3.0TMR擴散張量成像對脊髓型頸椎病的早期診斷

李淑華，史樸軍b，亢延卿，郭香榮狄玉進陳軍

聊城市人民醫院 a.MR室；b.設備科，山東 聊城 252000

3.0TMR擴散張量成像對脊髓型頸椎病的早期診斷

李淑華a，史樸軍b，亢延卿a，郭香榮a狄玉進a陳軍a

聊城市人民醫院 a.MR室；b.設備科，山東 聊城 252000

目的探討3.0T磁共振（MR）擴散張量成像（DTI）在脊髓型頸椎病早期診斷中的應用價值。方法選擇20例健康志愿者作為對照組和80例T2WI無高信號的頸髓型頸椎病患者行頸髓常規磁共振成像（MRI）和DTI掃描，根據患者有無椎管狹窄將其分為椎管無狹窄組（A組，43例）和椎管狹窄組（B組，37例）。分析各組頸髓分數各向異性（FA）值和表觀擴散系數（ADC）值的變化。結果對照組頸髓平均FA值為0.643±0.051，ADC值為（1.161±0.172）×10-3mm2/s；A組和B組患者頸髓平均FA值分別為0.621±0.036、0.592±0.060；平均ADC值分別為(1.236±0.135)×10-3mm2/s、(1.429±0.150)×10-3mm2/s。三組之間兩兩比較，FA值對照組最高，A組次之，B組最低（P值均＜0.05）；ADC值對照組最低，A組次之，B組最高（P值均＜0.05）。結論頸髓DTI成像較常規T2WI更早顯示脊髓型頸椎病患者的頸髓損傷，椎管狹窄患者頸髓損傷程度更重。

3.0T磁共振成像；擴散張量成像；骨髓型頸椎病；各向異性值；表觀擴散系數

脊髓型頸椎病（Cervical Spondylotic Myelopathy，CSM）是頸椎退行性疾病中較嚴重的類型，主要表現為頸部不適、四肢麻木疼痛或肢體無力等，常呈隱匿性進展，后期往往對患者的生活質量造成嚴重影響，因此，對該病的早期診斷和及時治療極其重要。磁共振（MR）是目前診斷CSM的最優檢查方法，雖然MR常規掃描能顯示脊髓受壓情況及信號改變，但T2WI出現異常信號往往提示脊髓受壓嚴重或時間較長，不能作為早期診斷方法。磁共振擴散張量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）可以檢測脊髓內水分子的擴散方向特征，進而間接反映白質纖維束的完整性，可以較早顯示脊髓損傷。本研究采用雙梯度3.0T超導磁共振儀，對健康志愿者和CSM患者的頸髓行DTI成像，對成像結果進行對照研究，探討DTI技術在CSM早期診斷中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

對照組志愿者20名，其中男11名，女9名，年齡21～58歲，平均47歲，均身體健康，無神經系統疾病，MR常規掃描顯示脊髓正常。

患者組CSM患者80例，均來自本院門診和住院患者，其中男36例，女44例，年齡24～65歲，平均49歲。CSM的診斷標準[1]：① 臨床出現頸髓受損的早期癥狀，如頸部不適、疼痛、僵硬、四肢麻木、無力及相關陽性體征；② 常規磁共振成像（MRI）顯示：頸椎退行性病變，包括骨質增生、椎間盤突出、韌帶肥厚等，硬膜囊及脊髓受壓；③ 除外外傷、炎癥、腫瘤等其他脊髓病變；④ 無嚴重心、腦、肺、腎及消化系統等疾病；T2WI無信號改變的患者納入研究范圍。根據MRI有無椎管狹窄，將患者組分為：A組（43例，椎管無狹窄組，椎管正中矢狀徑≥10 mm）和B組（37例，椎管狹窄組，椎管正中矢狀徑＜10 mm），發育性椎管狹窄者排除在外。檢查前均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

使用Phillips Archieva X-series 3.0T雙梯度超導型磁共振儀，16通道頭頸聯合相控陣表面線圈。所有研究對象接受矢狀位T1WI和T2WI及橫軸位T2WI掃描。矢狀面FSE-T1WI序列，TR/TE 530/7.3 ms，層厚3.0 mm，層間距0，視野（FOV） 250 mm×250 mm，矩陣 315×250，NEX 2。矢狀面FSE-T2WI序列，TR/TE 2739/100 ms，層厚3.0 mm，層間距 0，矩陣 312×237，FOV 250 mm×250 mm，NEX 2。橫軸位T2WI序列，TR/TE 3844/120 ms，層厚 2.5 mm，層間距 0，FOV 200 mm×200 mm，矩陣 248×186， NEX 2，范圍為C1-C7水平。DTI檢查與常規橫軸位掃描定位相同，采用單次激勵自旋回波平面回波成像（Eecho Planner Imaging，EPI）序列，并行采集技術，擴散加權系數b值分別為 0和1000 s/mm2，擴散敏感梯度方向取32，TR/TE 4955/55 ms，層厚 2.5 mm，層間距 0，FOV200 mm×200 mm，矩陣112×109，NEX 4。

