磁共振DTI技术在周围神经系统疾病诊断中的进展

伍鹏欢，黄成燕，史本超

1韶关市第一人民医院骨科（南方医科大学附属韶关医院），广东 韶关 512000；南方医科大学珠江医院2影像中心，3脊柱外科，广东 广州 510280

由于神经组织中水分子的运动沿着神经纤维走行，具有异性弥散，所以理论上运用DTI可更好评估神经纤维病理变化。DTI技术的出现，为周围形态结构的显示及定量分析提供了新的方法。近年来，学者们应用DTI技术对周围神经系统进行了初步研究，现综述如下：

1 周围神经DTI值的常用参数

在周围神经测量中，部分各向异性指数（FA）和表观扩散系数ADC是最常用的两个参数[1]。FA值，表示在活体组织内水分子各向异性成分所占比例，变化范围是0～1，当FA值趋近于0时，表示弥散不受限制，各向同性；当FA值趋近于1时，表示各向异性最大。水分子垂直于神经纤维走向的弥散运动受限，平行于神经纤维走向的弥散运动不受限。ADC值，指MR成像体素内各个方向扩散幅度的平均值，表示活体组织内水分子在各个方向上的平均扩散速度和距离，ADC值降低，说明水分子的扩散能力减弱；反之，则增强。在神经损伤的早期，神经解剖形态未发生显著改变时，神经内部水分子的各向扩散运动已经发生变化，通过DTI测量其相关参数，可在早期对病变的神经纤维作出诊断[1]。

2 DTI周围神经感兴趣区域（ROI）的勾画方法

目前对于DTI感兴趣区域的勾画方法主要有：轮廓法、中心圆法。对不同疾病的研究中均认为轮廓法重复性更佳[2-4]。腰椎神经根DTI值测量中，大部分学者[5-7]应用的是轮廓法勾画ROI，即ROI的边界沿着神经根横截面的边缘。周围神经测量中，ROI取值大小不完全相同。在应用DTI对比病变侧神经根与正常侧神经根研究中[1,8-10]，ROI面积取值25～50 mm2。有研究在应用DTI评估神经根微观改变与临床症状的相关性研究中，ROI面积20～45 mm2[11-12]。Chiou等[7]在神经根完整性测量中，ROI面积取值范围较小，为16～24 mm2。这可能与不同人群、不同节段神经根的横截面积不同有关。

Brandstack等[13]认为小ROI更容易受到噪声和部分体积效应的影响，因此增加ROI大小可以提高可重复性，但是需要避免来自周围结构的干扰。Sun等[2]认为较大的ROI尺寸可以降低参数值中观察者内部和观察者之间的可变性，在临床上也更加适用，当然，ROI选取过中应该尽量避开囊变坏死的区域。有研究认为乳腺癌小ROI一般表现优于大ROI[14]。

目前已检索到文献中，颈椎神经根ROI勾画是应用中心圆法，但是计数单位和大小不同。有文献以面积为计数，分别为4 mm2和0.25 cm2[15-16]，而Gasparotti等[17]以直径为计数，为2.5 mm。数量单位不同的原因可能是所用磁共振扫描仪的厂家、型号、后台处理软件不同所致。四肢神经纤维，几乎全部应用的是轮廓法，因为神经纤维较细，无法固定ROI面积，原则是尽量覆盖神经纤维的横截面[18-19]。但也有研究认为ROI的边界要小于神经横截面的边界[20]。少数研究认为ROI的边界要大于神经横截面的边界[21]。先前研究往往武断采用一种ROI勾画方法，忽略了方法本身对研究结果的影响。对于为何选择某种方法各家均未给出客观合理的解释。

3 周围神经DTI值的测定方法

为了提高某一条神经纤维DTI值的准确性，减小误差，常规是多部位测DTI值，然后取平均值法，部位数量从一个到几个不等。椎管内、椎间孔内、椎间孔外是神经根常用的3个部位区域[6,8,22]。有研究把ROI放在神经根被压迫部位或者以远，测量3个层面，每个层面间隔3 mm[10]；研究把ROI的位置放置在离腰椎间盘以远14、20、28 mm的地方和视野内可见的神经根最远端部分[7]。而有学者只是测量了靠近椎间孔处一个部位的DTI值[5]。颈椎神经根ROI位置以神经根最狭窄部位、神经节多见，取平均值[15-16]。

