磁共振增强 T2-SPACE 序列在腰骶神经根压迫中的诊断及应用

戎冬冬 李翔宇 孔超 王宇 孙思远 孙峥 张苗 鲁世保 卢洁

腰骶神经根压迫是引起腰痛和下肢反射痛的常见原因，而其中腰椎间盘突出症和腰椎管狭窄症是导致腰骶神经根压迫的两种主要疾病[1-4]。传统磁共振成像(MRI) 包括矢状位 T1WI 序列、矢状位 T2WI 序列以及横断位 T2WI 序列等二维影像，是评估腰骶神经根压迫及诊断的重要工具。但由于二维 MRI 断层图像的限制以及断层图像间隙较大，传统 MRI 常常无法显示整个腰骶神经根走行情况，同时传统 MRI 对神经根显示的对比度较差，不利于医师对神经根及周围组织的分辨。这些缺点可能影响传统 MRI 对腰骶神经根压迫的诊断精度。

近年来，一部分三维 MRI 图像技术用于肌肉骨骼疾病的评估以及脊柱疾病的诊断[5-6]。其中三维 T2-weighted turbo spin-echo SPACE(T2-SPACE) 序列可以展示连续扫描的图像，减少伪影，同时可以更容易的评估复杂的神经根解剖情况及周围结构[7]。甚至有研究人员认为三维 T2-SPACE 序列可以取代二维传统 MRI[5,8]。但也有一些研究认为 T2-SPACE 序列可能对脊髓病变的显示较差，T2-SPACE 应与传统 MRI 结合使用[9-10]。此外，在脊柱成像中可采用增强的 T2-SPACE 序列，以提高神经组织与周围组织的对比度，更好的分辨神经结构，同时检测脊髓病变 情况[11-13]。

随着老龄化社会的到来，老年退行性疾病的比例逐渐升高。许多与年龄相关的腰椎退行性疾病及病变，如退行性腰椎侧凸、小关节骨关节炎和椎间盘退变等，可能会改变神经及脊柱周围组织的解剖结构，并影响影像学评估的可靠性[14]。据笔者所知，评估不同年龄组的患者影像诊断准确性的研究数量较少，尚须进一步研究。本研究旨在评价三维 T2-SPACE 序列对腰骶神经根压迫的诊断价值，评价 T2-SPACE 序列在不同年龄组患者中的诊断效力。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1) 2017 年 10 月至 2020 年 10 月，因腰椎退行性疾病入住我科者；( 2) 伴有下肢神经放射性疼痛者；( 3) 行常规 MRI 及 T2-SPACE 检查者；( 4) 有下腰痛者；( 5) 伴单侧或双侧下肢神经根受累症状；( 6) 病史超过 3 个月者。

2. 排除标准：( 1) 保守治疗者；( 2) 拒绝手术排除者；( 3) 恶性肿瘤者；( 4) 有神经系统疾病者；(5) 创伤后脊髓病者；( 6) 有腰椎手术史者；( 7) 有肾病史者；( 8) 有幽闭恐怖症者；( 9) 有 MRI 扫描禁忌证者。

二、一般资料

本研究共纳入 162 例。将所有患者分为中青年组(18～64 岁) 和老年组(65 岁及以上)。收集的患者数据包括年龄、性别和体重指数。

手术前，2 位经验丰富的骨科医师根据查体结果采用两种影像学方法评估神经根压迫情况，根据结果确定手术方案，术中根据神经根探查情况记录神经根压迫位置。除未进行手术的患者排除外。

三、磁共振成像

使用德国西门子 Trio Tim 3.0T MR 成像仪，应用脊柱线圈配合体部线圈行腰骶部检查。患者取仰卧位，先行常规腰椎扫描，扫描范围从 T12椎体上缘至盆腔下缘，扫描序列及相应参数如下：矢状位 TSE 序列 T1WI：FOV(成像视野) 310 mm×310 mm，TR(重复时间) / TE(激励时间) 550 ms / 9.6 ms，矩阵 320×320，层厚 4.0 mm，层间距 10%，NEX(激励次数) = 2；矢状位 FSE 序列 T2WI：FOV 310 mm× 310 mm，TR / TE 2700 ms / 97 ms，矩阵 320×320，层厚 4.0 mm，层间距 10% mm，层数 11，激励次数(NEX) = 2；横轴位 FSE 序列 T2WI：FOV 210 mm×210 mm，TR / TE 3400 ms / 102 ms，矩阵 320×320，层厚 4.0 mm，层间距 3.6 mm，层数 15，激励次数(NEX) = 2。

常规扫描完成后向患者静脉注射 GD-DTPA 钆喷酸葡胺对比剂(0.2 ml / kg) 行增强 T2-SPACE 序列扫描，T2-SPACE 序列对腰骶神经丛分支行重点投影。具体参数为：FOV 320 mm×320 mm，TR / TE 3800 ms / 264 ms，TI(反转时间) 160 ms，矩阵 320×320，层厚 1.0 mm，激励次数(NEX) = 1.5，扫描时间 5 min 09 s。扫描完成后将 T2-SPACE 源图像装载至西门子 Leonardo-MMWS 工作站 3D 选项卡，以最大密度投影(maximum intensity projection，MIP) 处理神经根成像，尽可能在同一层面显示神经根走行，最大限度显示马尾及腰骶神经根并保存。部分受损神经根行曲面重组(curved planar reformation，CPR) 以突显神经根与间盘的关系

