3.0 T MRI 3種掃描序列對頸神經根成像的對比研究

王祺，李會俠，馮琳，孔建軍，朱曉偉，崔興卉，吳占勇

頸椎病變常累及頸神經根引發相應的臨床癥狀[1-2]，因此直觀而清晰地顯示其神經根形態和走行具有重大的臨床意義。頸椎MRI平掃檢查可以顯示椎間盤、椎管內及脊髓內部的結構性改變，但頸神經根解剖結構復雜、形態纖細，因此，常規MRI檢查對神經根局部結構顯示欠佳。有研究顯示，MRI增強掃描對脊神經根顯示具有一定優勢[3]，但掃描前患者需要注射Gd-DTPA對比劑，屬侵入性檢查，且存在過敏現象，臨床應用存在局限性。近年來，隨著MRI成像設備及技術的發展，脊神經根成像研究日益深入。三維雙回波穩態(three-dimensional double-echo steady state，3D-DESS)序列、多回波數據圖像重合(muhiecho data image combination，MEDIC)序列、可變反轉角三維快速自旋回波(3D sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-SPACE)序列等被較多地應用于較為粗大的腰骶部神經根成像[4-6]，對于頸神經根的成像研究很少，且對諸多序列的對比研究甚少。MRI掃描過程中選擇合適的掃描序列，清晰有效地顯示頸神經根結構在實際工作中尤為重要。本研究主要通過比較3D-DESS、MEDIC、3D-SPACE序列在頸神經根成像中的特點，評價3種序列在頸神經根成像中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

隨機選擇2017年7月至2017年11月冀中能源邢臺礦業集團有限責任公司總醫院37例臨床需要頸椎MRI檢查的患者，其中男17例，女20例，年齡24～67歲，平均(47.35±11.80)歲，病程2個月至15年。入組標準：①正常體檢及臨床確診為頸椎病需要頸椎MRI檢查的患者；②年齡≥18周歲。排除標準：①頸椎畸形患者；②有頸椎矯正手術史患者；③有MRI 檢查禁忌證的患者(如有幽閉恐懼癥、心臟起搏器或金屬植入物等患者)或懷孕的患者；④急性創傷患者及患者因不能耐痛在掃描過程出現運動偽影，影響神經根成像者。

1.2 MR檢查方法

采用Siemens 3.0 T Skaro磁共振成像儀，選用脊柱矩陣線圈，加頸部掃描專用線圈。受檢者取仰臥位，囑受檢者平靜呼吸，頭先進，頸椎常規體位。先行頸椎MRI常規序列(矢狀位T1WI、T2WI，橫軸位T2WI)掃描，然后分別進行MEDIC、3D-SPACE、3D-DESS序列掃描，掃描序列及掃描參數見表1。

1.3 數據處理

將所有MRI掃描原始數據傳至西門子3D后處理系統(SYNGO)進行后處理重建，包括最大信號強度投影(maximum intensity projection，MIP)、多平面重組(multi-planar reformation，MPR)及曲面重組(curved planar reformation，CPR)，3種序列后處理圖像的層厚、間距保持一致。

1.4 圖像評價

由兩名高年資影像診斷醫師獨立進行測量和評價。頸神經根與鄰近組織的對比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)在工作站測量完成。圖像質量和正常頸神經根顯示、受壓頸神經顯示清晰度采用等級評分，最終取平均值。

每個序列圖像質量評分包括4部分內容：圖像是否清晰；正常神經根的形態結構是否連續；正常神經根邊界是否清晰；正常神經根邊緣是否光滑銳利。每項內容分為良好、欠佳、差3個等級，分別用3、2、1分表示。受壓頸神經顯示清晰度分為清晰、欠清晰、顯示不清3個等級，分別用3、2、1分表示。

1.5 統計學方法

所有數據采用SPSS 23.0統計軟件分析。閱片者之間評分的一致性采用組內相關系數(intra-class correlation coefficient，ICC)評價，以檢驗閱片者間測量結果的可信度。所有數據的正態性檢驗采用單樣本K-S檢驗，正態分布采用t檢驗，偏態分布采用秩和檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

表1 磁共振掃描序列及參數列表Tab.1 MRI scanning sequence and parameter list

表2 MEDIC、3D-SPACE、3D-DESS序列的對比噪聲比及圖像質量評分結果Tab.2 Contrast noise ratio and image quality score of the MR 3D-DESS, MR MEDIC and MR 3D-SPACE

表2 MEDIC、3D-SPACE、3D-DESS序列的對比噪聲比及圖像質量評分結果Tab.2 Contrast noise ratio and image quality score of the MR 3D-DESS, MR MEDIC and MR 3D-SPACE

序列 神經根-椎體的CNR 神經根-腦脊液的CNR 圖像質量評分 受壓頸神經清晰度評分1 2 3 4 總分3D-DESS序列 136.80±99.59 123.19±85.24 2.73±0.45 2.89±0.31 2.65±0.48 2.49±0.51 10.76±1.28 2.33±0.62 MEDIC序列 66.20±61.10 28.15±29.71 2.05±0.52 2.30±0.81 2.11±0.61 2.00±0.58 8.46±2.05 2.67±0.62 3D-SPACE序列 84.90±104.54 183.19±137.50 1.49±0.80 1.41±0.96 1.16±0.73 1.14±0.71 5.19±2.95 1.27±0.59

表3 3D-DESS、MEDIC、3D-SPACE序列各項目兩兩比較檢驗結果(P值)Tab.3 Test results of statistical comparison in the 3D-DESS, MEDIC and 3D-SPACE (P value)

