MR选择性激励技术(PROSET)在诊断脊神经根病变中的应用

腰骶部脊神经根病变常引发相应的神经症状,而如何直观清晰地显示腰骶部脊神经根一直是影像学的难题。PROSET(princip le of selective excitation technique)序列是一种较新的MR成像技术,是将频率及空间选择性脉冲应用于三维快速梯度回波,获得高质量影像,主要应用于神经根、关节软骨、胰腺及血管成像[1]。在神经根成像方面,进一步补充了脊髓MR断面影像信息,提高了诊断能力。2007年 11月至2009年8月,我们回顾性分析应用PROSET序列进行正常和病变腰骶部脊神经根冠状面成像,结合最大信号强度投影(M IP)三维重建技术,以提高PROSET序列显示脊神经根的水平。

1.材料和方法

1.1 一般资料 PROSET成像62例,其中正常志愿者15例作为对照组;腰椎间盘突出症37例,神经源性肿瘤3例、骶管内囊肿和蛛网膜囊肿5例,转移瘤2例,作为观察组。对照组男9例,女6例;年龄25～48岁。观察组男29例,女18例;年龄25～75岁,平均年龄50岁。主要临床症状:腰痛伴放射痛36例、下肢麻木27例、单纯腰痛5例、下肢无力并感觉减退2例。腰椎间盘突出症30例均进行髓核摘除术,其中术后不同时期行M R检查12例。所有受检者在常规M RI腰椎检查后,采用PROSET成像技术,加做冠状面脊神经根成像。

1.2 成像技术 使用Philips Achieva 1.5T双梯度磁共振成像系统,脊柱相控阵线圈(包括3～5个线圈单元)。技术参数:TR 33m s,TE 14m s,翻转角8°,信号采集次数3,视野25cm ×25cm,矩阵252×512,层厚1.0 mm,层间距重叠1mm,层数40,时间8min。预饱和为上、下、左、右,有时加前、后。将采集到的原始图像在工作站上进行3D M IP重建。

1.3 MR的影像学分析 首先观察脊神经根正常形态和走行,再由2名有经验的医师对观察组PROSET图像进行分析,观察病变与脊神经的关系。

2.结果

2.1 正常腰脊神经根成像共15例 PROSET图均清楚地显示出硬膜囊、脊膜套袖、硬脊膜鞘的外形,脊神经根的节内段、神经节和部分节后段的走行显示清晰。周围脂肪组织的信号被抑制成为低信号背景,硬膜囊和脊神经根鞘呈高信号,二者对比明显。PROSET图像对神经根的显示是完整和真实的。重建后的M IP图像虽可以观察到各种不同角度的神经根立体影像,但其图像不及原始图像清晰,应与原始图像结合对照,增加对神经根及其周围结构的识别能力(图1,2)。

2.2 椎间盘突出症37例 PROSET图像表现:①神经根鞘袖截断或变形,信号明显减低;②神经根鞘走行改变征象,包括神经根鞘袖抬高、移位等,但不伴其内脑脊液信号改变等;③硬膜囊的受压改变,硬膜囊呈弧形压迹。在37例腰椎间盘突出症患者中,中央型6例;侧旁突出型24例,其中右侧旁突出型8例,左侧旁突出型16例。37例椎间盘突出,其中27例仅1个椎间盘突出,5例同时2个椎间盘突出。27个椎间盘突出仅单根神经根受累,累及与椎体相同序数或下一椎体的神经根,5个椎间盘突出表现为2根神经根受累,可以为双侧神经根同时受累,或同侧上下2根神经根同时受累。5个椎间盘突出仅见硬膜囊受压,而无神经根受累(图3,4)。术后行PROSET成像12例,显示患者神经根鞘袖外观及走行均基本恢复正常,或神经根鞘袖内脑脊液充盈明显增多、信号增强,硬膜囊受压消失。

2.3 骶管囊肿和蛛网膜囊肿5例 PROSET图像能够更清晰显示囊肿的大小、形状、与神经根的关系。神经周围囊肿表现为囊肿呈均匀的高信号,中等信号的脊神经紧贴囊壁。而神经根袖扩张的图像能观察到在高信号的囊液中可见中等信号的脊神经根。MIP图像可从不同的角度旋转观察囊肿与神经根的关系(图5)。

