磁共振STIR-FLAIR序列對視神經(jīng)炎的診斷價值初探

許慶剛，劉云福*，代飛飛，牛延濤，鮮軍舫

（1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院放射科，北京 100730；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，北京 100730）

視神經(jīng)炎（optic neuritis，ON）泛指累及視神經(jīng)的各種炎性病變，是中青年人最易罹患的致盲性視神經(jīng)疾病。ON 通?？梢砸鹜话l(fā)的單眼視力下降，同時伴有眼痛或眼球轉(zhuǎn)動疼痛[1]。本病為自限性疾病，通常在發(fā)病后幾周內(nèi)視力有所恢復(fù)[1]，但隨后視力改善進(jìn)展緩慢[2]，甚至部分患者會出現(xiàn)長期的視力障礙。臨床上患者出現(xiàn)ON 癥狀，同時輔以視覺誘發(fā)電位（visual-evoked potentials，VEP）異常表現(xiàn)，基本可以明確ON 的診斷。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）有助于提高ON 診斷的敏感性并可判斷患側(cè)視神經(jīng)受累部位及范圍，便于判斷預(yù)后[3]。

眼眶內(nèi)視神經(jīng)周圍的脂肪組織可影響觀察ON 內(nèi)高信號的判斷，同時也可產(chǎn)生化學(xué)位移偽影，因此脂肪抑制序列對于診斷ON 非常重要[4]。冠狀面短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（short time inversion recovery，STIR）能提高T2WI內(nèi)高信號的顯示率，ON 的診斷效能亦得到提高。然而STIR 序列為重T2加權(quán)成像，顱內(nèi)及視神經(jīng)周圍腦脊液的高信號顯得尤為突出，同時視神經(jīng)斷面本身較小，因此部分容積效應(yīng)所產(chǎn)生的偽影嚴(yán)重地影響了視神經(jīng)病變的觀察。液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（fluid-attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）可抑制腦脊液的高信號，臨床上輔以較長回波時間，增加T2 權(quán)重，最終可獲得高分辨的MRI圖像[5]。本文旨在探討聯(lián)合應(yīng)用STIR-FLAIR序列對ON的診斷價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2020年7月～2021年1月在我院神經(jīng)內(nèi)科及神經(jīng)眼科確診為ON 的28例患者的影像學(xué)資料，其中男9 例、女19 例；年齡14～66 歲，平均39.6±11.8 歲；隨訪時間10～12 個月。10 例健康志愿者，男4 例、女6 例；年齡32～52 歲，平均39.4±5.7歲。ON 診斷標(biāo)準(zhǔn)參考視神經(jīng)炎診斷和治療專家共識（2014年）[6]，神經(jīng)眼科檢查VEP、視野和眼底均在患者行MRI 檢查前2～4 周內(nèi)完成。ON 患者入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）急性視力下降，伴或不伴有眼痛；（2）視神經(jīng)損害相關(guān)性視野異常；（3）VEP 異常；（4）除外感染性視神經(jīng)炎或自身免疫性視神經(jīng)?。唬?）除外視交叉及交叉后的視路和視中樞病變；（6）除外其他眼眶疾??；（7）除外非器質(zhì)性視力下降。

1.2 檢查方法

所有受試者均采用飛利浦3.0T 磁共振掃描儀（Ingenia，荷蘭）掃描。掃描序列及參數(shù)：（1）橫斷面快速自旋回波（TSE）序列，T1WI（TR 400～600ms，TE 9～20ms），T2WI（TR 2000～4000ms，TE 80～120ms），回波鏈長11～27，激勵2～4 次，矩陣228×216，視野20cm×20cm，層厚2～3mm，層間距0～0.5mm；（2）冠狀面增強(qiáng)T1WI，TR 606.11ms，TE 7～8ms，矩陣224×241，視野20cm×20cm，層厚3mm，層間距0～0.5mm，對比劑使用馬根維顯（0.1mmol/kg，德國拜耳），注射流率2.0ml/s；（3）STIR及STIR-FLAIR序列，詳見表1。

表1 STIR及STIR-FLAIR 序列成像參數(shù)

