磁共振技術在糖尿病周圍神經(jīng)病變中應用的研究進展

張演基 簡 揚 唐銘遠 劉陳肖笑 馬禮鴻 魏在榮 王達利

1.遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院燒傷整形外科，貴州遵義 563003；2.貴州茅臺醫(yī)院急診科，貴州遵義 564512；3.遵義醫(yī)科大學第一臨床學院，貴州遵義 563003

根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，全球約有5 億糖尿病患者，中國糖尿病患者高達1.164 億，是全球糖尿病患病率上升最快的國家之一[1-2]。糖尿病周圍神經(jīng)病變（diabetic peripheral neuropathy，DPN）是糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一，其患病率達50.00%[3-4]。足部潰瘍的發(fā)展是DPN 進展的一個嚴重后果，可能導致截肢和死亡[4]。故早期診斷和治療尤為重要。目前DPN診斷方法包括臨床評分、神經(jīng)傳導功能檢測（nerve conduction study，NCS）、定量感覺檢查、超聲、磁共振周圍神經(jīng)成像等。其中，NCS 被廣泛應用作為“金標準”[5]。但NCS 只能定量評估，無法直觀顯示周圍神經(jīng)形態(tài)變化，且早期診斷能力和可重復性有限。近年來，磁共振神經(jīng)成像（magnetic resonance nerve，MRN）在DPN 領域研究取得一些成果，結(jié)構(gòu)成像可直觀顯示病變神經(jīng)結(jié)構(gòu)，并能定量評估病變范圍、嚴重程度，功能成像中特別是擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）可以用于評估病變區(qū)域的神經(jīng)纖維完整性和損傷程度，在檢測和監(jiān)測DPN 的神經(jīng)病變過程中具有優(yōu)勢，甚至可在DPN 癥狀出現(xiàn)前發(fā)現(xiàn)神經(jīng)纖維的DTI 參數(shù)異常[6]。有望成為DPN 可靠的定量評估方法。目前隨著DPN 的MRN 研究關注度提高迅速，本文就此予以綜述。

1 MRN 在DPN 中的研究進展

1.1 MRN 結(jié)構(gòu)成像對DPN 研究的現(xiàn)狀

1992 年HWOE 首次提出MRN 概念，然而受限于當時的磁場強度和線圈技術，MRN 只能顯示粗大的周圍神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)，并主要用于評估壓迫性和外傷性周圍神經(jīng)病變。隨著磁共振軟硬件發(fā)展和掃描序列優(yōu)化創(chuàng)新，MRN 逐漸展現(xiàn)出對評估DPN 的優(yōu)勢，基于重T2WI 脂肪抑制技術成像是MRN 中最常用外周神經(jīng)成像檢查技術，通過短反轉(zhuǎn)時間翻轉(zhuǎn)恢復（short inversion-time inversion recovery，STIR）和頻率選擇飽和雙重抑脂的作用，突出顯示周圍神經(jīng)高信號[7]。Pham等[8]采用重T2脂肪抑制技術評估DPN 發(fā)現(xiàn)坐骨神經(jīng)多發(fā)纖維束增粗水腫是DPN 的病變標志，且病變由近到遠逐漸減少梯度變化與臨床癥狀嚴重程度密切相關，揭示了早期DPN 病理變化中的沿神經(jīng)多灶性纖維脫髓鞘和變性水腫。此外，通過結(jié)構(gòu)成像還發(fā)現(xiàn)DPN 患者神經(jīng)的長徑和橫截面積增大，同時晚期出現(xiàn)神經(jīng)萎縮和脂肪浸潤病理改變[9]。由于神經(jīng)活檢只能在晚期DPN 患者中進行，MRN 彌補了這種局限性，全面展示了不同階段DPN 的形態(tài)學變化。通過比較MRN 結(jié)構(gòu)成像在不同時期不同類型的DPN 中顯示的形態(tài)學變化與臨床血清學結(jié)果，有助于探究DPN發(fā)病機制。一些研究發(fā)現(xiàn)，DPN 患者周圍神經(jīng)病變的空間分布與神經(jīng)傳導參數(shù)和臨床血清學數(shù)據(jù)有關[10-11]。例如，痛型DPN 患者的磁共振顯示周圍神經(jīng)病變長度增加，提示由于神經(jīng)結(jié)構(gòu)纖維化和內(nèi)部神經(jīng)水腫壓力增高，導致神經(jīng)缺血性損傷的機制[12]。此外，Jende等[7]將T2WI 信號病變強度分為高信號和低信號兩類。發(fā)現(xiàn)1 型糖尿病周圍神經(jīng)病變以T2WI 高信號病變增加為主，2 型糖尿病周圍神經(jīng)病變以T2WI 低信號病變增加為主，且兩種病變強度的增加均與疾病嚴重程度相關。且T2WI 高信號病變與神經(jīng)傳導功能、糖化血紅蛋白水平相關，T2WI 低信號病變與血清甘油三酯、血清HDL 相關。因此，得出了1 型糖尿病的DPN 發(fā)病可能與血糖控制不良有關，2 型糖尿病的DPN 發(fā)病可能與血脂異常有關的結(jié)論，為DPN 的發(fā)病誘因提供參考。

MRN 結(jié)構(gòu)成像可以生成高分辨率、具有立體感的神經(jīng)解剖學圖像，清晰顯示周圍神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)和病理變化，為了解DPN 的病理生理變化和開發(fā)治療方法提供了重要依據(jù)。MRN 結(jié)構(gòu)成像不足之處是不能定量，病變信號高低通過主觀判斷，其次對早期病變顯示不佳。雖有助診斷DPN，但靈敏度較低[10]。

