MR T2WI顯示實驗兔坐骨神經損傷

陳燦燦，戴 迪，吳獻華，周學軍，王秀彬*

(1.南通大學醫學院研究生院，江蘇 南通 226001；2.南通大學附屬醫院影像科，江蘇 南通 226001)

MR可多平面成像，軟組織分辨力高，是診斷周圍神經病變的首選影像學檢查方法[1-3]。DTI在顯示神經細微結構方面具有一定優勢[4-5]，但其圖像分辨率較低，且成像時間長。T2W成像時間短，圖像分辨率高，對磁場不均勻性不敏感，是臨床最常用的掃描序列。本研究建立兔坐骨神經夾傷模型，觀察T2WI神經信號改變，探討MRI信號、病理學改變與神經功能的關系。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選取20只清潔級新西蘭大白兔(南通大學動物實驗中心提供，許可證號SCXK2017-0046)，雌雄不限，月齡5～9個月，體質量2.4～3.0 kg，平均(2.68±0.13)kg。

1.2 坐骨神經夾傷模型建立 以3%戊巴比妥鈉1 ml/kg經耳緣靜脈注射麻醉，麻醉成功后，將實驗兔側臥位保定于手術臺上，以右下肢為坐骨神經夾傷側。沿右側大腿上段股骨背側行縱向切口，暴露股二頭肌，鈍性分離肌間隙并游離坐骨神經，在坐骨結節下約2 cm處以16 cm夾持鉗垂直鉗夾神經至3扣，持續30 s，然后縫合傷口。以左下肢為對照側，游離坐骨神經后即縫合切口。

1.3 MR掃描 將20只模型兔隨機分為5組，每組4只，分別于建模后3天、7天、2周、3周和4周行MR掃描。采用GE signa HDxt 3.0T超導型MR掃描儀，8通道膝關節線圈。應用自制模具將實驗兔雙腿彎曲至與身體成直角，左側臥位保定于膝關節線圈中，行冠狀位T2脂肪抑制快速恢復自旋回波(T2 fat suppression fast recovery fast spin echo，T2 fs FRFSE)序列掃描，TR 2 000 ms，TE分別為30、60、90 ms，層厚2 mm，層間隔0，FOV 13 cm×13 cm，矩陣192×160。

1.4 圖像分析 采用GE AW4.5后處理工作站，選擇冠狀位T2 fs FRFSE圖像坐骨神經正中長軸層面，于神經夾傷遠端、近端0.5 cm及對照側分別設置3個ROI，面積約12 mm2，測量信號強度(S)，取其平均值；同時測量同一層面鄰近肌肉組織信號強度(SM)，計算神經肌肉信號強度比(SIR)，SIR=S/SM；測量對側坐骨神經信號強度(SC)，根據公式：ΔS=(S-SC)/SM[5]，計算夾傷神經遠端相對信號強度(ΔS)[6]。

1.5 神經功能評估 MR掃描前后，以改良Tarlov及張趾反射評分法[6]評估實驗兔下肢神經功能。改良Tarlov評分：4分，可正常行走，步態正常；3分，按壓足部有明顯抵抗，行走不穩；2分：按壓足部無明顯抵抗；1分：針刺足部見細微反應；0分：受傷肢體癱瘓，針刺無反應。張趾反射評分：4分，腳趾展開達正常水平；3分，腳趾展開程度小于正常；2分，腳趾可輕微展開；1分，腳趾完全不能展開。兩項得分之和為實驗兔神經功能評分。

1.6 病理學檢查 MR掃描完成后每組隨機處死2只實驗兔，取出患肢神經夾傷遠端和近端坐骨神經組織，長度約5 mm，以4%多聚甲醛固定，24 h后固定液更換為15%蔗糖溶液，待組織完全下沉后以30%蔗糖溶液脫水。取出組織行冰凍切片，切片厚度為10 μm，烘干后行常規HE染色，于光鏡下觀察。

1.7 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。正態分布計量資料以±s表示。采用單因素方差分析比較不同時間點夾傷側與對照側的SIR值，兩兩比較時，方差齊性采用LSD法，方差不齊采用DunnettsT3法。采用χ2檢驗比較不同TE時間圖像對坐骨神經損傷的顯示率。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