2 結果

閱片者之間評分的ICC評價一致性良好(r=0.951)。3種序列圖像分析及數據測量結果見表2，3種序列對比統計結果見表3。

結果顯示：(1)3D-DESS序列神經根-椎體CNR和神經根-腦脊液CNR均高于MEDIC序列，差異有統計學意義(P＜0.05)。3D-DESS序列神經根-椎體CNR高于3D-SPACE序列，差異有統計學意義(P＜0.05)，而3D-DESS序列神經根-腦脊液CNR低于3D-SPACE序列，差異有統計學意義(P＜0.05)。3D-SPACE序列神經根-腦脊液CNR高于MEDIC序列，差異有統計學意義(P＜0.05)，3D-SPACE序列神經根-椎體CNR與MEDIC序列比較差異無統計學意義。(2)圖像質量評分3種序列兩兩對比差異均有統計學意義(P＜0.05)，3D-DESS序列優于MEDIC序列，而3D-SPACE序列圖像質量最差。(3)對受壓神經根顯示清晰度3D-DESS序列和MEDIC序列差異有統計學意義(P＜0.05)，即兩序列均可以較好地顯示受壓神經根；兩序列與3D-SPACE序列對比，差異均有統計學意義(P＜0.05)，即兩序列均優于3D-SPACE序列。

3 討論

3.1 頸部神經根病概述及影像檢查發展概況

脊神經根病是一種神經根受外界因素侵襲而損傷，導致支配區域以疼痛、麻木等為主要臨床表現的疾病。流行病學調查發現，頸部神經根病發病率為0.33%，其中40～50歲患者高達0.22%[7]。目前關于頸部神經根病的診斷主要依據具有根性分布的癥狀、體征以及影像學檢查。其中，頸椎MRI優于頸椎CT檢查，但絕大多數患者疼痛、感覺異常及肌力減弱部位常不典型，且MRI平掃常表現有多節段椎間盤突出，常與臨床表現難以吻合，以上原因常使臨床醫生對確切的引起臨床癥狀和體征的發病節段難以準確定位。因此，優化掃描序列、快速有效顯示頸神經根結構，對早期、準確診斷頸神經根損傷具有重要的臨床意義。

3.2 3D-SPACE序列特點及本研究結果對比分析

3D-SPACE序列[3，8]采用硬脈沖作為回聚脈沖，回波間隔很短，變角激發，信號區域較大，在相同時間內采集更多的數據，實現了快速高分辨的三維TSE對比成像，針對病變邊界及與周圍組織結構的CNR高。本研究結果顯示，3D-SPACE序列神經根-腦脊液CNR相對較高，但圖像質量評分低于3D-DESS序列和MEDIC序列。分析認為，3D-SPACE序列采用STIR聯合化學位移脂肪抑制技術，使脂肪抑制效果好且均勻，相對提高了外周神經的信號強度和對比度[3]，尤其是在高信號的腦脊液、等低信號椎間盤的襯托下對比更加明顯。鄧明等[5]的研究結果顯示，3D-SPACE序列和3D-DESS序列對腰骶部粗大神經顯示良好，但3D-SPACE序列明顯的T2WI高信號反而掩蓋了較小神經病變，并且3D-SPACE序列對運動敏感，圖像存在較多信號干擾。因此，雖然3D-SPACE序列神經根-腦脊液CNR高于3D-DESS序列和MEDIC序列，但對頸神經根顯示方面，3D-SPACE序列不如3D-DESS序列和MEDIC序列(圖1)，尤其在顯示受壓神經根局部小病變方面，圖像清晰度欠佳。

3.3 MEDIC序列特點及本研究結果對比分析

MEDIC序列[9-10]是在一次小角度脈沖激發后，在同一相位編碼采集多個梯度回波，其特點是多重回波數據圖像的重合，水激發序列進行薄層高分辨率成像，有較高的各向同性分辨率。本研究結果中，MEDIC序列對受壓神經根顯示清晰度與3D-DESS序列無差異，高于3D-SPACE序列，但MEDIC序列圖像質量評分低于3D-DESS序列，說明MEDIC序列在顯示局部神經根受壓方面具有一定優勢，但對整體圖像質量顯示仍存在欠缺，分析認為與MEDIC序列的對比信噪比低有關。

3.4 3D-DESS序列特點及本研究結果對比分析

3D-DESS序列在一個TR內采集包含T1WI、T2WI和重T2WI效果，且能夠配合脂肪抑制，形成融合影像[11]，既可以突出顯示長T2液體信號，也可以突出顯示解剖細節。較少有毛細血管影響，且其對呼吸運動不敏感，通過MIP曲面重建，冠狀面采集信號時能獲得較為細膩的神經影像，使頸神經椎管內神經根的全長盡可能地顯示在同一層面上，可以清晰地顯示神經根與周圍組織的解剖位置關系，明確神經根受壓的存在及具體定位[5，12]。研究結果顯示，3D-DESS序列圖像質量評分高于MEDIC序列和3D-SPACE序列，且其對比信噪比明顯高于MEDIC序列，掃描時間在3種序列中最短。因此，3D-DESS序列不論是在圖像對比信噪比方面，還是在整體圖像質量方面均優于MEDIC序列和3D-SPACE序列。

綜上所述，3D-DESS序列在顯示神經根結構和受壓神經根局部病變時相對更全面、更具實用性，可為早期、準確地診斷頸神經根受壓情況提供可靠參考，有利于外科醫生手術方案的制訂和改善患者的預后。