在四肢周围神经中，神经干ROI位置选择以多个骨性标志区域为多，然后再取平均值。坐骨神经ROI位置选择在股骨头、髋部中心、股骨小转子3个区域，每个区域选取5个ROI[23]。另外一种区域选择位置是股骨头、骶1神经根、两者连线中点[19]。股神经位置在离股骨头近端的3～4 cm（显示最清楚），每个部位测量3次，取均值[19]。胫、腓神经在股骨外侧髁的最下端和髌骨上极，测量3个层面，取均值[24]。

正中神经测量3个部位取均值：远端桡尺关节处、在腕关节近端豌豆骨水平、腕关节远端钩状骨水平[24]。尺神经的测量也是由近及远3个部位：肘管的远端、肘管远端8 cm、最远端的层面[25]。

4 影响周围神经DTI值相关因素

目前对周围神经DTI值的相关影响因素研究很少，仅有几篇报道。既往研究认为人体自身相关影响因素包括年龄、体质量、JOA评分、VAS评分、糖化血红蛋白水平等[5,18]。研究认为在控制性别、年龄、体质量指数的情况下，ADC值与糖化血红蛋白水平呈正相关；FA值与糖化血红蛋白水平无显著相关性[5]。Kronlage等[18]对60名健康志愿者行坐骨神经DTI扫描，发现FA值与年龄、身高、体质量呈负相关，与性别无显著相关，与年龄关系最密切。磁共振机器设定的参数（扫描序列、b值等）也会对DTI值有影响[26-27]。Wang等[6]对21名单侧L5神经根症状病人进行扫描，测量放射学参数和DTI数值，发现硬膜囊横截面积和矢状旋转是FA值下降的主要原因。研究认为DTI数值和JOA评分、VAS评分有很强的相关性[10,28]，并通过扫描16名明确腰椎病变的病人，发现腰椎椎管内和椎间孔内分别测量的DTI数值有明显差异，说明DTI数值随同一条神经根位置的变化而变化。

5 DTI对周围神经显示的DTI应用现状及其局限性

有学者通过对神经根型颈椎病人和正常人的DTI值测量，研究FA值和ADC值与神经损伤程度的关系[15-16]，说明FA值和ADC值可以显示神经根的微观变化。研究通过测量病变腰椎神经根和正常腰椎神经根DTI值[1,29]，认为DTI对腰椎神经根的诊断、损伤程度评估可能有用。吴杏等[30]通过分析椎间盘突出Lindblon分型与FA值、ADC值的关系，认为DTI值可以反映神经根受压程度,且随着受压程度的加重,FA值降低,ADC值升高。不少学者通过对比志愿者和腰椎间盘突出症患者腰椎神经根的DTI值，认为DTI技术可以为临床神经根病变的诊治提供定量化数值及直观、准确的影像依据。目前研究都是用患者与正常人或患者的患侧与健侧神经根DTI值做对比，验证已知病变神经根DTI值与正常神经根是否有差异。目前尚未发现有直接测量DTI值来判定是否有神经损伤及损伤程度的相关研究。

6 展望

应用DTI技术对周围神经系统的研究，目前尚停留在验证阶段，即大部分研究仅仅证实病变神经根与正常神经根DTI值存在差异，尚缺乏研究提出如何有效应用DTI技术辨别周围神经损伤与否。对于不同神经ROI选择方式尚缺乏客观合理的参考依据；对于周围神经DTI值的可能影响因素，各家观点尚不统一；对于如何准确测定单根神经DTI值，文献中亦无明确答案。因此，后续研究中，如何最大限度提高DTI技术对神经根定性定量判断的可靠性及准确度，真正实现该技术的临床转化，从而为临床提供更加客观详实的诊断依据，是一个值得深入探讨的课题。