MRI在周围神经病变中的应用进展

2019-01-07，，，，，

中国医学影像技术 2019年3期

，，，，，

(川北医学院附属医院放射科，四川南充 637000)

周围神经病变的诊治往往较为困难，常用评估方法为神经传导检查(nerve conduction studies， NCS)和肌电图(electromyography， EMG)等临床检查，虽然能提示周围神经潜在的病理生理学改变，但不能直观显示神经本身及其周围结构的细微变化，而电生理技术也难以评估局灶性病变。磁共振神经成像(magnetic resonance neurography， MRN)能够提高对周围神经病变的诊断准确率，可无创地直接显示周围神经损伤，同时具有较高的结构分辨率，甚至可达到单根神经束成像(束状成像)水平[1]。本文对MRI在周围神经疾病成像中的应用进展进行综述。

1 用于周围神经的MRI新技术

1.1 DWI DWI能够提供组织微环境内水分子的功能信息，可以显示水分子由细胞外向细胞内转移、细胞膜通透性的变化、细胞膜去极化功能受损等产生的影像变化，还能反映组织内细胞密度[2]。周围神经是高度各向异性的结构，适宜DWI，称之为扩散加权神经成像(diffusion weighted-based neurography， DWN)，通过简便快速的后处理即可准确显示周围神经的解剖结构。DWN采集速度快，覆盖面积广，后处理简便，可集成于常规序列中，适用于显示臂丛、腰丛等神经丛，同时可测量ADC值，从而定量评估神经受损程度[3]。

1.2 DTI DTI是基于DWI原理发展而来，可以评估水分子主要的空间运动方向。神经轴突的存在使神经元内水分子主要沿纵轴扩散，因此DTI可显示周围神经走行。目前DTI主要用于中枢神经系统的纤维示踪，在周围神经系统的评估中还处于研究阶段，主要集中于臂丛神经受损、上下肢神经卡压、周围神经肿瘤、脊髓型颈椎病等疾病[4]。ADC值、FA值是DTI评估神经病变的常用参数，可对受损神经微环境内水分子变化及神经纤维完整性进行评估；同时还可定量分析神经受损程度[5]。

1.3 扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging， DKI) 水分子在体内的扩散方式包括高斯运动与非高斯运动2种，多种基于水分子扩散运动的MRI可量化这2种类型的扩散，如DTI和DKI。特殊峰度参数的应用，使DKI具有观察髓鞘、轴突细微结构的潜能[6]。Anderssond等[7]采用9.4T MR扫描仪对雌性大鼠坐骨神经损伤模型研究发现，与未损伤神经相比，受损神经近端的平均峰度值显著升高。

1.4 扩散光谱成像(diffusion spectrum imaging， DSI) 扩散方向分布函数(diffusion orientation distribution function， dODF)为评估神经纤维束走行的常用算法，扩散位移概率密度函数(diffusion displacement probability density function， dPDF)是计算dODF的必要参数之一。DSI可将DWI信号数据与dPDF进行傅里叶变换，并以此精确量化dODF，进而精确量化水分子的扩散程度，使神经纤维得以显示。因其采用严格的数学公式和对体素内扩散动力学的全面描述，DSI被视为验证其他量化dODF方法的参考标准[8]。DKI和DSI是目前较为先进的神经成像手段。

1.5 其他MR序列周围神经病变诊断主要的难点之一是精确定位病灶解剖位置[1]。对周围神经结构的显示主要依赖T1WI，而信号改变则主要以液体敏感脂肪抑制重T2WI反映，常用序列主要包括快速反转恢复(turbo inversion recovery with magnitude， TIRM)序列、短时反转恢复(short tau inversion recovery， STIR)序列，可抑制神经周围的脂肪信号，从而更清晰观察神经受损情况，受损神经在T2WI上一般表现为高信号。

