T2 mapping在周围神经疾病中的研究进展

吴 菲 王卫卫 李 冲 刘含秋

T2 mapping又称T2弛豫时间图，是一种量化分析技术，反映的是组织的T2值。相比于传统的磁共振结构成像，它可以客观、准确地定量评估正常及病变结构的T2值，且具有很高的重复性；目前，被广泛地应用于关节软骨和心肌的研究。近年来，一些研究者也尝试着将此技术应用于周围神经疾病的诊断及预后的评估。本文就T2 mapping在周围神经疾病中的研究进展予以综述。

T2 mapping的成像原理及序列

T2 mapping测量的是组织的T2值，即横向弛豫时间，又称“自旋-自旋弛豫时间”，它是指横向磁化矢量丧失到原来37%所需要的时间，与组织、器官的物理化学性质有关，也与磁场强度有关。如在1.5T的磁场，体温条件下，大脑灰质的T2值约100ms，白质的T2值约80ms，脑脊液的T2值约2200ms，而肌肉的T2值为50ms[1]。测量T2值的金标准是采用多回波自旋回波序列（multi-echo spin echo， MSE），即扫描时固定一个重复时间（repetition time， TR），在相同的TR下，通过多个不同的回波时间（echo time， TE）获取多幅T2加权的图像以得到不同的信号强度值。计算机通过拟合这些信号强度值生成不同色阶的伪彩图，即为组织的T2弛豫时间图，在此图上勾画感兴趣区以获取相应组织的T2值[1-2]。然而，该方法有个显著的缺点，那就是采集时间过长。因此，研究人员研发了许多其他的测量方法，包括基于预脉冲的稳态自由进动序列（steadystate free procession， SSFP）、梯度自旋回波序列（gradient recalled echo， GRE）以及SSFP的改进采集双回波稳态序列（double-echo steady-state，DESS），目的均为缩短采集时间。但这些方法获取的T2值与金标准相比有所偏差。

周围神经的组织学特点及损伤后的基本病理类型

引起周围神经损伤的因素有很多，包括外伤、卡压、代谢、中毒、感染或炎性等。这些不同病因所引起的周围神经病理改变不外乎为四种，分别是沃勒变性、轴索变性、神经元变性和节段性脱髓鞘。沃勒变性通常见于外伤后，神经纤维被切断，离断的远端和部分近端神经纤维轴索变性崩解，髓鞘也随即崩解脱失，随后产生的碎片被巨噬细胞吞噬。在神经元保持完好的情况下，神经纤维可以再生，但生长速度十分缓慢，近端轴突以每天约1mm的速度逐渐向远端生长，而临床功能的恢复，则需要更长的时间。轴索变性主要见于代谢或中毒性病因，引起神经元蛋白合成障碍，不能供给轴索远端营养，出现由远端开始向近端发展的轴索变性，轴索内微丝微管结构紊乱破坏，可伴有继发性的脱髓鞘改变。神经元变性主要见于感染、中毒、代谢等致病因素，可累及感觉神经细胞、运动神经细胞，分别引起感觉神经元病和运动神经元病。受累的神经元代谢紊乱，细胞体变性、坏死、崩解和凋亡，继发轴索变性坏死，最后整个神经细胞的神经元及其突起崩解坏死，无再生现象。节段性脱髓鞘主要见于免疫介导的周围神经病，如格林巴利综合征。其病理特点为髓鞘损伤导致髓鞘板层分离、肿胀，断裂，进而脱失，而轴索相对保留。当病程较长或以慢性、复发性为特点时，施旺细胞增生，髓鞘围绕着轴索呈同心圆排列，显微镜下表现为特征性的“洋葱圈”改变。

T2 mapping在正常周围神经中的应用

国内外众多学者将T2 mapping应用于正常周围神经的研究，在3.0T磁共振下得到不同部位周围神经的T2参考值，并通过统计学分析，寻找影响神经T2值的生理因素。2012年，Dimitrios等[3]率先在L4水平测量了正常人脊神经节和节后段脊神经的T2 值，分别为 78.0±11.9ms和 59.5±7.4ms。他们发现神经节的T2值显著高于节后段脊神经，并分析原因，认为这是由于神经节和节后段脊神经组织成分不同所造成的。脊神经后根神经节不仅包含神经元胞体，还含有树突，即有髓神经纤维，而节后段神经纤维是由神经元的长轴突所聚集形成的。这样的混合成分使得神经节的T2值高于节后段脊神经。Sollmann等[4]研究了15个健康人的腰骶丛，并将测量范围扩大到L5-S1神经。他们测量了L4、L5和S1神经节前、神经节以及节后段的T2值，发现节前段均值为74.6±4.7ms，神经节均值为 84.7±4.1ms，节后段均值为65.4±2.5ms。节前、神经节及节后段T2值存在统计学差异。此外，该方法拥有较好的重复性，因此未来对于诊断腰骶丛病变可能是个有用的工具。除了腰骶丛之外，Kronlage等[5]研究了健康志愿者四肢神经的T2值，发现健康人坐骨神经的T2值为70.85±4.91ms，胫神经为 63.34±6.54ms，尺神经为 75.30±10.19ms，正中神经为 69.58±7ms，桡神经为65.36±9.16ms，他们还通过相关性分析，发现四肢神经的T2值与研究对象的身高、体重、年龄及BMI均无相关性，这为今后相关研究中对照组及病例组的纳入提供了重要参考信息。

