磁共振擴散張量成像對腰部脊神經(jīng)根病變的診斷價值

田欣 朱芳華 耿左軍 池琛 李英 黃勃源 劉懷軍 池波

神經(jīng)根病變患者常有下肢功能障礙、感覺異常，下肢疼痛等癥狀，嚴重者會影響生活質(zhì)量，椎間盤膨出/突出是常見的神經(jīng)根病變原因，僅次于脊椎關(guān)節(jié)病［1］。X 線、CT、MRI等多種方法均可以顯示脊椎退變導致的神經(jīng)根病變，但是以上這些傳統(tǒng)的檢查手段均無法顯示脊髓神經(jīng)根損傷的神經(jīng)纖維功能情況。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2013年1～12月來河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院診治的腰部神經(jīng)根病變患者60例。其中男28例，女32例;年齡20～72歲，平均年齡(55.12±13.40)歲。納入標準:(1)臨床癥狀為后背痛和(或)下肢疼痛，伴有或不伴有下肢功能障礙;(2)MR圖像上可以見椎間盤椎間盤突出/膨出導致神經(jīng)根受壓;(3)神經(jīng)根受壓是指神經(jīng)根被椎間盤組織擠壓而偏移或呈扁平狀與椎間盤分界不清;(4)沒有其他脊柱疾病。排除標準:(1)患有除了脊柱退變之外的其他腰椎疾病;(2)有外傷病史;(3)不能耐受磁共振檢查。并納入60例健康志愿者，納入標準:無腰椎疾病及肌肉損傷病史，無外傷史，可耐受磁共振檢查。所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與掃描 本研究使用Signa Excite HD 3.0T(美國GE公司)高場強MR掃描儀，脊柱線圈。受試者取仰臥位。掃描序列包括標準的矢狀位T1WI、矢狀位和軸位T2WI和軸位DTI。DTI參數(shù):TR/TE:2300/75.5 ms，層厚 5 mm 沒有層間距，F(xiàn)OV 38 ×38 mm，b值為0和600 s/mm2，6個方向。矢狀位T1WI參數(shù):TR 3 294 ms，TE 25.4 ms。矢狀位 T2WI 參數(shù):TR 2 500 ms，TE 108.9ms。 軸 位 T2WI 參 數(shù):TR 2 440 ms，TE 120.8 ms。

1.3 測量值與方法 按照T2WI圖像所見，對患者腰椎退變及椎間盤突出/膨出導致的神經(jīng)根受壓情況進行診斷。然后，利用volume one軟件在電腦上進行纖維束示蹤圖的三維顯示。感興趣區(qū)選擇椎間孔區(qū)域，使用volume one軟件進行DTI圖像后處理，選擇FA＜0.18時停止進行纖維束跟蹤。計算所畫感興趣區(qū)內(nèi)纖維束的數(shù)目及畫出纖維束示蹤圖。將纖維束根據(jù)形態(tài)進行分級。取纖維束的橫軸位圖，利用中望CAD測量軟件測量示蹤圖上纖維束的橫截面面積。

1.4 統(tǒng)計學分析 應用SAS 9.0統(tǒng)計軟件，計量資料以表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 患者資料 納入的60例患者中，左側(cè)神經(jīng)根病變者21例，右側(cè)神經(jīng)根病變者26例，兩側(cè)均有神經(jīng)根病變者13例。

2.2 軸位T2WI序列結(jié)果 患者椎間盤膨出或突出，導致椎間孔區(qū)域變窄，相應脊神經(jīng)根與椎間盤分界不清，伴有神經(jīng)根受壓或神經(jīng)根移位。60例健康志愿者椎間孔區(qū)域大小正常，神經(jīng)根走行及信號正常。

2.3 DTI序列結(jié)果 DTI纖維束示蹤成像能夠清楚顯示神經(jīng)根纖維束數(shù)目、面積、形態(tài)，并進行量化。正常神經(jīng)根纖維束數(shù)目范圍40～88，病變神經(jīng)根纖維束數(shù)目范圍29～84，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。正常神經(jīng)根纖維束面積范圍703～5 000，病變神經(jīng)根纖維束面積范圍463～2840，單位為/unit，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，且患側(cè)纖維束面積小于健側(cè)。神經(jīng)根纖維束示蹤圖上受壓的神經(jīng)根通常顯示為纖維束失去完整性，部分病例可見纖維束中斷，纖維束的形態(tài)較聚攏，且不顯示周圍分支。而未受壓的神經(jīng)根通常纖維束完整，形態(tài)自然、發(fā)散，常可見周圍分支。見表1、2，圖1、2。