1.3 圖像處理及分析方法

將源圖像傳至工作站（Philips IntelliSpace Portal），選擇視神經(jīng)病變最大層面，將圓形感興趣區(qū)（region of interest，ROI）置于病變中心。為減少部分容積效應(yīng)的影響，須將圖像放大，將圓形ROI 放置視神經(jīng)中心，避開視神經(jīng)周圍腦脊液信號的干擾（圖1）。2 名有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師進(jìn)行閱片評價。冠狀面視神經(jīng)內(nèi)異常的高信號（與腦白質(zhì)比較）視為有效病變，而視神經(jīng)鞘的異常環(huán)形信號不作為有效病變。視神經(jīng)病變范圍為掃描序列圖像的層厚及層間距之和。為了便于比較，將視神經(jīng)病變與額葉腦白質(zhì)的比值來計算不同序列間的差別。公式如下：Sn=So/Sw，So為視神經(jīng)病變的信號強(qiáng)度，Sw 為正常額葉腦白質(zhì)的信號強(qiáng)度[6，7]。同時，采用對比噪聲比（contrast-to-noise ratio，CNR）來評價序列圖像質(zhì)量差異，分別計算：（1）ON 病變的信號強(qiáng)度/同側(cè)眼眶眶內(nèi)脂肪信號強(qiáng)度（1 或7 點(diǎn)鐘方向）（SON/SIfat）；（2）ON 病變的信號強(qiáng)度/對側(cè)視神經(jīng)信號強(qiáng)度（SON/SCON）[7，8]。視神經(jīng)病變部位則按解剖分段進(jìn)行定位：眶內(nèi)段、管內(nèi)段及顱內(nèi)段（包括視交叉）。

圖1 ROI 正常視神經(jīng)冠狀面STIR 放大圖，示測量視神經(jīng)信號強(qiáng)度ROI 放置位置，注意ROI 放置視神經(jīng)中心，避開視神經(jīng)周圍腦脊液信號的干擾。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS24.0 進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。診斷一致性檢驗采用Kappa 檢驗，視神經(jīng)病變相對信號強(qiáng)度及STIR、STIR-FLAIR 序列CNR 比值采用配對t檢驗。受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）用于2 個序列對ON 診斷效能的比較，DeLong 檢驗用于2 個方法曲線下面積（area under the curve，AUC）的比較。

2 結(jié)果

本研究入組28例ON患者，其中6例雙眼受累，22例單眼受累。所有患者均為急性起病，視神經(jīng)形態(tài)正?；蚵栽龃郑▓D2），視覺誘發(fā)電位符合視神經(jīng)炎表現(xiàn)。而受視神經(jīng)周圍鞘內(nèi)腦脊液的影響，STIR序列很難評價視神經(jīng)形態(tài)及信號的改變。

圖2 視神經(jīng)炎冠狀面MR圖像

STIR 及STIR-FLAIR 序列顯示視神經(jīng)內(nèi)的有效病變（高信號）一致性良好（κSTIR=0.80，κSTIR-FLAIR=0.86）。STIR 序列顯示病變27 例，STIR-FLAIR 序列顯示病變28例，具體受累部位見表2。視神經(jīng)受累范圍約3～30mm（層厚3mm+層間距0mm），STIRFLAIR 序列顯示ON 受累范圍比STIR 序列顯著增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（15.9±8.7mm 和12.7±7.9mm，P＜0.05）。Sn 值、SON/SIfat及SON/SCON，STIR-FLAIR 序列均與STIR 序列的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.00035、0.0063、0.0249，P＜0.05）。

表2 STIR及STIR-FLAIR 序列顯示ON病變部位（n）

ON 的MR 表現(xiàn)為視神經(jīng)節(jié)段性高信號，STIR-FLAIR 序列具有較好的圖像對比、較高的CNR 及病變范圍檢測率（圖3）。圖4 示，STIRFLAIR 序列顯著高于STIR 序列，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（AUCSTIR-FLAIR=0.982，AUCSTIR=0.884，Z=5.015，P＜0.05），提示該序列在臨床診療中具有較高的應(yīng)用價值。

