3.0T磁共振在正常志愿者腓总神经测量中的应用研究

季丹， 程捷飞， 骆磊， 朱默， 汪灵杰， 李勇刚

腓总神经是坐骨神经一大分支，其病变在下肢周围神经中较为常见。目前腓总神经病变的诊断主要依据临床病史、症状和体征、肌电图、超声以及MRI检查。随着高场强MR在临床的广泛应用和影像诊断技术的发展，MRI越来越多地被运用于周围神经病变的诊断。与目前临床常用的神经电生理和超声检查相比，MRI具有无创、直观、定位准确、成像清晰等诸多优点。

在以往的文献中，关于腓总神经的测量多采用超声检查，鲜有关于MRI方面的报道。本文旨在探讨健康志愿者腓总神经的MRI表现，测量腓总神经起始处的长径、横截面积、各向异性分数(fractional anisotropy，FA)值及表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，FA)值，为今后提出量化诊断标准提供相关参考依据。

材料与方法

1.研究对象

搜集2017年5月-2017年7月志愿来苏州大学附属第一医院放射科行双膝关节MRI检查的健康志愿者，并从中选取研究对象。本研究通过了苏州大学附属第一医院伦理委员会批准，参与研究的志愿者本人及家属已充分了解研究内容并签署知情同意书。

志愿者纳入标准：①无磁共振检查禁忌；②右利手；③年龄18～80岁；④临床上无神经系统阳性体征及相关症状；⑤无神经系统相关疾病病史；⑥双膝关节常规T1WI和T2WI序列中，腓总神经显示清晰，走行连续，信号均匀。两位经验丰富的影像诊断医师共同观察志愿者常规MRI图像并作出判断，将两位医师均认为无明确异常的志愿者作为研究对象。

将符合上述标准的52例健康志愿者作为研究对象，其中男23例，女29例，年龄24～82岁，平均49岁，52例志愿者的年龄分布见表1。

表1 52例志愿者的年龄分布 (例)

2.检查方法

MRI检查采用Philips Ingenia I 3.0T MR扫描仪，膝关节专用线圈。采用基于梯度回波的水激发三维容积T2加权成像(T2W-PROSET-3D-FFE)序列行冠状面及轴面扫描，T2W-PROSET-3D-FFE -COR扫描参数：TR 8.0 ms，TE 3.9 ms，视野270 mm×214 mm，矩阵272×213，层厚1.8 mm，层间距0.9 mm。T2W-PROSET-3D-FFE -TRA扫描参数:TR 7.8 ms，TE 3.9 ms，视野270 mm×214 mm，矩阵272×213，层厚3 mm，层间距1.5 mm。DTI扫描参数：TR 9045 ms，TE 67 ms，视野120 mm×142 mm，矩阵64×71，层厚3 mm，层间距0.3 mm，激励次数2，扩散方向15，b值=800 s/mm2，采集时间为9分30秒。

3.图像分析

图像后处理采用Philips Ingenia I 3.0T MR扫描仪配套工作站专用软件Philips IntelliSpace Portal。将扫描所得的T2W-PROSET-3D-FFE及DTI序列原始图像数据传送到工作站，选取腓总神经起始处为测量层面，在T2W-PROSET-3D-FFE序列图像上测量腓总神经长径和横截面积(图1、2)，在DTI序列后处理图像上测量其FA值及ADC值(图3、4)，连续测量3次，取3次测量数据的平均值。感兴趣区(region of interest，ROI)包括整个神经截面。

4.统计学分析

结 果

腓总神经较同层面胫神经细，自坐骨神经发出后，沿腘窝上外缘向外下侧斜行至腓骨头后方绕过腓骨颈外侧，随即分为腓浅神经及腓深神经两个分支，两个分支在MR图像上显示效果较差。

腓总神经在横轴面图像上呈扁圆形，T2W-PROSET-3D-FFE序列图像上腓总神经表现为高信号，边缘锐利，与周围组织分界清晰，对比强烈。b=800 s/mm2的DTI图像上腓总神经表现为高信号，FA图上腓总神经显示为黄绿色信号(图5)，ADC图上腓总神经显示为深绿色信号(图6)，与周围组织分界清晰。冠状面和矢状面图像上腓总神经呈条状，边缘光滑，走行自然，无明显弯曲及粗大分支。在冠状面重组图像上显示坐骨神经移行为胫神经及腓总神经，呈“人”字型(图7、8)。

在腓总神经起始处测量得到该处腓总神经的长径为(3.00±0.40) mm，横截面积为(5.96±1.02) mm2，FA值为0.57±0.06，ADC值为(1.16±0.14)×10-3mm2/s。统计学分析结果表明左、右两侧腓总神经在选定测量层面的长径、横截面积、FA值及ADC值均服从正态分布；左、右两侧腓总神经在测量层面的长径、横截面积、FA值及ADC值比较差异均有统计学意义(P值均<0.05，表2)，不同性别、年龄之间测量值比较差异均无统计学意义(P值均>0.05，表3、4)。

腓总神经在选定测量层面的长径、横截面积、FA值、ADC值与身高、体重的相关性分析结果见表5，其中长径、横截面积与身高呈负相关，相关系数r值分别为-0.259和-0.251(P值均<0.05)；长径、横截面积与体重无明显相关性(P值均>0.05)；FA值、ADC值与身高、体重均无明显相关性(P值均>0.05)。

