腰骶神經根磁共振成像研究進展

曾少良，包 權，趙金義，于澤霏，王 崇，邢 健

(牡丹江醫學院 1.研究生處；2.附屬紅旗醫院核磁共振科，黑龍江 牡丹江 157011)

腰椎間盤突出癥(Lumbar Disc Herniation,LDH)是影響人們生活質量的常見疾病，主要表現為下肢放射痛[1]。傳統的X線及CT掃描在顯示骨性結構方面，如韌帶的骨化，骨質增生變尖方面較有優勢，但是對神經根及脊髓等軟組織的顯示效果較差。MRI同樣可以準確定位突出椎間盤的位置，具有優秀的軟組織分辨率，一定程度上顯示脊髓、神經根與髓核的關系，且無輻射。臨床工作中醫生會遇見患者具有下腰痛的癥狀，但常規磁共振對神經根顯示效果有限[2]，可能為神經根受壓陰性[3]，導致了MRI與臨床不符[4]。針對受壓的腰骶神經根成像具有較廣泛的研究前景，本文主要探究各種腰骶神經根成像技術的應用進展。

1 擴散加權成像

基于DWI技術的背景信號抑制彌散加權成像(DWIBS)反應細胞膜通透性及密集程度，早期研究[5]通過觀察及測量彌散擴散系數(ADC)圖像發現DWIBS對腫瘤及轉移淋巴結等致密結構十分敏感。DWIBS是施加了背景及脂肪抑制的全身彌散成像，進行最大信號投影等后處理，進一步完成拼接信號反轉等處理得到完整的神經根圖像。在彌散成像中神經束表現為高信號，原理是基于神經束內的水分子在延垂直于軸突方向的擴散運動受到限制，使神經根呈高信號，同時抑制了不利于神經根觀察的軟組織等信號。圖像上表現為在整體除神經的其他結構信號被抑制的低信號背景下突出顯影的完整的、走形清晰的高信號神經根。王曉雯[6]對42位擬診為腰椎間盤突出癥的患者進行DWIBS序列及磁共振選擇性激發技術掃描，對神經及病變按照顯示情況分為四級，結果表明兩者在病變顯示方面無明顯差異，DWIBS有利于神經損傷的的定位。Kollmer[7]等使用多平面重組(MPR)、最大信號投影(MIP)等圖像后處理對腰骶神經叢進行多角度多維度的解剖覆蓋，對31個遺傳神經根病變患者及健康組神經根進行觀察，發現病變患者腰骶神經跟及大腿等周圍神經根的直徑及面積明顯減小，并且進行了形態學和微觀結構細節損傷的詳細定量。近期余琴琴等人[8]分別使用三種3D神經根成像序列觀察腰骶神經叢解剖細節，測量神經根及神經節直徑，發現DWIBS序列下神經根及神經節直徑與另外兩種相差甚遠，原因可能為神經根與周圍血管等結構信號對比度差，重建后對細節的顯示效果較差。國內學者[9]按照腰骶神經根顯示的完整性進行四分法評析幾種3D成像的圖像質量，發現DWIBS的評分顯著低于其他序列，差異有統計學意義，DWIBS序列冠狀位成像對于與髓核呈前后關系的受壓神經根顯示效果較差，MIP后處理的優勢一定程度上可以克服這個問題，但對受壓程度及角度的詮釋仍有所欠缺。

2 擴散張量成像

DTI能夠精確地展示水分子在不同方向上的擴散受限程度，可以對組織內水分子不同方向上的運動進行量化，生成圖像。FA：即各向異性分數，是DTI的一個重要參數，神經根的組織結構變化會影響FA值。FA值越接近1，說明神經纖維各向異性強，即在神經根成像中表示神經的走形完整，鞘膜完整，整體的水分子擴散方向性強。相反，如果FA值越接近于0的時候就說明神經纖維的走形不連續甚至無走形，神經纖維的鞘膜破壞失去的對水分子的限制作用，神經根內的水分子擴散失去一定的方向性接近無序[10]。李小龍[11]對29為單側神經根壓迫的患者分別在術前及術后進行DTI及疼痛的視覺模擬評分(VAS)，在此基礎進行肌電圖檢查，結果DTI神經根定位敏感性為92%，肌電圖定位敏感性為76%，患者術后的VAS明顯降低，表明DTI能夠準確的定位病變腰骶神經根，對其預后有提示作用，相較于其他序列有其不可替代的獨特優勢。崔浩[12]等對19名髓核摘除術后的患者進行DTI三維重建，記錄術后1 d、3 d、30 d、90 d責任神經根的FA值，發現責任神經根與健側神經根FA值有顯著差異，并且FA值與恢復天數相關性良好，同樣表明DTI對于LDH的精準化診斷及治療效果較好，但作者未選擇開放手術，術后減壓等效果較差，對患者的恢復進程可能會產生影響。Liang W[13]285個受壓腰骶神經根及285個反向正常神經根的分析中發現FA顯著降低，ADC值顯著升高，并且比較不同神經根節段結果，發現不同節段神經根的FA及ADC值范圍不同，DTI的異質性與神經根節段有關，也表明了DTI對于受壓神經根定位的價值。實際工作中DTI進行腰骶神經根成像時空間分辨率低，掃描時間較長，所以選擇性并不是最優。

