MR T2WI显示实验兔坐骨神经损伤

陈灿灿，戴 迪，吴献华，周学军，王秀彬*

(1.南通大学医学院研究生院，江苏 南通 226001；2.南通大学附属医院影像科，江苏 南通 226001)

MR可多平面成像，软组织分辨力高，是诊断周围神经病变的首选影像学检查方法[1-3]。DTI在显示神经细微结构方面具有一定优势[4-5]，但其图像分辨率较低，且成像时间长。T2W成像时间短，图像分辨率高，对磁场不均匀性不敏感，是临床最常用的扫描序列。本研究建立兔坐骨神经夹伤模型，观察T2WI神经信号改变，探讨MRI信号、病理学改变与神经功能的关系。

1 材料与方法

1.1 实验动物 选取20只清洁级新西兰大白兔(南通大学动物实验中心提供，许可证号SCXK2017-0046)，雌雄不限，月龄5～9个月，体质量2.4～3.0 kg，平均(2.68±0.13)kg。

1.2 坐骨神经夹伤模型建立 以3%戊巴比妥钠1 ml/kg经耳缘静脉注射麻醉，麻醉成功后，将实验兔侧卧位保定于手术台上，以右下肢为坐骨神经夹伤侧。沿右侧大腿上段股骨背侧行纵向切口，暴露股二头肌，钝性分离肌间隙并游离坐骨神经，在坐骨结节下约2 cm处以16 cm夹持钳垂直钳夹神经至3扣，持续30 s，然后缝合伤口。以左下肢为对照侧，游离坐骨神经后即缝合切口。

1.3 MR扫描 将20只模型兔随机分为5组，每组4只，分别于建模后3天、7天、2周、3周和4周行MR扫描。采用GE signa HDxt 3.0T超导型MR扫描仪，8通道膝关节线圈。应用自制模具将实验兔双腿弯曲至与身体成直角，左侧卧位保定于膝关节线圈中，行冠状位T2脂肪抑制快速恢复自旋回波(T2 fat suppression fast recovery fast spin echo，T2 fs FRFSE)序列扫描，TR 2 000 ms，TE分别为30、60、90 ms，层厚2 mm，层间隔0，FOV 13 cm×13 cm，矩阵192×160。

1.4 图像分析 采用GE AW4.5后处理工作站，选择冠状位T2 fs FRFSE图像坐骨神经正中长轴层面，于神经夹伤远端、近端0.5 cm及对照侧分别设置3个ROI，面积约12 mm2，测量信号强度(S)，取其平均值；同时测量同一层面邻近肌肉组织信号强度(SM)，计算神经肌肉信号强度比(SIR)，SIR=S/SM；测量对侧坐骨神经信号强度(SC)，根据公式：ΔS=(S-SC)/SM[5]，计算夹伤神经远端相对信号强度(ΔS)[6]。

1.5 神经功能评估 MR扫描前后，以改良Tarlov及张趾反射评分法[6]评估实验兔下肢神经功能。改良Tarlov评分：4分，可正常行走，步态正常；3分，按压足部有明显抵抗，行走不稳；2分：按压足部无明显抵抗；1分：针刺足部见细微反应；0分：受伤肢体瘫痪，针刺无反应。张趾反射评分：4分，脚趾展开达正常水平；3分，脚趾展开程度小于正常；2分，脚趾可轻微展开；1分，脚趾完全不能展开。两项得分之和为实验兔神经功能评分。

1.6 病理学检查 MR扫描完成后每组随机处死2只实验兔，取出患肢神经夹伤远端和近端坐骨神经组织，长度约5 mm，以4%多聚甲醛固定，24 h后固定液更换为15%蔗糖溶液，待组织完全下沉后以30%蔗糖溶液脱水。取出组织行冰冻切片，切片厚度为10 μm，烘干后行常规HE染色，于光镜下观察。

1.7 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。正态分布计量资料以±s表示。采用单因素方差分析比较不同时间点夹伤侧与对照侧的SIR值，两两比较时，方差齐性采用LSD法，方差不齐采用DunnettsT3法。采用χ2检验比较不同TE时间图像对坐骨神经损伤的显示率。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