圖3 視神經(jīng)炎冠狀面MR圖像

圖4 STIR和STIR-FLAIR 序列ROC曲線

3 討論

ON 的MR 表現(xiàn)為視神經(jīng)節(jié)段性高信號，急性期患者還可出現(xiàn)視神經(jīng)腫脹及增強(qiáng)T1WI 不同程度的強(qiáng)化[9，10]。本研究是基于STIR 及STIRFLAIR 序列來評價ON 患者視神經(jīng)的異常改變。脂肪抑制技術(shù)在ON 的診斷方面具有廣泛應(yīng)用[4，11]。STIR 序列是一個短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，該技術(shù)的最大優(yōu)勢在于針對水和脂肪的T1差異，而非進(jìn)動頻率差異，場強(qiáng)依賴性低，且不依賴于磁場的均勻性。STIR 序列可通過延長TE 時間而使圖像對比效果更佳，更有利于ON 診斷的敏感性。但是STIR 序列其實是一個時間選擇序列，在對比增強(qiáng)掃描時對比劑縮短病變T1 的時間和脂肪相同時，其強(qiáng)化部分會被抑制掉，影響病變的觀察；除此之外，視神經(jīng)周圍鞘內(nèi)腦脊液所產(chǎn)生的高信號不僅影響對腦脊液-視神經(jīng)交界面的觀察，還削弱了STIR 序列的T2 權(quán)重[12]。再加上STIR 序列的信噪比較低，以上諸多因素都會影響對ON 的觀察。

FLAIR 屬于反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，主要采用180°-90°-180°脈沖組合，其具有抑制在T2WI表現(xiàn)為高信號的腦脊液的作用，可以避免腦脊液產(chǎn)生的部分容積效應(yīng)及流動偽影的干擾，使腦表面及視神經(jīng)周圍蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)的視神經(jīng)等部位病灶能清晰顯示；而且FLAIR 序列使用較常規(guī)T2WI 更長的TE 值，因而病變與周圍背景組織的對比更加顯著。目前，F(xiàn)LAIR 增強(qiáng)檢查已開始應(yīng)用于臨床，這彌補(bǔ)了傳統(tǒng)T2WI 不能使用釓劑進(jìn)行增強(qiáng)掃描的缺陷[13]。其優(yōu)勢為可消除腦表面血管影的干擾及對細(xì)小病灶的檢出率高，對ON 的診斷價值有待進(jìn)一步研究。

本研究聯(lián)合使用了STIR-FLAIR 序列同時抑制脂肪和水，使得視神經(jīng)病變的顯示更加敏感。該序列使用更長TR 值，增加了T2 權(quán)重，更能清晰地顯示視神經(jīng)病變與非病變區(qū)域的界限。與既往研究一致，本研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)STIR 序列比較，STIR-FLAIR 序列對ON 診斷具有更高的準(zhǔn)確性，提示STIR-FLAIR 序列對ON 的識別及受累范圍的判定均具有較高的臨床應(yīng)用價值[14]。除此之外，顱內(nèi)及眼眶內(nèi)腫瘤，尤其是眶尖區(qū)的小腫瘤，亦可引起視神經(jīng)信號增高，此為繼發(fā)性改變，臨床工作中需要排除這種情況。冠狀面STIR-FLAIR在顯示視神經(jīng)顱內(nèi)段時會出現(xiàn)腦脊液流動相關(guān)的異常高信號影，這種腦脊液流入層面現(xiàn)象會影響對病變的觀察，而3D FLAIR 掃描可解決此類問題[15]。3D FLAIR序列具有高分辨空間各向同性，可進(jìn)行全腦（包括眼眶）掃描，其信號-噪聲比高，對薄層掃描細(xì)微結(jié)構(gòu)（如視神經(jīng)顱內(nèi)段）的顯示具有一定優(yōu)勢[12]。具體表現(xiàn)在延長FLAIR 回波鏈的采集時間、縮短回波間隔、TR 減少、優(yōu)化數(shù)據(jù)采集。其次，基于自加速平行算法，使用較少回波數(shù)獲得高分辨圖像。最后，通過適當(dāng)調(diào)整翻轉(zhuǎn)角，延長FLAIR 技術(shù)通過限制馳豫恢復(fù)時間，從而使STIR-FLAIR 的長回波鏈效應(yīng)得以顯現(xiàn)。隨診功能磁共振的深入研究，可以從多參數(shù)、多方面、多角度顯示病灶內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，為視神經(jīng)炎診斷和治療提供更多信息[16]。

本研究表明聯(lián)合應(yīng)用STIR-FLAIR 序列具有良好的信噪比，增加了T2 權(quán)重，且可同時抑制脂肪和水，更有助于ON的診斷及治療效果隨訪。