表1 病變和正常神經(jīng)根纖維束的數(shù)目分析n=60，±s

表1 病變和正常神經(jīng)根纖維束的數(shù)目分析n=60，±s

類別 數(shù)目 P值正常神經(jīng)根59.55 ±9.33病變神經(jīng)根 51.37 ±13.31＜0.01

表2 病變和正常神經(jīng)根纖維束橫斷面截面積的統(tǒng)計分析n=60，±s

表2 病變和正常神經(jīng)根纖維束橫斷面截面積的統(tǒng)計分析n=60，±s

類別 面積(/unit) P值正常神經(jīng)根2908.63 ±1181.16病變神經(jīng)根 1596.67 ±711.47＜0.01

圖1 椎間盤突出患者

圖2 男，31歲，正常志愿者

3 討論

神經(jīng)根病變即指脊髓神經(jīng)根功能障礙導致感覺異常和皮區(qū)疼痛，肌肉無力，深部腱反射損害。MRI是重要的診斷方法，T1和T2加權(quán)成像可以清楚顯示神經(jīng)根的解剖形態(tài)及毗鄰關(guān)系，橫斷面T2WI可以顯示椎間盤與脊神經(jīng)根的相互情況——接觸、偏移或受壓［2］，臨床癥狀與 MRI圖像具有一致性［3］，但是仍然需要有效的方法來了解神經(jīng)根的功能變化。

DTI序列是一種磁共振功能成像技術(shù)，能夠顯示水分子擴散在不同方向(至少6個方向)上的不同特征，即擴散各向異性，對相鄰像素內(nèi)分子擴散的各向異性進行連續(xù)成像就實現(xiàn)了纖維束示蹤。DTI成像尤其適用于纖維束走行單一，幾乎沒有各個方向纖維束混雜聚集的情況，鑒于此，本研究根據(jù)脊神經(jīng)根的擴散特性創(chuàng)新性地應用DTI成像，沿神經(jīng)根纖維束走行方向的分子擴散快于垂直神經(jīng)根方向，如果神經(jīng)根受到擠壓等情況，那么沿神經(jīng)根走行方向的分子擴散受到限制，在纖維束示蹤圖像上所顯示的纖維束會發(fā)生改變。在本研究中，病變神經(jīng)根纖維束的數(shù)目、面積和形態(tài)都發(fā)生了變化，但是病變者與正常者相比，數(shù)目差值較小，應用于個體容易發(fā)生診斷偏倚，不適用于作為診斷指標。而二者的纖維束面積差值較大(受壓或推移的神經(jīng)根纖維束面積減小)，這有可能未來作為診斷參考標準。

DTI對分子擴散的敏感性與選取的b值有關(guān)。b值過高會導致圖像的信噪比降低，描繪感興趣區(qū)困難，b值過低時，圖像容易受到其它毛細血管血流等灌注因素的影響［4，5］。在腦組織中，由于局部毛細血管血流影響明顯而組織的解剖結(jié)構(gòu)相對單一，因此可以選用1 000作為最佳b值。而在脊神經(jīng)根中則情況正好相反，因此本研究選用相對較低的600 s/mm2作為合適的b值。

DTI技術(shù)所顯示的纖維束形態(tài)也可以作為評價神經(jīng)根功能變化的指標，形態(tài)中斷、分散，推測這是由于突出/膨出的椎間盤占據(jù)了椎間孔，神經(jīng)根受壓，神經(jīng)根內(nèi)分子擴散受到阻礙。但是，在研究中也發(fā)現(xiàn)，有2例沒有受壓的神經(jīng)根，也無法清楚顯示分支或呈聚攏形態(tài)，推測這可能是由于掃描層面的選擇所導致的。如果掃描范圍內(nèi)椎弓根位于中心層面，有可能會影響椎間孔區(qū)纖維束的示蹤。

總之，磁共振彌散張量成像可用于診斷脊神經(jīng)根病變，通過分析纖維束面積和形態(tài)評價其功能改變，能提供脊神經(jīng)根分子擴散狀態(tài)，可以從分子水平無創(chuàng)性地了解神經(jīng)根功能，是T1和T2加權(quán)成像的有利補充，并有可能作為定量評價神經(jīng)根病變的工具。

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