2 新型对比剂在周围神经病变成像中的应用

随着技术的发展，新型对比剂已在评价周围神经病变中发挥重要作用。当常规钆对比剂对受损周围神经显示效果欠佳时，新型对比剂如新型氟化钆化合物(gadofluorine M， Gf)、超顺磁性氧化铁颗粒(superparamagnetic iron oxide particles， SPIO)等[9-10]表现出良好的效果。

2.1 血神经屏障(blood nerve barrier， BNB)功能障碍Gf造影正常情况下，BNB能阻止循环系统中的体液因子及各种细胞进入神经系统。轴突损伤或急性脱髓鞘时，BNB会发生渗漏。常规Gd-DTPA对比剂对BNB损伤显示效果欠佳，原因可能是Gd对比剂循环较快而被快速洗脱。Gf是一种新型对比剂，对白蛋白具有高亲和力，能与大量的细胞外基质蛋白进行结合。BNB受损时，Gf自循环系统以被动扩散的方式进入退变的神经结构，研究[11]显示，结扎实验动物神经后注射Gf，在神经损伤48 h后Gf可进入远端的退化神经干，并在T1WI上产生明显对比，受损神经节段因而得以显示。Li等[12]通过研究大鼠模型，认为Gf还可用于检测损伤神经的再生情况。

2.2 神经炎症19F化合物造影常规MRI可大体显示由质子改变引起的组织变化，但目前尚无法特异性显示神经炎症。迄今为止，氢是最常应用于MRI或频谱分析的原子，因氢原子在组织中含量较高，基于氢原子的成像受正常组织高信号背景的干扰，使得神经炎症所致的局部异常信号与周围正常组织信号不能良好区分。利用组织内含量极低或不存在的原子进行成像，如19F，可以解决上述问题。天然丰度(元素丰度)低、高化学稳定性和良好的MRI敏感性使19F成为显示神经炎症的理想对比剂。炎症反应在各类神经损伤过程中起重要作用，活化的巨噬细胞等炎性细胞是免疫介导神经损伤的主要效应细胞。在神经炎性改变中，巨噬细胞因吞噬含19F的全氟碳乳剂(perfluorocarbon， PFC)而被标记，且其发射的氟信号可被MR扫描仪检测而获得显示，因此，使用含19F的PFC对比剂可直接显示神经炎症[13]。

2.3 神经炎症SPIO造影氧化铁纳米粒子具有多种形态，直径介于1～100 nm；直径为10～20 nm的氧化铁颗粒具有独特的磁性形式，称为SPIO。与常规Gd对比剂相比，相同浓度下，SPIO能更显著地缩短T1和T2。聚集在神经炎性病灶的巨噬细胞吞噬SPIO，此时巨噬细胞内的铁负荷可以被MRI检测到，从而用于显示神经炎症。一般情况下，组织中SPIO颗粒使T1WI呈高信号，T2WI和T2*WI呈低信号[9,14]。

3 MRI在周围神经病变中的临床应用

3.1 周围神经肿瘤周围神经肿瘤以神经鞘瘤及神经纤维瘤多见。神经鞘瘤起源于周围神经鞘的施万细胞，MR增强扫描常可显示其包膜完整，同时可见“靶征”“神经出入征”等特殊征象[15]。神经纤维瘤亦起源于周围神经鞘，属良性肿瘤，增强扫描明显强化。背景信号抑制全身DWI(DWI whole-body imaging with background body signal suppression， DWIBS)具有高SNR，无需使用对比剂即可清晰显示神经病变，检查方便快捷，且可全身成像，能在整体水平对病灶、尤其是多发神经肿瘤同时进行解剖定位，为进一步诊治提供更全面、完善的信息[16]。Chhabra等[17]认为DTI可观察神经纤维结构的受损程度，进而评估周围神经肿瘤的良恶性：良性周围神经瘤通常仅表现为神经错位或部分中断，而恶性肿瘤常导致神经纤维破坏。

