兔视神经磁共振成像与大体解剖的对照分析*

梁申芝,朱 豫#，杨子涛，程敬亮

1)郑州大学第一附属医院眼科 郑州 450052 2)郑州大学第一附属医院磁共振科 郑州 450052

兔视神经磁共振成像与大体解剖的对照分析*

梁申芝1),朱 豫1)#，杨子涛2)，程敬亮2)

1)郑州大学第一附属医院眼科 郑州 450052 2)郑州大学第一附属医院磁共振科 郑州 450052

#通讯作者，男，1957年5月生，博士，教授，主任医师，研究方向：眼外伤与眼眶病， E-mail：13673666718@163.com

兔；视神经；磁共振成像

目的：通过兔视神经大体解剖与磁共振影像的对比，探讨兔视神经磁共振成像效果，为视神经病变的磁共振诊断提供实验依据。方法采用3.0 T磁共振仪对12只正常兔视神经进行高分辨磁共振扫描和Mn2+增强扫描，并与兔视神经大体解剖进行对照分析，观察视神经的扫描效果。结果兔视神经自眼球后极部发出后呈水平方向走行，双侧视神经眶内段夹角约为135.5°，在接近颅脑中轴线部位双侧视神经并行后形成视交叉。高分辨磁共振能够清晰显示兔视神经各段的解剖结构，Mn2+增强能够全程显示视神经走行、视交叉、外侧膝状体及上丘结构。结论磁共振能够清晰显示兔眼视神经的走形及解剖结构，与大体解剖具有良好的一致性。

目前，磁共振成像(MRI)用于视神经损伤的临床诊断尚未完全成熟。借助于实验动物，可以进行一些前期的对照研究。由于兔眼的解剖特点，使得兔成为眼科临床及基础常用的实验动物。视神经损伤的研究多集中在组织病理学改变[1-4]。作者对兔视神经大体解剖和MRI进行对照分析，报道如下。

1 材料与方法

1.1实验动物选用成年清洁级健康日本大耳白兔12只(郑州大学实验动物中心提供)为研究对象，雌雄不限，体重2.0～3.0 kg，排除眼部疾病，室温饲养，自由摄取水和食物。

1.2实验动物分组与处理采用盐酸赛拉嗪注射液按0.15 mL/kg进行肌内注射麻醉，麻醉成功后将兔固定于自制固定架，采用膝关节线圈行兔眼部MRI扫描。扫描完成后,将12只兔按随机数字表分为2组，每组6只。A组左眼为实验眼，右眼为对照眼；B组双眼均为实验眼，分别对2组实验眼行玻璃体腔内药物注射:采用消毒后的微量进样器于动物眼球上方距角巩膜缘1.0～1.5 mm处斜向后下方进针，注射25 μL 40 mmol/L MnCl2，于瞳孔直视下观察针尖，避免损伤晶状体。完成玻璃体腔注药后送动物房饲养24 h后再次麻醉，行兔眼Mn2+增强MRI扫描。成像设备为3.0T Siemens超导型MRI扫描仪，采用8通道膝关节线圈，取俯卧位脚先进方式，以眼为扫描中心进行三维立体成像。扫描分别采用T1加权三维容积内插快速扰相梯度回波序列(3D-VIBE)和T2加权三维双回波稳态进动序列(3D-DESS)进行高分辨扫描。各序列参数如下：T1WI，TR 13.5 ms，TE 6 ms，视野(FOV)100 mm×100 mm，矩阵238×256，翻转角15°，层数160 层，层厚0.5 mm，层间距为0，激励次数为 6；T2WI，TR 13.5 ms，TE 5.2 ms，FOV 76 mm×98 mm，矩阵350×512，翻转角90°，层数160层，层厚0.5 mm，层间距为0，激励次数为 6。Mn2+增强MRI扫描采用T1加权三维快速小角度激发序列(3D-FLASH)。扫描参数如下：TR 10.0 ms，TE 3.6 ms， FOV 100 mm×100 mm，矩阵238×256，翻转角15°，层数 160层，层厚0.5 mm，层间距为0。获得的数据上传至仪器自带的SYNGO影像工作站，高分辨扫描序列结果进行三维图像重建，Mn2+增强扫描结果采用最大强度投射法(maximum intensity projection, MIP)对所采集图像进行轴位重建(层厚8.00 mm，层间距3.00 mm)。扫描完毕后采用过量麻醉法处死，行眼部解剖，观察视神经形态及走形。

2 结果

2.1兔视神经大体解剖兔视神经起自眼球后极部上方，贴近巩膜下行，然后转折90°呈水平方向走行，至接近颅脑中轴线处，经一透明软骨样骨板孔转为垂直走行，双侧视神经进入颅内并行形成视交叉(图1A)。视神经从眼球到视交叉全长15～17 mm，平均16.5 mm, 直径约1.5 mm。双侧视神经眶内段夹角约为135.5°，双侧视神经颅内并行段长约4.5 mm、宽约2.6 mm，视交叉长约2.4 mm。双侧视神经由各自的硬脑膜和软脑膜形成鞘膜包绕，并行至视交叉后鞘膜融合，包绕视交叉(图1A)。