3 磁共振脊髓水成像

1992年,學者首次報道MRM。通過重T2的方式，使用長TR和特長的TE,使組織與脊髓液的信號對比度大幅度增大，使腦脊液更加突出,即“水成像”,同時為了提高蛛網膜下的水成分顯像效果，采用頻率飽和的方式使脂肪飽和。MRM的圖像分析方式與早期的放射線脊髓造影相似，使硬膜下及神經根周圍的腦脊液突出，在表現上異常的硬膜囊或者神經根受壓都是以充盈缺損為主的一系列表現。MRM可以進行最大信號投影及多平面重組等后處理得到更多的信息。MRM的成像效果與脊髓的造影類似,同樣可以顯示椎間盤突出時受壓部分的改變。硬膜囊受壓時表現為柱狀的高信號脊髓液影局部不規整，同樣表現為各種形狀的充盈缺損，嚴重時甚至改變為整條高信號的中斷，神經根受壓則改變為高信號的神經根袖變細或中斷。傳統的X線椎管造影和CT脊髓造影有創且輻射量大基本被MRM所取代。KWON[14]對手術探查的椎管狹窄患者進行術前MRM檢查，發現神經根袖的成像質量平均評分為2.82分，對于L4～S1神經根狹窄的準確度及敏感度都90%以上，證明MRM能都清晰顯示硬膜囊及神經根袖等結構，能夠作為一種篩查方式。丁長偉[15]等人使用收集50位腰椎間盤突出癥患者，臨床體征定位為金標準，統計MRM及MRI與金標準的一致性，結果發現MRM的一致性為0.85，MRI為0.36，診斷準確度高于MRI，表明MRM能夠準確的判斷腰椎間盤的突出類型并且在定位受壓神經根上優勢顯著。國外專家[16]基于MRM對腰椎間盤突出患者進行術前詳細手術規劃的修改，由6位神經外科專家(3組)進行手術，發現基于MRM修改僅有31%的患者與原計劃相同，69%的患者將改變原有的手術計劃，術后的疼痛評估得到了顯著的改善(P≤0.001)，并且沒有證據表明MRM有過度評估的可能性，即結合MRM能夠有助于術前計劃的制定補充及術后的預后預期。以上的研究中都出現了MRM對于神經根節后的結構無法顯示的問題，原因為節后神經根袖內的脊髓液量少，無法支持神經根的顯影，對于極外側突出等特殊突出會造成假陰性或者臨床與影像不匹配的現象，另外MRM只是通過高信號的硬膜囊所表現的充盈缺損來間接的顯示責任椎間盤，即無法直接顯示突出間盤，所以應在常規掃描序列及臨床診斷的基礎下才可做出診斷。

4 磁共振選擇性激發技術

PROSET序列成像原理是利用水和脂肪的進動頻率差選擇拆分激發脈沖的方法，降低脂肪且凸顯水的信號，將激發脈沖分期，挑選劃分次數，脈沖之間水脂進行各自的進動釋放能量，直到相反相位進行下一個脈沖，脂肪的向量正好處主磁場方向，此時就達到了單獨激發水的目的。腰椎間盤突出癥受壓神經根在PROSET中表現為神經根腫脹、變細、走行異常及信號缺損中斷等，并且可通過觀察這些征象來監測神經根的損傷進展。神經根腫脹機制主要包括物理及化學兩方面，即受壓神經根的血管內膜通透性的改變，破壞了正常的過濾屏障，引起神經的腫脹，或者突出的髓核等刺激產生各種炎性因子繼而引發相關神經的炎性改變如腫脹變性。國外專家[17]使用PROSET序列及壓脂序列按照視覺分級分析分為5個標準(脂肪抑制、神經根可視化、主觀組織對比度等)，對腰骶神經根進行背板觀察，雙尾試驗表明，參數均數存在顯著差異(P=0.473)，并且在排除噪聲的所有情況下，水勵磁序列得分更高，使用PROSET序列可以清晰的觀察到神經節的最大徑以及變異，可以觀察到節后很長一段距離的神經根走形。Park SH[18]設計兩位放射診斷醫生在PROSET序列下及電生理下定位多發椎間孔狹窄患者的受壓神經根，PROSET序列診斷準確率為84.7%，82.6%，一致性為0.835，而電生理下兩位醫生準確率為69.6%，80.4%，表明PROSET是診斷多發性椎間孔狹窄癥狀性病變的一種穩定、有效的方法，能夠發現相應受壓神經根的壓跡或腫脹。馬寧強[19]對選擇性神經根阻滯及電生理測試定位為單側單一神經根受損的患者進行MRI及PROSET掃描，發現MRI掃描與臨床定位的一致性為0.885而MRI結合PROSET序列為0.901，PROSET的優勢在于能夠完整的全面的顯示神經根的走形及異常改變，并可評估神經根受壓的程度,降低假陽性假陰性，解釋了部分臨床癥狀與常規掃描表現不符合的情況。此外PROSET是水激勵成像，對腰骶神經根常見的囊性或者囊性為主的一些病變例如神經源性腫瘤、蛛網膜及神經根鞘囊腫的顯示也有天然獨特的優勢。但是PROSET也有一些缺點，成像時間較長，可能產生偽影[20]，另外軟組織的信號較高，不利于細小神經或者一些受壓的神經根的顯示。

綜上如今磁共振脊髓神經根成像技術飛速發展，通過數字化實現各種三維可視化技術通過不同序列從不同的角度顯示神經根的生理病理信息，對腰椎間盤突出癥患者的診斷有較大幫助。各種技術各有側重，臨床中應按實際情況選取。