T2 mapping在不同周围神经疾病中的应用

1.周围神经炎性疾病

慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病（CIDP）是一类由自身抗体介导的脱髓鞘性周围神经病，患者往往表现为对称性的四肢远端无力伴感觉异常。Hiwatashi等[6]测量了正常对照组和CIDP患者臂丛的T2值，发现与健康人相比，CIDP患者臂丛神经的平均T2值显著增高。ROC曲线显示当臂丛神经根的T2值达到96.63ms时，敏感性为63.85%，特异性为84.00%。Felisaz等[7]分别测量了胫神经的T2值，得到相似的结果，即CIDP患者周围神经的T2值显著高于正常人。然而，也有学者得到不同的结果。Kronlage等[8]测量了CIDP患者和健康志愿者坐骨神经的T2值，发现两组并无明显的差异；此外，他们还测量了坐骨神经的质子密度，即PD值，发现CIDP患者坐骨神经PD值较对照组显著升高。因此，他们推论CIDP患者周围神经在MR上信号升高的原因并非是神经组织T2弛豫时间的延长，而是周围神经内的质子密度增高。他们进一步说明，T2值的延长是神经鞘膜中自由水的增多，而质子密度的升高却意味着神经内与大分子结合的水或被限制在髓鞘内的水分子增多，因此推测CIDP患者外周神经信号升高是由于神经鞘膜内的结合水增多。

2.周围神经卡压疾病

周围神经卡压是指周围神经在走行过程中，被邻近的结构压迫或在由骨、肌肉、韧带、筋膜等形成的管道中受到压迫，出现相应神经损伤的临床症状。椎间盘突出可引起相应节段脊神经根受到卡压；尺神经、正中神经在肘管和腕管中受到卡压引起肘管及腕管综合征；臂丛神经被同侧的颈肋压迫引起胸廓出口综合征；坐骨神经被收缩的梨状肌挤压引起梨状肌综合征。Riegler等[9]和Cha等[10]分别研究了腕管综合征病人正中神经的T2值，得出的结论相一致，即与健康人相比，患者病变神经的T2值升高。Sollmann等[11]研究了18例单侧腰骶神经根受到卡压的患者，他们分别测量了研究对象患侧及健侧神经根节前、神经节及节后段的T2值，发现与健侧相比，患侧神经的平均T2值显著升高，故认为腰骶神经T2值也许能作为反映此类病人神经损伤的客观参数。Baumer等[12]对于无临床表现但肌电图异常的尺神经卡压患者进行研究，根据电生理检查神经传导速度是否减慢，分为两组，并测量两组研究对象尺神经的T2值。他们发现神经传导速度减慢的一组研究对象，其尺神经T2值较另一组显著升高，因此认为T2值的改变快于临床症状的出现，可以作为检测处于亚临床阶段的周围神经损伤患者的标志物。

3.周围神经外伤及修复

周围神经外伤及外伤后的修复一直为临床所关注。Shen等[13]构建了新西兰大白兔单侧坐骨神经牵拉伤模型，比较损伤部位不同时相的T2值，并与组织学和功能恢复情况相关。他们发现，坐骨神经损伤初期，牵拉处坐骨神经的T2值上升，并于损伤后第3天达到峰值，随后迅速下降。至第2周时，T2值下降速度减慢。随访至第10周，T2值趋于稳定，但仍高于损伤前基线水平。组织学显示，损伤后1天，尽管神经外膜仍保持完整，但大量轴索丢失，髓鞘崩解，炎细胞浸润。这样的病理改变于损伤后第三天达到高峰，损伤处神经纤维完全崩解。第二周时，神经纤维开始再生，镜下可见一些细小的薄髓鞘纤维，到第6周时，再生的神经纤维数量增多，并逐渐成熟。第10周时，新生的轴索形态与损伤前相类似。而功能的恢复与T2值的改变也大体一致。损伤一天至一周，功能损害最严重。1周后，功能逐渐恢复，并于第8至10周至损伤前水平。由此，他们认为，T2值可以反应神经损伤的程度及监测损伤后神经的恢复情况。

4.其他

除了周围神经炎性病变、卡压及外伤，T2 mapping在糖尿病周围神经病中也有应用。糖尿病周围神经病（Diabetic Peripheral Neuropathy，DPN）是糖尿病的一类常见并发症，其中以远端对称性多发性周围神经病最多见。患者常表现为双侧肢体远端感觉异常，呈“手套-袜套样感觉障碍”[14]。Wang等[15]研究了22例糖尿病周围神经病患者，22例不伴有周围神经病的糖尿病患者以及20位健康人的胫神经T2值。他们发现，DPN患者胫神经的T2值高于不伴有DPN的糖尿病患者，高于正常人。这是由于DPN患者的周围神经纤维变性后，神经内膜中水分增多，血管渗透性增高以及炎性介质增加。当T2值为51.34ms时，可以较好区分糖尿病周围神经病和非糖尿病周围神经病，此时敏感性为81.8%，特异性为89.2%，因此胫神经T2值也许能作为一种非侵入性的评估糖尿病患者周围神经病的量化参数。

总结与展望

T2 mapping作为一种非侵入性的磁共振量化评估手段，首先应用于评价关节软骨和心肌。随着医学诊疗逐渐走向精准化，它在外周神经疾病中的应用也越来越广泛。它不仅为疾病的诊疗提供了一种可供选择的检查手段，还弥补了传统磁共振结构像依赖主观评价的缺点，使诊断趋于精准、客观。然而，T2 mapping也有十分显著的缺点，那就是病人无法忍受长时间的扫描。未来，如何更进一步地缩短扫描时间值得关注，此外，T2值结合其他量化指标如T1ρ、DTI、QSM等在周围神经疾病中的应用目前鲜有报道，这也是一个未来值得研究的方向。