2.2兔视神经MRI高分辨MRI显示：兔视神经T1WI呈中等信号， T2WI呈中等稍强信号，与脑白质信号一致。神经自眼球后极部发出，呈水平走形“对冲”样向中轴线移行(图1B)，行至中轴线骨孔样结构后转为并行，并行后形成视交叉(图1C)。Mn2+增强成像：采用MIP对所采集图像进行轴位重建，T1WI视神经呈高信号，A组左眼玻璃体腔注药后24 h可清晰显示左侧视神经、视交叉和右侧外侧膝状体、上丘，而右眼视神经和左侧外侧膝状体、上丘未见明显显示(图1D)；B组双眼玻璃体腔注药后24 h双侧视神经、视交叉及双侧外侧膝状体、上丘均能清晰显示(图1E)。利用减影技术对MIP重建后图像进行处理，能够立体显示视神经的空间走形(图1F)。

图1 兔视神经解剖图和MRI结果

A:兔视神经解剖图[1、2、3分别为双眼视神经并行段、视交叉、硬脑膜和软脑膜形成鞘膜(已切开)]；B:兔眼冠状位MRI显示视神经眶内段(呈中等信号)；C：兔眼冠状位MRI显示视神经颅内段(并行走行)；D：兔左眼玻璃体腔注射Mn2+后视神经MIP图(全程显示左侧视神经、视交叉、右侧外侧膝状体和上丘，1、2、3、4分别为视神经、视交叉、外侧膝状体和上丘)；E：兔双眼玻璃体腔注射Mn2+后视神经MIP图(全程显示双侧视神经、视交叉、外侧膝状体和上丘， 1、2、3、4分别为视神经、视交叉、外侧膝状体和上丘)；F：兔双眼视神经MIP图(从背面和腹面显示视神经的立体空间走形)。

3 讨论

视神经是中枢神经系统的一个重要组成部分。由于视神经直径和走形的特殊性，影像学诊断很难显示和评估。MRI具有软组织分辨力高、空间校准精确、拥有多种序列、多平面重建等优势, 是公认的显示人视神经及球后组织解剖细节的首选影像学方法[5-7]。

动物的等级愈高，眼位愈向前，因而偏斜角愈小；动物等级愈低，其偏斜角愈大[8]。作为低等哺乳类动物，兔眼眶位于头颅两侧,眶口朝向外侧偏前,两眼眶轴夹角160°～175°,平均约165°[9]。由于兔眼较大的眶轴夹角，因而双侧视神经夹角也偏大。该实验中作者测量兔双侧视神经眶内段夹角平均为135.5°，而人由于眼眶位于头颅前方，双侧视神经夹角为(65.6±8.5)°[10]。兔双侧视神经没有各自独立的视神经管，而是经颅脑中轴线一骨孔结构后由水平走向转为垂直走向，在颅内并行约4.5 mm后形成视交叉；MRI冠状位显示视交叉前并行段视神经间仅由极薄的硬脑膜和软脑膜组成的鞘膜相隔。

兔视神经直径约为1.5 mm，采用常规序列无法清晰显示视神经的形态结构，且视神经走行在立体空间上呈向后内下方向走行，从轴位或冠状位都无法完全显示视神经全程。3D-VIBE序列能在层面较薄时保持较高的信噪比；3D-DESS序列是一种特殊的稳态进动序列，其在同一TR时间内采集两种回波信号，这两种信号融合后进行图像重建，获得信噪比较高且T2权重较大的图像[11]。该实验中应用3D-VIBE和3D-DESS序列，扫描层厚为0.5 mm，尽管扫描层厚较薄但得到了具有较高空间分辨率和信噪比的图像，同时应用三维成像各向同性的特点，可沿视神经走行方向任意重建，尽可能显示视神经全程。

视神经走行于眼眶狭小的骨性空间，周围被窦腔围绕，这些结构影响视神经的清晰成像，至今视神经成像未能成熟应用于临床。Mn2+与Ca2+具有生理相似性，通过竞争Ca2+通道从而替代Ca2+在神经细胞间和(或)细胞内传递[12]，且因为Mn2+的顺磁性作用能使T1加权MRI信号强度增加，从而可以在MRI上清晰显示神经传导过程[13-14]。该实验中作者利用了这一特性，在玻璃体腔内注入MnCl2，注药后24 h，T1加权像视神经呈高信号，采用MIP技术兔视神经、视交叉、外侧膝状体、上丘均能清晰完整显示。

应用高分辨MRI及Mn2+增强扫描可以清晰显示兔视神经的解剖结构及走行，且图像与大体解剖具有较好的一致性，为人眼视神经MRI成像研究提供了参考和帮助。

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(2013-12-14收稿 责任编辑徐春燕)

Comparative study of MRI and gross anatomy of rabbit optic nerve

LIANGShenzhi1),ZHUYu1),YANGZitao2),CHENGJingliang2)

1)DepartmentofOphthalmology,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052 2)DepartmentofMRI,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052

rabbit; optic nerve; MRI

Aim: To observe the feasibility of MRI of rabbit optic nerve by comparing with the gross anatomy. Methods: Twelve rabbit optic nerves underwent high resolution scan and manganese enhanced scan by MRI with 3.0 Tesla system. The results of MRI were compared with the gross anatomy of rabbit optic nerve. Results: The optic nerve of rabbit emerged from the posterior surface of the global, traveled horizontally in intraorbital segment with the angle 135.5° between bilateral optic nerves, paralleled in intracranial segment, and formed the optic chiasma. MRI with high-resolution could display the anatomical structures of rabbit optic nerve. Mn2+enhanced scan could clearly reveal the optic nerve, optic chiasma, lateral geniculate body and superior colliculus. Conclusion: MRI with high-resolution well displays the shape of rabbit optic nerve, which fits with the gross anatomy.

10.13705/j.issn.1671-6825.2014.06.024

*卫生厅重点项目 201202012

R774.7