基于稳态的三维弥散加权序列MRI臂丛神经成像在臂丛神经损伤诊断中的应用

2019-03-07秦本刚杨建涛向剑平张中伟李平戚剑王洪刚朱庆棠刘小林顾立强

骨科临床与研究杂志 2019年2期

秦本刚杨建涛向剑平张中伟李平戚剑王洪刚朱庆棠刘小林顾立强

臂丛神经损伤是创伤骨科常见的且致残率很高的损伤，目前仍是创伤骨科治疗的一大难点[1]。臂丛神经损伤早期准确的诊断是选择手术时机和合适手术方法的前提，但目前尚缺乏理想的诊断方法[2]。电生理检查是临床常用的诊断方法，但准确率低，定位差，在损伤4周后检查才有意义[3]。椎管造影和颈脊髓造影CT扫描(computed tomgraphy myolography，CTM)是临床常用的辅助诊断手段，但都是间接征象，无法直接反映椎管外的损伤情况。既往MRI检查多集中于正常神经及臂丛肿瘤的研究，报道结果不一[4]。随着高分辨率MRI的出现及神经成像技术的提高，正常臂丛神经的显像已成为可能，且MRI的无创性使其成为诊断臂丛神经损伤的最有潜力的方法[5]。本研究主要探讨基于稳态的三维弥散加权序列(three-dimensional diffusion-weighted steady-state free precession，3D DW-SSFP)的MRI臂丛神经成像技术在诊断成人臂丛神经损伤的临床应用价值。

资料与方法

一、资料

回顾分析2007年1月至2012年12月中山大学附属第一医院行3D DW-SSFP臂丛神经成像检查的33例臂丛神经根性撕脱伤患者的病历资料。33例臂丛神经损伤患者术前均行肌电图和臂丛神经MRI检查，损伤的具体情况均由术中证实。其中，男30例，女3例。年龄(33.47±7.41)(16～52)岁。左侧21例，右侧12例。受伤至MRI检查时间(3.67±1.42)个月。受伤原因：摩托车交通事故伤19例，汽车交通事故伤10例，坠落伤2例，机械牵拉伤2例。

二、MRI检查方法

使用德国Siemens公司生产的3.0T超导型成像仪，线圈选择颈部阵列线圈加颈后脊柱表面线圈，并结合敏感度编码技术。患者取仰卧位，颈椎呈常规体位，磁场中心定于C6椎体，所有患者均行颈部常规MRI扫描。嘱患者在扫描过程中尽量避免吞咽，以腹式呼吸为主。如患者有灼性神经痛引起的上肢痉挛，检查前给予适当的止痛剂与镇静剂以预防检查时肢体不自主动作带来的干扰。

三、观察和评价标准

1.正常臂丛神经评价：以患者的健侧为正常臂丛神经，在1名具有资质的放射科医生协助下观察健侧臂丛神经的成像特点，对可清晰显示的椎管内臂丛神经根，神经节和椎管外的臂丛神经根、干、股、束进行计数。

2.臂丛神经损伤的评价：观察并分析患者的患侧臂丛神经损伤的影像学特点，并与术中检查结果进行对比。

结果

一、正常臂丛神经的影像学特点

臂丛神经在MRI原始图像上均表现为高信号，神经节为高亮信号。33例患者中，26例可清晰显示臂丛神经节后部分，22例可清晰显示臂丛神经的节前部分。(1)节前部分的影像学特点：椎管内的神经根丝呈低信号的细条状影，在椎间孔附近膨大为神经节，呈高亮信号。在矢状面和横断面可清晰观察到神经根丝，在冠状面和矢状面可清晰观察到神经节(图1)。(2)节后部分的影像学特点：臂丛神经节后部分表现由C5～8和T1神经椎间孔旁起始的条索状高信号结构，自神经节向锁骨下及腋窝集中，其中C5～8和T1神经根及其合成的上、中、下3干清晰可见。在MRI影像上也可观察到股束部，但由于该处的解剖结构比较集中，无法分出单股或单束(图2)。

二、正常臂丛神经成像计数结果

33例患者正常臂丛神经的根、干部显示最清晰，各为30例(90.9%)。其次为神经节和股束部，分别为28例(84.9%)和26例(78.8%)。椎管内的神经根丝显示最差，为21例(63.6%)。