1.3 DTI數據處理

將所得DTI圖像經Diffusion Registration軟件校正后，傳輸到Philips EWS工作站，重建出橫軸位各向異性分數（FA）圖和表觀彌散系數（ADC）圖，對照組選擇C3～C4、C4～C5、C5～C6椎間盤對應脊髓層面進行分析，A組患者選擇脊髓受壓最嚴重節段，B組患者選擇椎管狹窄程度最嚴重節段進行評價，感興趣區放于脊髓中央,盡量包全整個頸髓橫斷面，感興趣區要避開腦脊液和存在偽影的區域，測量各層面頸髓的FA值和ADC值。

1.4 統計學處理

2 結果

（1）對照組。常規MRI顯示頸髓形態和信號正常，FA圖上頸髓呈均勻深藍色，ADC圖上呈均勻低信號（圖1～4）。C3～C4、C4～C5、C5～C6椎間盤層面對應脊髓的FA值和ADC值,見表1。各層面對應脊髓的FA值和ADC值差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表1 對照組（A組）不同椎間盤層面頸髓FA、ADC值比較

圖1 正常頸髓矢狀位T2WI，顯示頸髓形態及信號正常。

圖2 正常頸髓橫軸位T2WI，顯示頸髓形態及信號正常。

圖3 橫軸位FA圖顯示正常頸髓為均勻深藍色信號。

圖4 橫軸位ADC圖顯示正常頸髓為均勻低信號。

（2）患者組。常規MRI顯示骨質增生、椎間盤突出、膨出或脫出，部分合并黃韌帶和（或）后縱韌帶肥厚，脊髓不同程度受壓，常規T2WI無信號改變，A組患者椎管正中矢狀徑≥10 mm，B組患者脊髓受壓最嚴重層面椎管正中矢狀徑＜10 mm。部分患者FA圖顯示受壓脊髓藍色信號變淺，信號不均勻，ADC圖顯示受壓脊髓信號增高（圖5～8）。A組患者受壓最嚴重層面頸髓的FA值和ADC值分別為0.621±0.036和（1.236±0.135）×10-3mm2/s，B組患者椎管狹窄最嚴重層面頸髓平均FA值和ADC值分別為0.592±0.060和（1.429±0.150）×10-3mm2/s。

對照組、A組、B組3組之間兩兩比較，FA值A組最高，B組次之，C組最低（P＜0.05）；ADC值A組最低，B組次之，C組最高（P＜0.05）。對照組、A組和B組患者頸髓FA和ADC值比較，見表2。

表2 對照組、A組和B組患者頸髓FA和ADC值比較

圖5 矢狀位T2WI示多發椎間盤突出合并黃韌帶肥厚，頸髓受壓，椎管狹窄。

圖6 橫軸位T2WI示C5/6椎間盤向右后方突出，頸髓受壓，椎管狹窄，受壓頸髓無信號改變。

圖7 橫軸位FA圖示受壓頸髓深藍色變淺，信號不均勻。

圖8 橫軸位ADC圖示受壓頸髓信號升高，信號不均勻。

3 討論

DTI成像在磁共振擴散加權成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）的基礎上發展而來，在6～55個非線性方向上施加梯度場而獲取圖像，較DWI可更準確地反映組織內部水分子的擴散情況。頸髓的DTI成像，通過檢測水分子在纖維束中擴散情況，可以間接反映脊髓束的完整性，并能進行量化。最近幾年，MR硬件系統和軟件技術迅速發展，DTI成像技術不斷改進，各位學者應用的MRI系統，所選擇線圈及掃描技術不盡相同[2-5]。本研究使用3.0T超導磁共振儀，磁場均勻度較高，采用16通道頭頸聯合相控陣表面線圈，在一定程度上提高了圖像信噪比，同時橫軸位掃描較矢狀面掃描能改善圖像扭曲現象，應用并行采集技術避免采集時間過長，采用32個擴散敏感梯度方向，b值取1000 s/mm2，保證了所得數據的可靠性。

