基于穩態的三維彌散加權序列MRI臂叢神經成像在臂叢神經損傷診斷中的應用

秦本剛 楊建濤 向劍平 張中偉 李平 戚劍 王洪剛 朱慶棠 劉小林 顧立強

臂叢神經損傷是創傷骨科常見的且致殘率很高的損傷，目前仍是創傷骨科治療的一大難點[1]。臂叢神經損傷早期準確的診斷是選擇手術時機和合適手術方法的前提，但目前尚缺乏理想的診斷方法[2]。電生理檢查是臨床常用的診斷方法，但準確率低，定位差，在損傷4周后檢查才有意義[3]。椎管造影和頸脊髓造影CT掃描(computed tomgraphy myolography，CTM)是臨床常用的輔助診斷手段，但都是間接征象，無法直接反映椎管外的損傷情況。既往MRI檢查多集中于正常神經及臂叢腫瘤的研究，報道結果不一[4]。隨著高分辨率MRI的出現及神經成像技術的提高，正常臂叢神經的顯像已成為可能，且MRI的無創性使其成為診斷臂叢神經損傷的最有潛力的方法[5]。本研究主要探討基于穩態的三維彌散加權序列(three-dimensional diffusion-weighted steady-state free precession，3D DW-SSFP)的MRI臂叢神經成像技術在診斷成人臂叢神經損傷的臨床應用價值。

資料與方法

一、資料

回顧分析2007年1月至2012年12月中山大學附屬第一醫院行3D DW-SSFP臂叢神經成像檢查的33例臂叢神經根性撕脫傷患者的病歷資料。33例臂叢神經損傷患者術前均行肌電圖和臂叢神經MRI檢查，損傷的具體情況均由術中證實。其中，男30例，女3例。年齡(33.47±7.41)(16～52)歲。左側21例，右側12例。受傷至MRI檢查時間(3.67±1.42)個月。受傷原因：摩托車交通事故傷19例，汽車交通事故傷10例，墜落傷2例，機械牽拉傷2例。

二、MRI檢查方法

使用德國Siemens公司生產的3.0T超導型成像儀，線圈選擇頸部陣列線圈加頸后脊柱表面線圈，并結合敏感度編碼技術。患者取仰臥位，頸椎呈常規體位，磁場中心定于C6椎體，所有患者均行頸部常規MRI掃描。囑患者在掃描過程中盡量避免吞咽，以腹式呼吸為主。如患者有灼性神經痛引起的上肢痙攣，檢查前給予適當的止痛劑與鎮靜劑以預防檢查時肢體不自主動作帶來的干擾。

三、觀察和評價標準

1.正常臂叢神經評價：以患者的健側為正常臂叢神經，在1名具有資質的放射科醫生協助下觀察健側臂叢神經的成像特點，對可清晰顯示的椎管內臂叢神經根，神經節和椎管外的臂叢神經根、干、股、束進行計數。

2.臂叢神經損傷的評價：觀察并分析患者的患側臂叢神經損傷的影像學特點，并與術中檢查結果進行對比。

結 果

一、正常臂叢神經的影像學特點

臂叢神經在MRI原始圖像上均表現為高信號，神經節為高亮信號。33例患者中，26例可清晰顯示臂叢神經節后部分，22例可清晰顯示臂叢神經的節前部分。(1)節前部分的影像學特點：椎管內的神經根絲呈低信號的細條狀影，在椎間孔附近膨大為神經節，呈高亮信號。在矢狀面和橫斷面可清晰觀察到神經根絲，在冠狀面和矢狀面可清晰觀察到神經節(圖1)。(2)節后部分的影像學特點：臂叢神經節后部分表現由C5～8和T1神經椎間孔旁起始的條索狀高信號結構，自神經節向鎖骨下及腋窩集中，其中C5～8和T1神經根及其合成的上、中、下3干清晰可見。在MRI影像上也可觀察到股束部，但由于該處的解剖結構比較集中，無法分出單股或單束(圖2)。

二、正常臂叢神經成像計數結果

33例患者正常臂叢神經的根、干部顯示最清晰，各為30例(90.9%)。其次為神經節和股束部，分別為28例(84.9%)和26例(78.8%)。椎管內的神經根絲顯示最差，為21例(63.6%)。