图1 神经根丝MRI图像 A 冠状面，白色箭头为椎管内神经根丝 B 矢状面，白色箭头为神经节 C 冠状面，白色箭头为神经节

三、臂丛神经损伤的影像学特点

1.臂丛神经节前损伤的MRI特点：33例患者中，节前损伤23例，节后损伤10例。(1)创伤性脊膜囊肿是位于椎间孔内外的高密度影，形态多样，基本形状为三角形。共51个，左侧31个，右侧20个。(2)脊髓偏移16例，向健侧偏移11例，向患侧偏移5例。(3)脊髓变形6例。

33例患者手术共探查103根神经根，阳性96根，阴性7根(表1)。MRI对臂丛神经损伤的节前损伤诊断的敏感性、特异性和准确性分别为96.88%、90.29%和94.18%。经χ2检验，MRI成像与手术探查结果差异无统计学意义(P=0.23)。

表1 MRI检查结果与术中探查结果比较(根)

2.臂丛神经节后损伤的MRI特点：33例患者中能清晰显示节后神经26例，其中10例有损伤，具体表现为：(1)神经中断，神经断裂后向远端回缩，局部神经结构消失，为瘢痕或血肿组织代替，MRI影像观察不到神经外形。(2)神经信号异常，在T2加权像呈高亮信号，神经明显增粗，增粗的神经与正常神经之间分界不清(图3，4)。(3)神经走形异常，失去正常光滑的神经走形，蜿蜒屈曲，甚至卷曲。(4)损伤神经周围软组织异常信号，包括前斜角肌瘢痕化和损伤神经周围局部瘢痕形成，MRI表现为T2加权像呈高信号。

讨论

一、MRI在成人臂丛神经损伤诊断和治疗中的意义

制约全臂丛根性撕脱伤后上肢尤其手部功能恢复的因素极其复杂，其中最主要的因素是受伤时间和治疗时机[2]，而这取决于早期的诊断。MRI检查对臂丛神经结构显示程度对于臂丛神经损伤的诊断和治疗有着重要意义[6-8]。目前，臂丛神经损伤患者的早期损伤程度的判断以及手术时机、手术方式的选择仍然是难题。在临床上，臂丛神经损伤的患者往往需观察3～6个月，神经功能无恢复的情况下才决定手术探查，而臂丛神经根性撕脱伤往往需要在尽可能短的时间内进行手术干预[9-10]。这种以等待代替诊断的方法导致患者错失了早期手术的最佳时机，因此急需一种早期、可靠、准确、无创的臂丛神经损伤诊断方法。治疗方法的不断改进，高分辨率MRI的出现及神经成像技术的成熟使臂丛神经损伤的早期诊断成为可能。

二、基于稳态的3D DW-SSFP

近年来，综合运用周围神经成像序列扫描后期三维重建显示周围神经的技术逐渐成为研究的热点。2007年，Freund等[11]采用多平面三维重建技术成功重建了正常人的坐骨神经。Viallon等[12]将单向三维短T2反转恢复序列成像应用于正常的臂丛神经及臂丛神经肿瘤，能清楚显示臂丛神经肿瘤与臂丛神经的关系。Zhang 等[13]自行设计的基于稳态的3D DW-SSFP成像技术可清楚显示颅神经的主干和分支。

图2臂丛神经冠状面，右侧为正常的臂丛神经，可清楚显示臂丛神经的根、干、股部图3臂丛神经冠状面显像，左侧为健侧，右侧为患侧，黑色箭头为异常片状高信号影图4臂丛神经冠状面显像，左侧为患侧，细白色箭头为创伤性脊膜囊肿，粗白箭头为撕脱的C5～6神经根，近端明显变宽