四、影像学评估

使用 PACS 软件 UniWeb Viewer v7.0.1524(EBM technologies) 对患者影像进行评估。分别在常规 MRI 和 T2-SPACE 图像中评估是否存在神经根压迫。首先对常规二维图像进行评估，记录压迫神经根节段及位置，然后对三维 T2-SPACE 图像进行评估。对于有争议的结果，由一位主任医师进行评判。对于受压神经根主要位置记录如下：中央管、侧隐窝、椎间孔、极外侧(图 1)。

图1 神经根受压位置(A 中央管、B 侧隐窝、C 椎间孔、D 极 外侧)Fig.1 Locations of lumbosacral nerve root compression(A Central spinal canal zone; B Lateral recess zone; C Intra-foramen zone; D Extra-foramen zone)

五、统计学处理

所有收集的数据均采用 SPSS 22.0(IBM 公司) 进行分析。定量数据用x-±s表示。χ2检验用于确定两种不同方法的诊断准确性等。采用 Kappa 检验评价两种方法的一致性。观察者间的信度用 Kappa 系数衡量。P< 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

本组 162 例，男 63 例，女 99 例；中青年组 96 例，老年组 66 例(表 1)。

表1 患者资料Tab.1 Patient characteristics

分别对两种影像学方法的观察者间信度进行计算，三维 T2-SPACE 影像方法一致性检验的 Kappa 值为 94.7%。常规影像方法一致性检验的 Kappa 值为 86.8%。根据手术探查及查体结果确定的神经根压迫情况，常规 MRI 评估神经根压迫的诊断敏感性为 82.76%，特异性为 93.04%(表 2)。三维 T2-SPACE 影像对神经根压迫的诊断敏感性为 95.40%，特异性为 95.65%(表 3)。传统 MRI 和三维 T2-SPACE 序列的诊断准确率差异无统计学意义(P= 0.888，Kappa = 0.668)。本组 162 例，手术共进行 198 个手术节段，手术探查 309 根神经根，261 根神经根被诊断为腰骶神经根压迫。

表2 传统 MRI 及术中探查神经根压迫情况Tab.2 Traditional MRI findings

表3 三维 MRI 及术中探查神经根压迫情况Tab.3 3D T2-SPACE MRI findings

根据手术探查 198 个节段中 309 个神经根的情况，计算传统 MRI 及三维 T2-SPACE 影像对 4 个不同压迫部位诊断的敏感性和特异性(图 2)。常规 MRI 诊断中央管压迫的敏感性和特异性分别为 95.92% 和 88.24%。三维 T2-SPACE 影像检测中央管压迫的敏感性和特异性分别为 97.96% 和 94.12%。常规 MRI 检测侧隐窝压迫的敏感性和特异性分别为 88.06% 和 88.89%。三维 T2-SPACE 影像检测侧隐窝压迫的敏感性和特异性分别为 91.04% 和 91.67%。常规检测椎间孔压迫的敏感性和特异性分别为 63.16% 和 82.14%。三维 T2-SPACE 影像检测椎间孔压迫的敏感性和特异性分别为 78.95% 和 89.29%。常规 MRI 诊断极外侧神经压迫的敏感性和特异性分别为 66.67% 和 95.88%。三维 T2-SPACE 影像检测极外侧神经压迫的敏感性和特异性分别为 83.33% 和 97.94%。本研究用 McNemer 检验分析两种不同 MRI 序列的一致性，发现常规 MRI 和三维 T2-SPACE 检测椎间孔和极外侧神经压迫的均一性较差(中央管：P> 0.999，Kappa = 0.683；侧隐窝：P> 0.999，Kappa = 0.729；椎间孔：P= 0.728，Kappa = 0.149；极外侧：P> 0.999，Kappa = 0.354)。

图2 传统 MRI 及 T2-SPACE MRI 对不同位置神经根压迫诊断的敏感度和特异度Fig.2 The sensitivity and specificity were calculated for four different pathology locations by traditional MRI or 3D T2-SPACE

在不同年龄组中，中青年组手术探查 117 个节段共发现 135 条神经根受压，老年组手术探查 81 个节段共发现 126 条神经根受压。计算常规 MRI 对神经压迫的敏感性和特异性，中青年组分别为 93.33% 和 94.84%，老年组分别为 71.43% 和 90.30%。而对于三维 T2-SPACE 影像对神经压迫诊断的敏感性和特异性，中青年组分别为 97.78% 和 97.16%，老年组分别为 92.86% 和 93.28%(表 4)。

表4 不同年龄分组中神经根压迫情况Tab.4 Detection of nerve root compression in different age groups