T2 fs FRFSE图像上，正常坐骨神经为平滑的条状结构，粗细均匀，直径约7 mm，与周围肌肉相比呈稍高信号；神经主干及分叉显示清晰，与兔坐骨神经解剖图一致(图1)。

2.1 夹伤后坐骨神经T2WI变化 夹伤后3天，夹伤神经远端肿胀增粗，信号增高，周围组织水肿；夹伤后7天信号持续升高，神经扭曲变形；夹伤后2周上述变化达到顶峰；3～4周后神经信号及形态逐渐恢复(图2)。坐骨神经近端夹伤后3天见轻微信号增高，7天后逐渐恢复正常。对照侧神经信号及形态无改变。

TE=30、60、90 ms图像对坐骨神经夹伤的显示率分别为85.00%(17/20)、95.00%(19/20)、95.00%(19/20)；TE=90、60 ms的图像显示率高于TE=30 ms的图像(χ2=4.40、4.43，P<0.05)。

不同TE图像中，坐骨神经远端夹伤侧SIR各时间点差异均有统计学意义(P均<0.05)，两两比较不同时间点差异均有统计学意义(P<0.05)；坐骨神经近端夹伤侧SIR各时间点总体差异均有统计学意义(P均<0.05)，两两比较除3天与7天、2周、3周、4周外(P均<0.05)，余差异均无统计学意义。

不同时间点图像中，坐骨神经近端及远端夹伤侧TE=90、60、30 ms图像SIR总体差异均有统计学意义(P均<0.05)，两两比较除TE=90、60 ms与TE=30 ms的图像外(P均<0.05)，余差异均无统计学意义。

同一TE图像同一时间点，夹伤近端、夹伤远端、对照侧总体比较差异有统计学意义(F=28.45，P<0.05)，两两比较示除坐骨神经夹伤后3天近端SIR大于对照侧(P<0.05)，夹伤远端SIR大于夹伤近端和对照侧(P<0.01)外，余两两比较差异均无统计学意义，见表1。不同TE图像中，夹伤远端坐骨神经ΔS在夹伤后3～7天逐渐升高，2周达到峰值， 3～4周开始下降(表2)。

2.2 坐骨神经夹伤后肢体功能变化 夹伤后7天，实验兔坐骨神经夹伤侧均出现张趾功能消失、局部皮肤炎症及溃疡、运动功能障碍、踝下垂、后肢离地；2周后10只实验兔出现趾甲脱落；3～4周后溃疡消失，后肢可轻微触地，有轻微张趾反射。对照侧肢体行动灵敏，张趾功能正常。神经功能评分见表3。

表1 实验兔坐骨神经夹伤远端、近端及对照侧不同时间点SIR值(±s)

表1 实验兔坐骨神经夹伤远端、近端及对照侧不同时间点SIR值(±s)

部位夹伤后3天夹伤后7天夹伤后2周夹伤后3周夹伤后4周夹伤远端 TE=90ms3．06±0．183．56±0．254．08±0．332．95±0．282．67±0．14 TE=60ms2．86±0．313．14±0．623．30±0．512．41±0．282．39±0．03 TE=30ms1．80±0．201．94±0．102．16±0．321．83±0．041．67±0．06夹伤近端 TE=90ms2．25±0．222．01±0．841．83±0．071．91±0．221．87±0．11 TE=60ms2．14±0．351．79±0．381．52±0．091．52±0．371．58±0．12 TE=30ms1．51±0．071．11±0．051．25±0．081．19±0．191．09±0．05对照侧 TE=90ms1．69±0．181．79±0．511．77±0．301．83±0．211．82±0．09 TE=60ms1．34±0．081．59±0．351．36±0．151．52±0．151．57±0．15 TE=30ms1．16±0．081．12±0．091．19±0．071．15±0．081．11±0．03

表2 实验兔坐骨神经夹伤远端ΔS变化情况(±s)

表2 实验兔坐骨神经夹伤远端ΔS变化情况(±s)

TE时间夹伤后3天夹伤后7天夹伤后2周夹伤后3周夹伤后4周90ms1．15±0．371．28±0．641．66±0．331．16±0．010．91±0．0860ms1．01±0．271．14±0．081．44±0．200．90±0．010．85±0．1530ms0．70±0．290．73±0．120．84±0．090．59±0．410．52±0．09