2.4 神经源性肿瘤3例 PROSET图像可显示肿瘤形态及其沿神经根走行的表现,并且可清楚地观察到肿瘤穿过椎间孔的表现(图6,7)。

2.5 转移瘤2例 PROSET图显示病变与脊神经关系密切,可清楚地观察到脊神经受侵犯程度(图8,9)。

3.讨论

3.1 技术原理 PROSET序列是较新的M R成像技术,PROSET技术中采用的频率及空间选择性激励脉冲是为分离水与脂肪的磁化向量而设计的层选二项式射频脉冲,利用水和脂肪进动的频率差达到选择性激励的效果。最常用的选择性激励脉冲是121二项式90°脉冲,由(22.5°,45°,22.5°)三个分离脉冲组成。其水激励成像原理为:第一个22.5°脉冲使水与脂肪的磁化向量同相,进动角度相同;弛豫中,二者的相位差不断增加,直到反相位时加45°脉冲,使水与脂肪的横向磁化向量重聚,而此时二者的进动角度已不同,当二者再度反相时,加下一个22.5°脉冲,使水只具有横向磁化向量而脂肪仅剩下纵向磁化向量,因此,只有水产生磁共振信号。应用于关节软骨者国内外报道较多,而应用于神经根者报道较少。PROSET图像特征为在脂肪、椎体(因含黄骨髓)为低信号,椎管硬膜囊、神经根、椎间盘、腰大肌等显示为强度不等的高信号。经MPR、M IP处理,结合原始图像,可清晰显示脊神经根的形态,获得良好的神经根节内段、神经节及部分节后段走行,并能清晰显示椎旁小静脉,因此对于观察脊神经根症状疾病如椎间盘突出、外伤、结核、肿瘤、蛛网膜囊肿、脊神经根炎等都有长足进步,对揭示神经根病变部位及病因具有独特优势[1～3]。

3.2 腰骶部脊神经根PROSET图像特点 所获得的PROSET图像中背景脂肪信号被抑制,硬膜囊和脊神经根呈高信号,清楚显示硬膜囊、脊膜套袖、硬脊膜鞘外形及脊神经根的节内段、神经节和部分节后脊神经纤维的走行,脊神经前、后根分辨不清[4,5]。

3.2 PROSET在诊断脊神经根病变中的应用 椎间盘突(膨)出是腰骶部好发疾病,根据髓核突出的位置、程度、方向、退变程度、与神经根的关系及不同的影像学检查,有多种分类方法,北美脊柱协会分为椎间盘膨出、椎间盘突出、椎间盘脱出及游离型。突出又以椎间盘疝出物突出的方向分为:中央型及侧旁型、椎间孔型,都有不同程度压迫神经根的临床症状。常规CT或MRI对病变的显示有其优势,但都不能提供神经根鞘受压移位的全貌。本组椎间盘突出37例,发现PROSET原始图像能清晰显示硬膜囊缘的椎间盘压迹,局部神经根鞘受压向侧方移位,椎旁小静脉增粗迂曲,局部椎管狭窄等表现。通过不同角度观察髓核突/膨出的位置和局部神经根鞘受压,有利于解释临床症状与常规CT及MRI等影像表现不符现象。PROSET图像能为手术提供直观的影像表现,明确责任椎间盘病变对脊神经根压迫的情况,并对术后神经根及硬膜囊受压有一直观判断,尤其对一些椎间孔型更有优势,而常规M RI是通过腰椎管脂肪线被突出的间盘截断,硬膜外脂肪移位,侧隐窝前、后径缩短等间接征象做出对脊神经根压迫的诊断的。本组有12例术后行PROSET成像,显示神经根鞘袖外观及走行均基本恢复正常,或神经根鞘袖内脑脊液充盈明显增多、信号增强,硬膜囊受压消失。

骶管内囊肿的病理解剖类型分2类:一类为神经周围囊肿,囊肿与蛛网膜下隙不通;另一类为神经根袖扩张,与蛛网膜下隙相通。5例PROSET原始图像能清楚地显示脊神经根鞘明显增粗的形态和囊肿所处的具体部位,明确囊肿的类型。重建图像还能多方位观察囊肿的大小和走行。

在显示神经源性肿瘤和转移瘤方面,PROSET亦具有优势。神经纤维瘤3例和转移瘤2例的ROSET原始图像显示脊神经节内段、神经节或部分节后段与肿瘤的关系,可清楚地观察到神经纤维的受压侵犯表现,为手术治疗提供更详细的资料。

综上所述,PROSET序列无创伤,无需对比剂,经济有效,获得的原始图像和重建图像能清晰显示脊神经根形态,结合常规矢状位、横断位MR图像对显示腰骶神经根病变部位及病因具有独特优势,能为临床诊治腰骶神经根病变提供进一步影像学依据。

[1] 李春梅,宦怡,赵海涛,等.M RH PROSET序列在腰骶神经根病变中的应用.临床放射学杂志,2005,24(10):858

[2] Scott W.M agnetic resonance imaging of the brain and spine.Third edition.Lippincott Williams&Wilkins. 2002,15:282.

[3] 常英娟,魏光全,宦怡,等.磁共振PROSET技术在诊断脊神经根病变中的价值.实用放射学杂志,2004,20(5):454

[4] 蹇朴,曾南林,蹇素,等.磁共振3D-FIESTA序列对L1～L5,脊神经解剖的研究.中国医学计算机成像杂志,2006,12(3):196

[5] 邓先波,孔祥泉,刘定西.正常人脊髓圆锥位置和马尾神经的M RI研究.临床放射学杂志,2007,26(6):548