T2 fs FRFSE圖像上，正常坐骨神經為平滑的條狀結構，粗細均勻，直徑約7 mm，與周圍肌肉相比呈稍高信號；神經主干及分叉顯示清晰，與兔坐骨神經解剖圖一致(圖1)。

2.1 夾傷后坐骨神經T2WI變化 夾傷后3天，夾傷神經遠端腫脹增粗，信號增高，周圍組織水腫；夾傷后7天信號持續升高，神經扭曲變形；夾傷后2周上述變化達到頂峰；3～4周后神經信號及形態逐漸恢復(圖2)。坐骨神經近端夾傷后3天見輕微信號增高，7天后逐漸恢復正常。對照側神經信號及形態無改變。

TE=30、60、90 ms圖像對坐骨神經夾傷的顯示率分別為85.00%(17/20)、95.00%(19/20)、95.00%(19/20)；TE=90、60 ms的圖像顯示率高于TE=30 ms的圖像(χ2=4.40、4.43，P<0.05)。

不同TE圖像中，坐骨神經遠端夾傷側SIR各時間點差異均有統計學意義(P均<0.05)，兩兩比較不同時間點差異均有統計學意義(P<0.05)；坐骨神經近端夾傷側SIR各時間點總體差異均有統計學意義(P均<0.05)，兩兩比較除3天與7天、2周、3周、4周外(P均<0.05)，余差異均無統計學意義。

不同時間點圖像中，坐骨神經近端及遠端夾傷側TE=90、60、30 ms圖像SIR總體差異均有統計學意義(P均<0.05)，兩兩比較除TE=90、60 ms與TE=30 ms的圖像外(P均<0.05)，余差異均無統計學意義。

同一TE圖像同一時間點，夾傷近端、夾傷遠端、對照側總體比較差異有統計學意義(F=28.45，P<0.05)，兩兩比較示除坐骨神經夾傷后3天近端SIR大于對照側(P<0.05)，夾傷遠端SIR大于夾傷近端和對照側(P<0.01)外，余兩兩比較差異均無統計學意義，見表1。不同TE圖像中，夾傷遠端坐骨神經ΔS在夾傷后3～7天逐漸升高，2周達到峰值， 3～4周開始下降(表2)。

2.2 坐骨神經夾傷后肢體功能變化 夾傷后7天，實驗兔坐骨神經夾傷側均出現張趾功能消失、局部皮膚炎癥及潰瘍、運動功能障礙、踝下垂、后肢離地；2周后10只實驗兔出現趾甲脫落；3～4周后潰瘍消失，后肢可輕微觸地，有輕微張趾反射。對照側肢體行動靈敏，張趾功能正常。神經功能評分見表3。

表1 實驗兔坐骨神經夾傷遠端、近端及對照側不同時間點SIR值(±s)

表1 實驗兔坐骨神經夾傷遠端、近端及對照側不同時間點SIR值(±s)

部位夾傷后3天夾傷后7天夾傷后2周夾傷后3周夾傷后4周夾傷遠端 TE=90ms3．06±0．183．56±0．254．08±0．332．95±0．282．67±0．14 TE=60ms2．86±0．313．14±0．623．30±0．512．41±0．282．39±0．03 TE=30ms1．80±0．201．94±0．102．16±0．321．83±0．041．67±0．06夾傷近端 TE=90ms2．25±0．222．01±0．841．83±0．071．91±0．221．87±0．11 TE=60ms2．14±0．351．79±0．381．52±0．091．52±0．371．58±0．12 TE=30ms1．51±0．071．11±0．051．25±0．081．19±0．191．09±0．05對照側 TE=90ms1．69±0．181．79±0．511．77±0．301．83±0．211．82±0．09 TE=60ms1．34±0．081．59±0．351．36±0．151．52±0．151．57±0．15 TE=30ms1．16±0．081．12±0．091．19±0．071．15±0．081．11±0．03

表2 實驗兔坐骨神經夾傷遠端ΔS變化情況(±s)

表2 實驗兔坐骨神經夾傷遠端ΔS變化情況(±s)

TE時間夾傷后3天夾傷后7天夾傷后2周夾傷后3周夾傷后4周90ms1．15±0．371．28±0．641．66±0．331．16±0．010．91±0．0860ms1．01±0．271．14±0．081．44±0．200．90±0．010．85±0．1530ms0．70±0．290．73±0．120．84±0．090．59±0．410．52±0．09

表3 實驗兔坐骨神經夾傷側和對照側神經功能評分情況(只)