表3 实验兔坐骨神经夹伤侧和对照侧神经功能评分情况(只)

图1 实验兔正常坐骨神经表现 A.T2 fs FRFSE图像； B.解剖图 (箭示坐骨神经) 图2 实验兔坐骨神经夹伤的T2 fs FRFSE图像(TE=90 ms) A.夹伤后3天； B.夹伤后7天； C.夹伤后2周； D.夹伤后4周

图3 实验兔坐骨神经夹伤后病理图(HE，×200) A.对照侧； B～E.依次为坐骨神经夹伤远端损伤后3天、7天、2周和4周； F.坐骨神经夹伤近端损伤后7天

2.3 坐骨神经夹伤的病理学改变 夹伤侧坐骨神经夹伤后3天，夹伤远端轴索水肿，髓鞘断裂，神经纤维变性；夹伤后7天，轴突细微肿胀、局部髓鞘崩解、神经呈现空泡变性、神经纤维稀疏；夹伤后2周大量髓鞘溶解，空泡变性严重，神经纤维愈加稀疏；夹伤后3～4周部分髓鞘崩解物质被吸收，轴索持续变性，可见神经纤维再生。神经夹伤近端见细微的轴突变性，髓鞘断裂。对照侧神经纤维排列规则紧密，染色均匀。见图3。

3 讨论

3.1 MR T2 fs FRFSE图像显示坐骨神经的可行性 MRI软组织分辨力高，可清晰显示外周神经的细微结构，目前已广泛用于评价外周神经损伤。李新春等[7]采用1.5T MR扫描仪，发现T1WI、T2WI均可清晰显示臂丛节后神经。周翠屏等[8]发现T2WI可以准确显示兔坐骨神经损伤及其形态变化。DTI序列利用水分子各向异性弥散的原理，对外周神经进行成像，使MR外周神经成像进展到功能成像领域[9-12]；但DTI多采用单次激发平面回波序列，对磁场均匀度要求较高，易造成图像失真。T2 fs FRFSE成像可抑制神经鞘膜周围的脂肪信号，消除脂肪引起的化学位移伪影，清晰显示外周神经及病变。本研究结果表明，实验兔坐骨神经损伤在T2 fs FRFSE上信号增高，神经肿胀，与侯仲军等[13]报道一致。

3.2 实验兔坐骨神经损伤后T2WI表现 Shen等[14]发现实验兔坐骨神经损伤后T2值升高，损伤2周达高峰，后逐渐恢复正常，其T2值的变化与肢体功能相关。Yamasaki等[15]研究发现实验兔坐骨神经挤压伤后T2WI信号随损伤时间而变化，与肢体神经功能恢复程度明显相关。本研究实验兔神经夹伤后主要表现为T2WI信号增高、周围组织水肿、神经肿胀并扭曲变形；神经夹伤远端SIR明显高于对照侧，与病理变化一致；神经损伤近端SIR仅在损伤后3天有轻微改变，1周后恢复正常，但此时病理学仍显示异常，可能MRI尚难以分辨细微损伤。损伤后3天～4周，夹伤侧TE=90、60 ms的T2 fs FRFSE图像显示率及神经夹伤远端和近端的SIR均高于TE=30 ms图像，提示TE选择90、60 ms时显示神经损伤更敏感。

3.3 实验兔坐骨神经损伤T2WI信号变化与病理学、神经功能改变的关系 本研究发现神经夹伤远端SIR和ΔS随时间推移而变化，损伤后3～7天时，SIR和ΔS显著升高，此时病理主要表现为髓鞘开始逐渐崩解，实验兔张趾功能基本丧失；2周时SIR和ΔS升高达到峰值，主要由髓鞘大量崩解所致，此时实验兔张趾功能完全丧失；3～4周时SIR和ΔS逐渐恢复，病理检查可见神经纤维再生，实验兔可有轻微张趾反射。实验兔坐骨神经损伤后SIR和ΔS随时间的变化与病理学及神经功能的变化相对应，与既往研究[6]相似，提示可根据SIR和ΔS变化评估实验兔神经损伤程度。

综上所述，T2 fs FRFSE序列可清晰显示实验兔坐骨神经损伤；通过SIR和ΔS值的变化，可在一定程度上评估实验兔外周神经损伤。

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