得到更多的信息。MRM的成像效果與脊髓的造影類似,同樣可以顯示椎間盤突出時(shí)受壓部分的改變。硬膜囊受壓時(shí)表現(xiàn)為柱狀的高信號(hào)脊髓液影局部不規(guī)整，同樣表現(xiàn)為各種形狀的充盈缺損，嚴(yán)重時(shí)甚至改變?yōu)檎麠l高信號(hào)的中斷，神經(jīng)根受壓則改變?yōu)楦咝盘?hào)的神經(jīng)根袖變細(xì)或中斷。傳統(tǒng)的X線椎管造影和CT脊髓造影有創(chuàng)且輻射量大基本被MRM所取代。KWON[14]對手術(shù)探查的椎管狹窄患者進(jìn)行術(shù)前MRM檢查，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)根袖的成像質(zhì)量平均評分為2.82分，對于L4～S1神經(jīng)根狹窄的準(zhǔn)確度及敏感度都90%以上，證明MRM能都清晰顯示硬膜囊及神經(jīng)根袖等結(jié)構(gòu)，能夠作為一種篩查方式。丁長偉[15]等人使用收集50位腰椎間盤突出癥患者，臨床體征定位為金標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)MRM及MRI與金標(biāo)準(zhǔn)的一致性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MRM的一致性為0.85，MRI為0.36，診斷準(zhǔn)確度高于MRI，表明MRM能夠準(zhǔn)確的判斷腰椎間盤的突出類型并且在定位受壓神經(jīng)根上優(yōu)勢顯著。國外專家[16]基于MRM對腰椎間盤突出患者進(jìn)行術(shù)前詳細(xì)手術(shù)規(guī)劃的修改，由6位神經(jīng)外科專家(3組)進(jìn)行手術(shù)，發(fā)現(xiàn)基于MRM修改僅有31%的患者與原計(jì)劃相同，69%的患者將改變原有的手術(shù)計(jì)劃，術(shù)后的疼痛評估得到了顯著的改善(P≤0.001)，并且沒有證據(jù)表明MRM有過度評估的可能性，即結(jié)合MRM能夠有助于術(shù)前計(jì)劃的制定補(bǔ)充及術(shù)后的預(yù)后預(yù)期。以上的研究中都出現(xiàn)了MRM對于神經(jīng)根節(jié)后的結(jié)構(gòu)無法顯示的問題，原因?yàn)楣?jié)后神經(jīng)根袖內(nèi)的脊髓液量少，無法支持神經(jīng)根的顯影，對于極外側(cè)突出等特殊突出會(huì)造成假陰性或者臨床與影像不匹配的現(xiàn)象，另外MRM只是通過高信號(hào)的硬膜囊所表現(xiàn)的充盈缺損來間接的顯示責(zé)任椎間盤，即無法直接顯示突出間盤，所以應(yīng)在常規(guī)掃描序列及臨床診斷的基礎(chǔ)下才可做出診斷。

4 磁共振選擇性激發(fā)技術(shù)

PROSET序列成像原理是利用水和脂肪的進(jìn)動(dòng)頻率差選擇拆分激發(fā)脈沖的方法，降低脂肪且凸顯水的信號(hào)，將激發(fā)脈沖分期，挑選劃分次數(shù)，脈沖之間水脂進(jìn)行各自的進(jìn)動(dòng)釋放能量，直到相反相位進(jìn)行下一個(gè)脈沖，脂肪的向量正好處主磁場方向，此時(shí)就達(dá)到了單獨(dú)激發(fā)水的目的。腰椎間盤突出癥受壓神經(jīng)根在PROSET中表現(xiàn)為神經(jīng)根腫脹、變細(xì)、走行異常及信號(hào)缺損中斷等，并且可通過觀察這些征象來監(jiān)測神經(jīng)根的損傷進(jìn)展。神經(jīng)根腫脹機(jī)制主要包括物理及化學(xué)兩方面，即受壓神經(jīng)根的血管內(nèi)膜通透性的改變，破壞了正常的過濾屏障，引起神經(jīng)的腫脹，或者突出的髓核等刺激產(chǎn)生各種炎性因子繼而引發(fā)相關(guān)神經(jīng)的炎性改變?nèi)缒[脹變性。國外專家[17]使用PROSET序列及壓脂序列按照視覺分級分析分為5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(脂肪抑制、神經(jīng)根可視化、主觀組織對比度等)，對腰骶神經(jīng)根進(jìn)行背板觀察，雙尾試驗(yàn)表明，參數(shù)均數(shù)存在顯著差異(P=0.473)，并且在排除噪聲的所有情況下，水勵(lì)磁序列得分更高，使用PROSET序列可以清晰的觀察到神經(jīng)節(jié)的最大徑以及變異，可以觀察到節(jié)后很長一段距離的神經(jīng)根走形。Park SH[18]設(shè)計(jì)兩位放射診斷醫(yī)生在PROSET序列下及電生理下定位多發(fā)椎間孔狹窄患者的受壓神經(jīng)根，PROSET序列診斷準(zhǔn)確率為84.7%，82.6%，一致性為0.835，而電生理下兩位醫(yī)生準(zhǔn)確率為69.6%，80.4%，表明PROSET是診斷多發(fā)性椎間孔狹窄癥狀性病變的一種穩(wěn)定、有效的方法，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)受壓神經(jīng)根的壓跡或腫脹。馬寧強(qiáng)[19]對選擇性神經(jīng)根阻滯及電生理測試定位為單側(cè)單一神經(jīng)根受損的患者進(jìn)行MRI及PROSET掃描，發(fā)現(xiàn)MRI掃描與臨床定位的一致性為0.885而MRI結(jié)合PROSET序列為0.901，PROSET的優(yōu)勢在于能夠完整的全面的顯示神經(jīng)根的走形及異常改變，并可評估神經(jīng)根受壓的程度,降低假陽性假陰性，解釋了部分臨床癥狀與常規(guī)掃描表現(xiàn)不符合的情況。此外PROSET是水激勵(lì)成像，對腰骶神經(jīng)根常見的囊性或者囊性為主的一些病變例如神經(jīng)源性腫瘤、蛛網(wǎng)膜及神經(jīng)根鞘囊腫的顯示也有天然獨(dú)特的優(yōu)勢。但是PROSET也有一些缺點(diǎn)，成像時(shí)間較長，可能產(chǎn)生偽影[20]，另外軟組織的信號(hào)較高，不利于細(xì)小神經(jīng)或者一些受壓的神經(jīng)根的顯示。

綜上如今磁共振脊髓神經(jīng)根成像技術(shù)飛速發(fā)展，通過數(shù)字化實(shí)現(xiàn)各種三維可視化技術(shù)通過不同序列從不同的角度顯示神經(jīng)根的生理病理信息，對腰椎間盤突出癥患者的診斷有較大幫助。各種技術(shù)各有側(cè)重，臨床中應(yīng)按實(shí)際情況選取。