3.2 周围神经损伤神经电生理检查难以评估臂丛、腰丛等周围神经损伤，而MRI适用于检查上述神经损伤。可采用1.5T或3.0T MR显示臂丛神经，常用序列包括STIR及Dixon序列，联合2D及3D技术，可直接显示神经断裂、增粗、纡曲等损伤后改变。臂丛神经损伤可影响节前段或节后段，当神经根与脊髓附着处被破坏时，可发生臂丛根性撕脱伤，表现为邻近脊髓水肿，T2WI信号改变；椎旁肌有强化是诊断神经根撕脱伤的另一特征，反映肌肉的神经支配中断[18]。腰丛神经病变可导致患者严重残疾，MRI是评估腰骶神经丛病变的重要工具之一，可明确受损原因，有助于选择相应的干预措施[19]；亦可用于术前评估神经丛的完整性以及受损神经定位等。

3.3 上肢神经卡压性病变腕管综合征是最常见的周围神经卡压性病变，正中神经在腕部受到压迫，受压部位神经变扁，T2WI信号升高。神经卡压时受压部位轴突完整性受损，对神经内自由水分子的扩散阻力减小，导致ADC值增大。Klauser等[20]认为腕管综合征患者受累神经的横断面积和FA值与健康受试者有显著差异，受累神经显著增粗，FA值降低。也可通过鱼际肌信号变化评估腕管综合征患者正中神经卡压情况。神经卡压后，鱼际肌会继发不同程度萎缩，其程度与电生理诊断结果显著相关[21]。MRI对于评估腕管综合征解压术后神经功能的恢复情况也有一定价值。

3.4 下肢神经卡压综合征下肢神经卡压综合征主要指各种原因导致的坐骨神经卡压。对于血管压迫性坐骨神经卡压，MRI可显示压迫坐骨神经的曲张静脉，并指导进一步诊治。梨状肌综合征也是导致坐骨神经痛的主要原因之一。在梨状肌综合征患者，常规MRI通常显示患侧梨状肌较健侧增粗、炎性改变，压迫邻近坐骨神经，受累神经信号不均匀、增粗。DWI、DTI、PWI等功能MRI可用于观察梨状肌综合征病情的发生、发展，评估相应梨状肌内水分子的扩散状况。Wada等[22]利用DTI评估梨状肌综合征患者，发现无症状患者双侧坐骨神经的FA值及ADC值无明显差别，而有症状患者患侧坐骨神经FA值显著减低，ADC值增高。下肢神经卡压综合征的临床症状有时与腰椎间盘源性神经根性疼痛难以区别，DTI对二者鉴别及评估腰椎间盘突出症患者神经根受累情况具有重要价值[23]。吴文骏等[24]对兔坐骨神经卡压模型的研究表明，可以利用DTI显示坐骨神经的连续性以及坐骨神经卡压后的继发性改变。

3.5 横纹肌溶解症横纹肌溶解症是可危及生命的疾病，其特点为骨骼肌溶解，受累肌肉体积增大、水肿，进而引发急性肌间隔综合征，导致周围神经发生压迫性或缺血性损伤；其常见MRI表现包括肌肉内出血、斑点状强化等。同一肌间隔内多发肌肉受累与相应周围神经病变进展具有相关性，因此肌间隔内病变情况可视为周围神经病变发展的预测因素[25]。DWI和DTI可检测肌肉缺血，鉴别正常神经与受损神经，但如何准确评估横纹肌溶解症患者周围神经病变发展的预测因素尚有待进一步研究。

3.6 肌肉去神经支配后MRI改变 Polak等[26]研究表明肌肉急性去神经支配后T2延长。神经损伤后48 h内，去神经支配肌肉的T2WI信号增高，峰值约在2～4周后出现，因此可根据相关肌肉信号的改变大体判定受损神经，并缩小鉴别诊断范围。DTI在评估周围神经系统病变引起继发性肌骨系统改变中也有一定价值，Ha等[27]应用DTI对大鼠进行研究，发现去神经支配骨骼肌的FA值显著低于对照组。