讨 论

MRI 是诊断腰椎间盘突出症和评价腰椎退行性变最常用的方法之一。近年来，包括 3D 弥散张量成像(DTI)、3D MR 脊髓造影(MRM) 和稳态采集 3D 快速成像(FIESTA) 等多种三维 MR 成像技术已被 证明在显示神经和脊髓的解剖和病理方面有重要作用[15-17]。其中三维 T2-SPACE 也是评估神经根受压和分析微小病变结构的有效方法[10]。部分研究证实三维 T2-SPACE 影像比常规 MRI 扫描时间短，图像质量高，观察者之间的一致性更强[18-19]。

本研究评估了常规 MRI 和三维 T2-SPACE 序列对于腰骶神经根压迫诊断的敏感性和特异性。本研究结果提示三维 T2-SPACE 序列比常规 MRI 序列在诊断腰骶神经根压迫方面具有更高的敏感性和特异性。在传统的 MRI 图像中，由于切片间隙的存在，神经根的整个走行过程可能无法很好地显示出来。同时对于较小神经根压迫的发现更需要影像医师在扫描过程中确定切片的位置。本研究证实在三维 T2-SPACE 序列中，连续的影像有助于医师对神经根结构的清晰观察。

一般来说，腰骶神经根压迫的位置描述包括：中央管区、侧隐窝、椎间孔或极外侧区域。在常规 MRI 图像中，横穿椎间盘的轴面图像有助于发现椎间盘突出，而侧方的矢状面图像有助于评估椎间孔大小。然而传统的 MRI 成像很难对神经根解剖结构及压迫准确定位。已有研究证实传统的影像学方法在识别椎间孔狭窄及极外侧间盘突出方面存在一定困难，Nemoto 等[15]研究发现传统 MRI 矢状位序列判断神经根卡压的可靠性低于三维 MRI。Swami 等[20]研究发现三维 MRI 在判断椎间孔狭窄方面的可靠性优于二维 MRI 影像。Hiroshi 等[21]通过文献报道指出二维 MRI 对椎间孔狭窄及极外侧间盘突出的检出率有限，三维 MRI 对极外侧间盘突出压迫神经的检出率优于二维 MRI。本研究结果提示两种影像方法对椎间孔狭窄和极外侧神经受压的判断一致性较低。因此，使用三维 MRI 检测椎间孔狭窄和极外侧神经根压迫可提高诊断准确性(图 3)。

在本研究中 T2-SPACE 采集时间约为 4～8 min。而传统 MRI 采集时间约 15～20 min。对于多节段椎间盘突出或腰椎曲度异常的老年患者，二维 MRI 检测神经根受压的准确性有限[14,18]。老年患者在退行性变过程中，脊柱的各个结构都会受到影响，包括椎间盘退行性变、关节炎、韧带增厚在内的退变均增加了影像显示的准确性。本研究结果提示退行性改变导致的解剖学改变在老年患者中很常见，因此进一步导致二维 MRI 在老年组诊断准确性较差 (图 4)。本研究结果显示老年组采用常规 MRI 的诊断敏感性低于三维 T2-SPACE。所以笔者认为三维 T2-SPACE 影像是提高老年患者腰骶神经根受压诊断准确性和清晰观察神经根受压位置的重要方法。

笔者的临床实践提示，利用对比增强 T2-SPACE 成像技术进行腰骶神经根诊断是可靠有效的，同时相较于未增强的 T2-SPACE 序列成像，增强 T2-SPACE 成像技术能够进一步提高神经根与周围组织之间的对比度，提供神经根压迫和解剖结构的细节，同时能够检测脊髓神经病变。当然三维 T2-SPACE 序列在评价骨折、肿瘤、感染及髓内病变方面存在一定的局限性，该方法在临床诊断中可能仍需与二维 MRI 序列相结合。

本研究应用 GD-DTPA 钆喷酸葡胺对比剂，每次影像检测对比剂费用约为 50 元，此对比剂目前在增强 MR 成像中被广泛应用，安全性已被验证，其副作用发生率较低，一般为头晕、恶心、皮疹等，严重反应者多有过敏史[22-23]。本研究存在部分局限性。本研究虽然证实了三维 T2-SPACE 在腰骶神经根压迫诊断中的价值，由于本研究样本量少、疾病谱窄，存在偏倚的可能，但本研究对于神经根不同压迫位置的诊断准确性进行对比，并对不同年龄患者进行分组，有一定创新性及临床价值。这项研究表明三维 T2-SPACE 是一个强有力的影像手段来评估神经根解剖变化，特别是在老年患者存在退行性变的情况下更能提高诊断准确性。

总之，MRI T2-SPACE 序列图像可以清晰显示腰骶神经根的形态及其与周围组织的空间关系，较传统 MRI，T2-SPACE 序列对判断腰骶神经根走行及受压情况具有明显优势，尤其可提高老年患者神经根压迫的诊断准确性，T2-SPACE 在诊断腰骶神经根压迫方面可完全代替常规 MRI。

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