圖1 神經根絲MRI圖像 A 冠狀面，白色箭頭為椎管內神經根絲 B 矢狀面，白色箭頭為神經節 C 冠狀面，白色箭頭為神經節

三、臂叢神經損傷的影像學特點

1.臂叢神經節前損傷的MRI特點：33例患者中，節前損傷23例，節后損傷10例。(1)創傷性脊膜囊腫是位于椎間孔內外的高密度影，形態多樣，基本形狀為三角形。共51個，左側31個，右側20個。(2)脊髓偏移16例，向健側偏移11例，向患側偏移5例。(3)脊髓變形6例。

33例患者手術共探查103根神經根，陽性96根，陰性7根(表1)。MRI對臂叢神經損傷的節前損傷診斷的敏感性、特異性和準確性分別為96.88%、90.29%和94.18%。經χ2檢驗，MRI成像與手術探查結果差異無統計學意義(P=0.23)。

表1 MRI檢查結果與術中探查結果比較(根)

2.臂叢神經節后損傷的MRI特點：33例患者中能清晰顯示節后神經26例，其中10例有損傷，具體表現為：(1)神經中斷，神經斷裂后向遠端回縮，局部神經結構消失，為瘢痕或血腫組織代替，MRI影像觀察不到神經外形。(2)神經信號異常，在T2加權像呈高亮信號，神經明顯增粗，增粗的神經與正常神經之間分界不清(圖3，4)。(3)神經走形異常，失去正常光滑的神經走形，蜿蜒屈曲，甚至卷曲。(4)損傷神經周圍軟組織異常信號，包括前斜角肌瘢痕化和損傷神經周圍局部瘢痕形成，MRI表現為T2加權像呈高信號。

討 論

一、MRI在成人臂叢神經損傷診斷和治療中的意義

制約全臂叢根性撕脫傷后上肢尤其手部功能恢復的因素極其復雜，其中最主要的因素是受傷時間和治療時機[2]，而這取決于早期的診斷。MRI檢查對臂叢神經結構顯示程度對于臂叢神經損傷的診斷和治療有著重要意義[6-8]。目前，臂叢神經損傷患者的早期損傷程度的判斷以及手術時機、手術方式的選擇仍然是難題。在臨床上，臂叢神經損傷的患者往往需觀察3～6個月，神經功能無恢復的情況下才決定手術探查，而臂叢神經根性撕脫傷往往需要在盡可能短的時間內進行手術干預[9-10]。這種以等待代替診斷的方法導致患者錯失了早期手術的最佳時機，因此急需一種早期、可靠、準確、無創的臂叢神經損傷診斷方法。治療方法的不斷改進，高分辨率MRI的出現及神經成像技術的成熟使臂叢神經損傷的早期診斷成為可能。

二、基于穩態的3D DW-SSFP

近年來，綜合運用周圍神經成像序列掃描后期三維重建顯示周圍神經的技術逐漸成為研究的熱點。2007年，Freund等[11]采用多平面三維重建技術成功重建了正常人的坐骨神經。Viallon等[12]將單向三維短T2反轉恢復序列成像應用于正常的臂叢神經及臂叢神經腫瘤，能清楚顯示臂叢神經腫瘤與臂叢神經的關系。Zhang 等[13]自行設計的基于穩態的3D DW-SSFP成像技術可清楚顯示顱神經的主干和分支。

圖2臂叢神經冠狀面，右側為正常的臂叢神經，可清楚顯示臂叢神經的根、干、股部圖3臂叢神經冠狀面顯像，左側為健側，右側為患側，黑色箭頭為異常片狀高信號影圖4臂叢神經冠狀面顯像，左側為患側，細白色箭頭為創傷性脊膜囊腫，粗白箭頭為撕脫的C5～6神經根，近端明顯變寬

與其他梯度回波序列相比，基于穩態的3D DW-SSFP回波信號是由射頻激發產生的，具有明顯的T2對比特征。由于是射頻激發產生回波信號，自旋弛豫受磁場不均勻性影響較小。3D DW-SSFP序列在神經成像中具以下優勢：(1)通過梯度回波獲得具有T2對比特征的回波信號，能在合理的掃描時間內獲得足夠高的分辨率且受磁場不均勻性影響較小。采用水激發脂肪抑制技術，受化學位移影響較小，此外采用擴散梯度的方法可以有效地抑制液體信號[12]。(2)該序列為三維傅立葉成像，可對原始圖像進行各種后處理，獲得任意層面的圖像。由于3D DW-SSFP信號需要一定的穩態條件，因此運動的自旋質子如血流會表現為信號丟失[14]，這對于成像非常細小的神經，尤其是當細小的神經結構位于較大的血管周圍時更為突出。本研究采用該序列對臂叢神經的顯像進行了嘗試，可以清楚顯示臂叢神經的各個部分，成像穩定。