图1 测量腓总神经起始处长径。 图2 测量腓总神经起始处横截面积。图3 测量腓总神经起始处FA值。 图4 测量腓总神经起始处ADC值。

表4 不同年龄间腓总神经测量数据比较

表2 左、右两侧腓总神经测量数据比较

表3 不同性别间腓总神经测量数据比较

讨 论

选择腓总神经作为本研究的目标神经，主要因为周围神经中腓总神经较粗，在目前MRI技术条件下，腓总神经显示较好，并且已有超声方面的测量数据；另外选取腓总神经起始处作为测量层面，是由于腓总神经在MR图像上由起始处开始逐渐变细，在起始层面测量误差较小，并且在该层面也可进行超声测量，为下一步结合超声研究作准备。

本研究选用的T2W-PROSET-3D-FFE序列，运用的是PROSET技术进行脂肪抑制，目前应用于腰骶椎者国内外报道较多[1，2]，而应用于神经根者报道较少，且其中多为中枢神经，外周神经方面的报道很少。PROSET图像的特征为脂肪及骨质(因含黄骨髓)为低信号，神经、肌肉、血管、积液等为强度不等的高信号[3]。该序列扫描时间较长，但采用的是容积数据采集技术，可进行零间隔连续薄层扫描，且可进行MPR、MIP等三维后处理，重建后的图像空间分辨率没有降低，部分容积效应减小，可清晰显示坐骨神经、胫神经及腓总神经的形态，获得良好的神经走行图像，对于观察周围神经病变，如外伤、结核、肿瘤、神经炎等都有很大帮助，对揭示神经病变部位及病因具有独特优势，这也是本研究选择该序列的原因。

Basser等[4]在1994年首次提出了DTI成像技术的原理，即DTI是从多个方向采集扩散加权图像而后获得单个体素扩散张量的过程，是在扩散加权成像的基础上发展起来的MRI技术。人体组织大部分是由水分子构成，水分子随机、无规律的热运动称为布朗运动。周围神经中，由于在纤维束上阻止运动的障碍更少，水分子更容易沿着纤维束的方向移动而不是垂直方向，此为各向异性[5,6]。FA值是指水分子各项异性成分占整个扩散张量的比例，其数值在0～1之间[7]。ADC值是指成像体素内各个方向扩散程度的平均值，只表示扩散的大小，不代表方向[8]。DTI通过分析、研究组织结构内部水分子自由扩散的方向和速率，以此评价组织结构的完整性及其与功能之间的关系，目前其临床应用越来越广泛。邓义等[9]将DTI应用于慢性肾脏病早期肾损害的评价中，汪博等[10]将DTI应用于腰椎间盘突出引起腰骶神经根压迫症的诊断中。Simon等[11]对12例健康志愿者的胫神经及腓总神经进行DTI扫描，证实DTI技术具有较高的可靠性和可重复性。本研究主要通过测量FA、ADC两个参数，来评估腓总神经组织中水分子的扩散特性。

图5 FA图上腓总神经显示为黄绿色信号。 图6 ADC图上腓总神经显示为深绿色信号。 图7 T2W-PROSET-3D-FFE-COR序列图像上显示坐骨神经移行为腓总神经及胫神经，呈“人”字型(箭)。图8 T2W-PROSET-3D-FFE-COR序列图像经后处理去除周围组织后仅显示神经(箭)，该图像为三维图像，可进行各方位观察。

表5 相关参数与身高、体重的相关性分析结果

注：表中数值为r值(P值)。

DTI序列中b值(b-value)是扩散敏感系数，是衡量扩散程度的指标，b值的大小是可人为设定的，其对图像质量有决定性作用。b值越高，图像信号衰减增大，图像信噪比越低，所得图像的有效信息也越少；b值越低，图像越容易受到T2WI的影响，所得图像越接近T2WI图像，此为T2透射效应，此时图像对比度降低，图像信号衰减也增大。所以，b值的选择要适中，不能过大或过小，并且b值的选择也要依据扫描部位的不同而酌情确定。王余等[12]认为在直肠癌3.0T DWI中，合适的b值为1200 s/mm2。Wu等[13]认为腓总神经及胫神经的DWI检查中，b=800 s/mm2的DTI图像质量较好，并可应用于糖尿病周围神经病变的DWI研究中，本研究借鉴了这一结论，采用b=800 s/mm2进行健康志愿者的双膝关节MRI检查。

以往文献中，鲜有基于MRI测量腓总神经长径及横截面积的报道，多数为基于超声的测量数据。唐晓辉等[14]的实验结果显示，腓总神经于腓骨颈及腘窝折线水平横截面积的测量数据在不同性别、不同年龄间差异有统计学意义(P<0.05)，此结论与本研究结论相反；相关性分析结果显示横截面积与身高、体重呈正相关，r值分别为0.569及0.625(P<0.05)，而本研究结果显示腓总神经在选定测量层面的长径、横截面积与身高呈负相关，FA值、ADC值与身高无明显相关性，腓总神经在测量层面的长径、横截面积、FA值及ADC值与体重均无明显相关性。笔者认为本研究与唐晓辉等[14]的结论不符的原因主要有以下三点：①MRI与超声成像原理不同，且两项研究中选取的测量层面也不同；②由于对ROI的选择及绘制为试验者手工绘制，存在一定误差；③样本量较小，导致实验结果存在误差。

本研究中选取的52例志愿者均为右利手，统计学结果显示左、右两侧腓总神经在测量层面的长径、横截面积、FA值及ADC值差异均有统计学意义(P值均<0.05)，其中长径、横截面积、ADC值为左侧小于右侧，FA值为左侧大于右侧，考虑该结果与志愿者为右利手有关。另外，本研究中测量的腓总神经各参数与性别、年龄、体重无明显相关性，腓总神经各参数决定因素的研究，将成为临床下一步研究的思路。

综上所述，本研究获得了3.0T MR检查条件下健康志愿者腓总神经起始处的长径、横截面积、FA及ADC值等参数的正常参考值，为今后提出量化的诊断标准提供了参考数据。