圖1 實驗兔正常坐骨神經表現 A.T2 fs FRFSE圖像； B.解剖圖 (箭示坐骨神經) 圖2 實驗兔坐骨神經夾傷的T2 fs FRFSE圖像(TE=90 ms) A.夾傷后3天； B.夾傷后7天； C.夾傷后2周； D.夾傷后4周

圖3 實驗兔坐骨神經夾傷后病理圖(HE，×200) A.對照側； B～E.依次為坐骨神經夾傷遠端損傷后3天、7天、2周和4周； F.坐骨神經夾傷近端損傷后7天

2.3 坐骨神經夾傷的病理學改變 夾傷側坐骨神經夾傷后3天，夾傷遠端軸索水腫，髓鞘斷裂，神經纖維變性；夾傷后7天，軸突細微腫脹、局部髓鞘崩解、神經呈現空泡變性、神經纖維稀疏；夾傷后2周大量髓鞘溶解，空泡變性嚴重，神經纖維愈加稀疏；夾傷后3～4周部分髓鞘崩解物質被吸收，軸索持續變性，可見神經纖維再生。神經夾傷近端見細微的軸突變性，髓鞘斷裂。對照側神經纖維排列規則緊密，染色均勻。見圖3。

3 討論

3.1 MR T2 fs FRFSE圖像顯示坐骨神經的可行性 MRI軟組織分辨力高，可清晰顯示外周神經的細微結構，目前已廣泛用于評價外周神經損傷。李新春等[7]采用1.5T MR掃描儀，發現T1WI、T2WI均可清晰顯示臂叢節后神經。周翠屏等[8]發現T2WI可以準確顯示兔坐骨神經損傷及其形態變化。DTI序列利用水分子各向異性彌散的原理，對外周神經進行成像，使MR外周神經成像進展到功能成像領域[9-12]；但DTI多采用單次激發平面回波序列，對磁場均勻度要求較高，易造成圖像失真。T2 fs FRFSE成像可抑制神經鞘膜周圍的脂肪信號，消除脂肪引起的化學位移偽影，清晰顯示外周神經及病變。本研究結果表明，實驗兔坐骨神經損傷在T2 fs FRFSE上信號增高，神經腫脹，與侯仲軍等[13]報道一致。

3.2 實驗兔坐骨神經損傷后T2WI表現 Shen等[14]發現實驗兔坐骨神經損傷后T2值升高，損傷2周達高峰，后逐漸恢復正常，其T2值的變化與肢體功能相關。Yamasaki等[15]研究發現實驗兔坐骨神經擠壓傷后T2WI信號隨損傷時間而變化，與肢體神經功能恢復程度明顯相關。本研究實驗兔神經夾傷后主要表現為T2WI信號增高、周圍組織水腫、神經腫脹并扭曲變形；神經夾傷遠端SIR明顯高于對照側，與病理變化一致；神經損傷近端SIR僅在損傷后3天有輕微改變，1周后恢復正常，但此時病理學仍顯示異常，可能MRI尚難以分辨細微損傷。損傷后3天～4周，夾傷側TE=90、60 ms的T2 fs FRFSE圖像顯示率及神經夾傷遠端和近端的SIR均高于TE=30 ms圖像，提示TE選擇90、60 ms時顯示神經損傷更敏感。

3.3 實驗兔坐骨神經損傷T2WI信號變化與病理學、神經功能改變的關系 本研究發現神經夾傷遠端SIR和ΔS隨時間推移而變化，損傷后3～7天時，SIR和ΔS顯著升高，此時病理主要表現為髓鞘開始逐漸崩解，實驗兔張趾功能基本喪失；2周時SIR和ΔS升高達到峰值，主要由髓鞘大量崩解所致，此時實驗兔張趾功能完全喪失；3～4周時SIR和ΔS逐漸恢復，病理檢查可見神經纖維再生，實驗兔可有輕微張趾反射。實驗兔坐骨神經損傷后SIR和ΔS隨時間的變化與病理學及神經功能的變化相對應，與既往研究[6]相似，提示可根據SIR和ΔS變化評估實驗兔神經損傷程度。

綜上所述，T2 fs FRFSE序列可清晰顯示實驗兔坐骨神經損傷；通過SIR和ΔS值的變化，可在一定程度上評估實驗兔外周神經損傷。

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