CSM以頸椎骨質及椎間盤退變為病理基礎，繼發椎體骨贅形成，對頸髓或營養脊髓的血管造成壓迫，導致頸髓直接受壓或/和脊髓血供異常，從而引起一系列相關的功能障礙。在受壓早期，以脊髓灰質內神經元萎縮和白質原發性脫髓鞘為主，隨著壓迫程度的加重和壓迫時間的延長，大運動神經元丟失、囊變、壞死和軸索變性壞死，進而形成頸髓的慢性損傷[6]。這種結構上的微觀變化引起脊髓中水分子擴散異常，從而造成FA值和ADC值的變化，因此認為FA值和ADC值能反映脊髓損傷和修復過程中軸突再髓鞘化過程。

以往學者對正常頸髓以及脊髓型頸椎病患者FA值和ADC值的報道各不相同。本組資料的測量結果，正常成年人頸髓的平均FA值為0.643±0.051，介于其他學者[7-9]測量結果0.52～0.745之間，平均ADC值為(1.161±0.172)×10-3mm2/s，較其他學者測量結果(0.96～1.14)×10-3mm2/s小，今后需進一步研究證實高場強MR正常頸髓彌散張量的特點。本研究中，A組和B組患者T2WI顯示受壓頸髓均無信號改變，而DTI成像結果顯示兩組的FA值和ADC值與對照組均存在統計學差異，說明FA值和ADC值反映受壓頸髓受壓損傷較常規T2WI敏感性高，即DTI能反映早期脊髓微結構的變化；且B組FA值和ADC值與A組比較均存在統計學差異，表明頸椎椎管狹窄患者較無狹窄患者的頸髓損傷程度嚴重，即隨著頸髓受壓程度的加重，其FA值有降低趨勢，ADC值有升高趨勢。本研究亦存在缺點，沒有對DTI改變與臨床癥狀進行相關性研究，而以往報道FA值和ADC值的改變和臨床表現密切相關，袁逍等[10]認為當FA值低于0.69時，患者已有較輕微的臨床癥狀，表明脊髓存在潛在損傷。

綜上所述，DTI技術對CSM的診斷較常規MRI檢查更早期、更精確，可以為CSM患者的早期診斷、臨床治療提供重要的影像信息。

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[10] 袁逍,高思佳,劉秀香,等．脊髓型頸椎病患者3TMR擴散張量成像測量參數值與臨床表現的相關性研究[J]．中華放射學雜志,2012,46(3):225-229．

Early Diagnosis of CSM with 3.0T DTI MR Scanner

LI Shu-huaa, SHI Pu-junb, KANG Yan-qinga, GUO Xiang-ronga, DI Yu-jina, CHEN Juna
a. Department of MR; b. Department of Equipment, Liaocheng People’s Hospital, Liaocheng Shandong 252000, China

ObjectiveTo evaluate the effects of DTI (Diffusion Tensor Imaging) in patients with CSM (Cervical Spondylotic Myelopathy).MethodsConventional MRI (Magnetic Resonance Imaging) and DTI were performed in 20 healthy volunteers who were selected as the Control Group. While, 80 CSM sufferers without high signals to T2WI (T2-weighted Imaging) were scanned with conventional MRI and DTI by a 3.0T MR scanner and divided into two groups (Group A: 43 cases of patients without spinal stenoses; Group B: 37 cases of patients with spinal stenoses) according to their scanning results. Then, analysis of the changes in FA (Fractional Anisotropy) and ADC (Apparent Diffusion Coefficient) values were performed.ResultsThe average FA and ADC values of the Control Group were 0.643±0.051 and (1.161±0.172)×10-3mm2/s respectively. The FA values of Group A and B were 0.621±0.036 and 0.592±0.060 respectively; the ADC values of Group A and B were ( 1.236±0.135)×10-3mm2/s and (1.429±0.150)×10-3mm2/s respectively. On mean FA values, the Control Group ranked the first while Group B the third ( P ＜0.05). As for the mean ADC values, Group B was the highest ( P ＜0.05) while the Control Group was the lowest.ConclusionIn comparison with conventional T2WI, DTI allowed earlier manifestation of the spondylosis-related changes in CSM patients.

3.0T magnetic resonance scanner; diffusion tensor imaging; cervical spondylotic myelopathy; fractional anisotropy values; apparent diffusion coefficient values

R445.2；R681.5

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.066

1674-1633(2013)09-0168-03

2013-04-20 修改日期：2013-07-17

作者郵箱：lishuhua0608@163．com