三、臂叢神經損傷的MRI特點及臨床意義

1.椎管內臂叢神經損傷的MRI特點：(1)假性腦脊膜膨出，表現為損傷側脊髓的高信號，是由于神經鞘膜瘤撕脫后腦脊液外溢所致，提示有神經根撕脫。這種征象在本研究中最多見，是根性撕脫傷的標志。(2)損傷側神經前后根間隙增寬，與健側相比不對稱。神經前后根的間隙在MRI上表現為低信號，損傷側的臂叢神經后根間隙在水平面上明顯增寬，或表現為不對稱。這種征象不僅表現在損傷平面的神經根，也可表現在與其相鄰的未損傷平面的神經根，原因可能是損傷時臂叢神經向外牽拉所致。(3)與健側對比可見神經節消失，冠狀面多見。正常神經節的MRI影像學表現為圓形的高信號影，直徑略大于相應的神經根，多個神經節縱行排列，臂叢神經損傷后，損傷側的上述征象消失，神經節的部位顯示較健側信號強度高，面積大。(4)脊髓可向健側或患側移位，是由于脊髓受暴力牽拉后神經根或束狀韌帶斷裂所致，完全斷裂向健側移位，部分斷裂向患側移位。(5)脊髓變形表現為脊髓失去正常的橢圓形，是由于局部脊膜囊腫壓迫所致。

2.椎管外臂叢神經損傷的MRI特點：(1)神經中斷，神經斷裂后向遠端回縮，局部神經結構消失，為瘢痕或血腫組織代替，MRI影像觀察不到神經外形。這種情況如果發生在早期，需立即手術探查，損傷的神經大部分可以直接縫合，如發現較晚，局部瘢痕較重，術中剝離困難，神經回縮距離較長，很難直接縫合，可采取神經移位的方法修復。(2)神經增粗，且存在連續性，表現為T2加權像呈高亮信號，損傷側神經較健側明顯增粗，增粗的神經與正常神經之間尚清楚。對于這種情況是需要手術干預還是保守治療，目前尚難定論。本組33例患者中有6例出現上述表現，經術中探查發現神經質地稍硬，電刺激病變神經可引起相應的肌肉收縮，僅需行神經松解術。(3)長段片狀高密度影，神經與周圍軟組織分解不清，這種表現較根性撕脫傷更為嚴重，處理更為棘手，術中發現包繞神經的長段瘢痕組織，神經缺損長度超過20 cm，治療十分困難。(4)損傷神經周圍軟組織異常信號，神經顯示不清。包括神經周圍肌肉瘢痕化和損傷神經周圍局部瘢痕形成，MRI表現為T2加權像呈高信號。這種病變表現可間接提示神經損傷較重。

四、MRI成像在臂叢神經損傷手術選擇中的作用

臂叢神經損傷早期行MRI檢查，能清晰顯示損傷的情況，便于早期進行手術干預。MRI成像不但能鑒別臂叢神經節前損傷和節后損傷，而且可以定位節后損傷，為選擇手術切口提供參考。因此，對于疑似臂叢神經損傷的患者，首選MRI檢查，而且越早越好。對于存在以下情況并經保守治療3個月后仍未恢復的患者考慮手術治療：(1)有臂叢神經損傷的臨床表現；(2)MRI顯示神經的連續性存在，且與健側對比，神經的信號無差別。對于存在以下情況的患者需立即行手術治療：(1)銳器刺傷，有臂叢神經損傷的臨床表現，MRI顯示臂叢神經的連續性中斷；(2)MRI顯示臂叢神經廣泛信號異常，神經與周圍軟組織界限不清；(3)MRI顯示為臂叢神經根性撕脫傷。

五、臂叢神經損傷MRI檢查的不足

(1)檢查費用昂貴可能是制約臂叢神經MRI檢查普及的一個主要原因；(2)臂叢神經MRI檢查對操作者技術要求較高；(3)目前MRI尚不能顯示神經束的損傷情況，對于連續性存在而信號異常的神經，難以確定功能是否正常；(4)由于腦脊液滲漏、自主呼吸等因素的影響，存在一定的假陽性率。

綜上所述，基于穩態的3D DW-SSFP的MRI臂叢神經成像技術可清楚顯示臂叢神經，并可有效鑒別節前損傷和節后損傷，對臂叢神經節后損傷有較好的定位作用，可作為臂叢神經損傷首選的無創性診斷方法。