与其他梯度回波序列相比，基于稳态的3D DW-SSFP回波信号是由射频激发产生的，具有明显的T2对比特征。由于是射频激发产生回波信号，自旋弛豫受磁场不均匀性影响较小。3D DW-SSFP序列在神经成像中具以下优势：(1)通过梯度回波获得具有T2对比特征的回波信号，能在合理的扫描时间内获得足够高的分辨率且受磁场不均匀性影响较小。采用水激发脂肪抑制技术，受化学位移影响较小，此外采用扩散梯度的方法可以有效地抑制液体信号[12]。(2)该序列为三维傅立叶成像，可对原始图像进行各种后处理，获得任意层面的图像。由于3D DW-SSFP信号需要一定的稳态条件，因此运动的自旋质子如血流会表现为信号丢失[14]，这对于成像非常细小的神经，尤其是当细小的神经结构位于较大的血管周围时更为突出。本研究采用该序列对臂丛神经的显像进行了尝试，可以清楚显示臂丛神经的各个部分，成像稳定。

三、臂丛神经损伤的MRI特点及临床意义

1.椎管内臂丛神经损伤的MRI特点：(1)假性脑脊膜膨出，表现为损伤侧脊髓的高信号，是由于神经鞘膜瘤撕脱后脑脊液外溢所致，提示有神经根撕脱。这种征象在本研究中最多见，是根性撕脱伤的标志。(2)损伤侧神经前后根间隙增宽，与健侧相比不对称。神经前后根的间隙在MRI上表现为低信号，损伤侧的臂丛神经后根间隙在水平面上明显增宽，或表现为不对称。这种征象不仅表现在损伤平面的神经根，也可表现在与其相邻的未损伤平面的神经根，原因可能是损伤时臂丛神经向外牵拉所致。(3)与健侧对比可见神经节消失，冠状面多见。正常神经节的MRI影像学表现为圆形的高信号影，直径略大于相应的神经根，多个神经节纵行排列，臂丛神经损伤后，损伤侧的上述征象消失，神经节的部位显示较健侧信号强度高，面积大。(4)脊髓可向健侧或患侧移位，是由于脊髓受暴力牵拉后神经根或束状韧带断裂所致，完全断裂向健侧移位，部分断裂向患侧移位。(5)脊髓变形表现为脊髓失去正常的椭圆形，是由于局部脊膜囊肿压迫所致。

2.椎管外臂丛神经损伤的MRI特点：(1)神经中断，神经断裂后向远端回缩，局部神经结构消失，为瘢痕或血肿组织代替，MRI影像观察不到神经外形。这种情况如果发生在早期，需立即手术探查，损伤的神经大部分可以直接缝合，如发现较晚，局部瘢痕较重，术中剥离困难，神经回缩距离较长，很难直接缝合，可采取神经移位的方法修复。(2)神经增粗，且存在连续性，表现为T2加权像呈高亮信号，损伤侧神经较健侧明显增粗，增粗的神经与正常神经之间尚清楚。对于这种情况是需要手术干预还是保守治疗，目前尚难定论。本组33例患者中有6例出现上述表现，经术中探查发现神经质地稍硬，电刺激病变神经可引起相应的肌肉收缩，仅需行神经松解术。(3)长段片状高密度影，神经与周围软组织分解不清，这种表现较根性撕脱伤更为严重，处理更为棘手，术中发现包绕神经的长段瘢痕组织，神经缺损长度超过20 cm，治疗十分困难。(4)损伤神经周围软组织异常信号，神经显示不清。包括神经周围肌肉瘢痕化和损伤神经周围局部瘢痕形成，MRI表现为T2加权像呈高信号。这种病变表现可间接提示神经损伤较重。

四、MRI成像在臂丛神经损伤手术选择中的作用

臂丛神经损伤早期行MRI检查，能清晰显示损伤的情况，便于早期进行手术干预。MRI成像不但能鉴别臂丛神经节前损伤和节后损伤，而且可以定位节后损伤，为选择手术切口提供参考。因此，对于疑似臂丛神经损伤的患者，首选MRI检查，而且越早越好。对于存在以下情况并经保守治疗3个月后仍未恢复的患者考虑手术治疗：(1)有臂丛神经损伤的临床表现；(2)MRI显示神经的连续性存在，且与健侧对比，神经的信号无差别。对于存在以下情况的患者需立即行手术治疗：(1)锐器刺伤，有臂丛神经损伤的临床表现，MRI显示臂丛神经的连续性中断；(2)MRI显示臂丛神经广泛信号异常，神经与周围软组织界限不清；(3)MRI显示为臂丛神经根性撕脱伤。