1.2 MRN 功能成像對DPN 研究的現(xiàn)狀

在20 世紀90 年代，引入了DTI，其利用組織內(nèi)水分子擴散的各向異性進行成像提供功能信息。通過對水分子在3 個維度上的擴散進行定量分析，可以得到各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A）、軸向擴散率（axial diffusion，AD）、徑向擴散系數(shù)（radial diffusion，RD）、平均彌散率（mean diffusivity，MD）等特征參數(shù)，用于描述水分子擴散的方向和速度。研究顯示，DTI技術不僅在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中應用成熟，也可以顯示外周神經(jīng)，并對其完整性進行定性和定量分析，優(yōu)于傳統(tǒng)的T2WI 成像[13-15]。Vaeggemose 等[16]首次采用DTI 結(jié)合MRN 研究發(fā)現(xiàn)1 型糖尿病患者坐骨神經(jīng)和脛神經(jīng)FA 值減低，反映神經(jīng)水腫和脫髓鞘等損傷病理變化。研究還發(fā)現(xiàn)，與T2WI 信號強度比較，F(xiàn)A 值更能反映神經(jīng)病變的嚴重程度，提示FA 值與神經(jīng)纖維密度密切相關，具有更好的診斷性能[15]。在2 型糖尿病伴有周圍神經(jīng)病變的患者中，F(xiàn)A 值和ADC 值明顯變化，并與神經(jīng)功能降低一致，與僅有糖尿病但無周圍神經(jīng)病變的患者和健康對照組相比存在顯著差異，提示異常的FA 和ADC 值是由神經(jīng)病變引起的，而不是糖尿病所致[17]。此外，研究發(fā)現(xiàn)DTI 參數(shù)與NCS 之間存在相關性，進一步驗證了DTI 在DPN 神經(jīng)損傷定量診斷方面的準確性和可靠性[18-19]?；贔A 值反映周圍神經(jīng)功能的優(yōu)勢，還可以進一步探索與FA 值相關的發(fā)病誘因與臨床血清學指標，以更好地評估和診斷DPN[6,14,20-21]。

DTI 在DPN 定量成像方面具有巨大的潛力，可以為常規(guī)的定性MRN 成像提供額外功能性信息，但目前仍處于發(fā)展階段，需要更多的研究來完善其應用[22]。

1.3 通過MRN 評估DPN 患者中樞神經(jīng)病變

過去DPN 一直被認為是一種僅限于外周神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病變往往被忽視。然而，有研究使用三維T1WI 序列測量DPN 患者和非DPN患者的腦體積、灰質(zhì)、白質(zhì)和腦不同功能區(qū)的變化，發(fā)現(xiàn)DPN 患者的主要表現(xiàn)是與軀體感覺知覺相關的區(qū)域萎縮[23-24]。靜息態(tài)功能磁共振成像（resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）可利用血氧水平依賴對比成像信號來測量腦區(qū)間的功能連接性。采用rs-fMRI 可檢測到DPN 患者的軀體感覺通路腦區(qū)及認知相關腦區(qū)存在異常的腦活動，提示功能磁共振成像可在DPN 患者的癥狀變得明顯之前發(fā)現(xiàn)其認知損害的早期階段[25-26]。DTI 序列還提供了一種定量測量神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)束完整性的方法。該序列發(fā)現(xiàn)DPN 患者中樞性體感覺通路軸突完整性下降，且損傷嚴重程度與周圍神經(jīng)病變的嚴重程度相關[27]。這些研究結(jié)果顯示，在DPN 的研究中，多種序列能夠提供關于中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化的信息以更好地了解DPN 的損傷機制[28]。

1.4 MRN 在DPN 治療中的應用

磁共振成像還可以用作治療方案的監(jiān)測工具。通過比較治療前后的MRN 影像學表現(xiàn)，了解病變的改善情況，保證治療的有效性和持續(xù)性[29-31]。Zhai 等[32]采用DTI 對比DPN 患者下肢不同部位注射甲鈷前后的DTI 參數(shù)變化，認為使用DTI 評估DPN 有重復性好、無創(chuàng)且準確的優(yōu)點。此外，對于需要神經(jīng)松解手術干預的糖尿病周圍神經(jīng)病變患者，MRI 可以提供多平面、多序列的圖像用于術前規(guī)劃和手術導航，醫(yī)生可以準確確定神經(jīng)卡壓區(qū)域的位置和范圍，選擇最佳手術入路，同時做到對卡壓的神經(jīng)充分松解減壓，又不過多地破壞神經(jīng)血液供應,減少術后組織纖維化形成新的卡壓，降低手術風險[33]。

2 總結(jié)與展望

MRN 在DPN 的形態(tài)和功能定量評估中具有重要潛在價值，對于病理評估、治療監(jiān)測和早期診斷都有幫助。然而，MRN 在臨床應用中存在一些局限性。首先，缺乏統(tǒng)一的磁共振參數(shù)和診斷標準。其次，MRN在微小結(jié)構(gòu)檢測方面仍存在限制，可能無法準確捕捉到某些輕微的神經(jīng)損傷。未來可以通過優(yōu)化特定的磁共振序列來提高對神經(jīng)損傷和功能異常的靈敏度和特異度。同時，整合多模態(tài)成像技術，如磁共振彌散加權成像和磁共振波譜成像，以獲得更全面和準確的信息。此外，利用機器學習和人工智能算法開發(fā)自動診斷和分析工具，可以提高磁共振成像的可重復性和準確性，為進一步改進和發(fā)展磁共振成像技術提供方向。

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