腰骶神经根磁共振成像研究进展

曾少良，包 权，赵金义，于泽霏，王 崇，邢 健

(牡丹江医学院 1.研究生处；2.附属红旗医院核磁共振科，黑龙江 牡丹江 157011)

腰椎间盘突出症(Lumbar Disc Herniation,LDH)是影响人们生活质量的常见疾病，主要表现为下肢放射痛[1]。传统的X线及CT扫描在显示骨性结构方面，如韧带的骨化，骨质增生变尖方面较有优势，但是对神经根及脊髓等软组织的显示效果较差。MRI同样可以准确定位突出椎间盘的位置，具有优秀的软组织分辨率，一定程度上显示脊髓、神经根与髓核的关系，且无辐射。临床工作中医生会遇见患者具有下腰痛的症状，但常规磁共振对神经根显示效果有限[2]，可能为神经根受压阴性[3]，导致了MRI与临床不符[4]。针对受压的腰骶神经根成像具有较广泛的研究前景，本文主要探究各种腰骶神经根成像技术的应用进展。

1 扩散加权成像

基于DWI技术的背景信号抑制弥散加权成像(DWIBS)反应细胞膜通透性及密集程度，早期研究[5]通过观察及测量弥散扩散系数(ADC)图像发现DWIBS对肿瘤及转移淋巴结等致密结构十分敏感。DWIBS是施加了背景及脂肪抑制的全身弥散成像，进行最大信号投影等后处理，进一步完成拼接信号反转等处理得到完整的神经根图像。在弥散成像中神经束表现为高信号，原理是基于神经束内的水分子在延垂直于轴突方向的扩散运动受到限制，使神经根呈高信号，同时抑制了不利于神经根观察的软组织等信号。图像上表现为在整体除神经的其他结构信号被抑制的低信号背景下突出显影的完整的、走形清晰的高信号神经根。王晓雯[6]对42位拟诊为腰椎间盘突出症的患者进行DWIBS序列及磁共振选择性激发技术扫描，对神经及病变按照显示情况分为四级，结果表明两者在病变显示方面无明显差异，DWIBS有利于神经损伤的的定位。Kollmer[7]等使用多平面重组(MPR)、最大信号投影(MIP)等图像后处理对腰骶神经丛进行多角度多维度的解剖覆盖，对31个遗传神经根病变患者及健康组神经根进行观察，发现病变患者腰骶神经跟及大腿等周围神经根的直径及面积明显减小，并且进行了形态学和微观结构细节损伤的详细定量。近期余琴琴等人[8]分别使用三种3D神经根成像序列观察腰骶神经丛解剖细节，测量神经根及神经节直径，发现DWIBS序列下神经根及神经节直径与另外两种相差甚远，原因可能为神经根与周围血管等结构信号对比度差，重建后对细节的显示效果较差。国内学者[9]按照腰骶神经根显示的完整性进行四分法评析几种3D成像的图像质量，发现DWIBS的评分显著低于其他序列，差异有统计学意义，DWIBS序列冠状位成像对于与髓核呈前后关系的受压神经根显示效果较差，MIP后处理的优势一定程度上可以克服这个问题，但对受压程度及角度的诠释仍有所欠缺。

2 扩散张量成像

DTI能够精确地展示水分子在不同方向上的扩散受限程度，可以对组织内水分子不同方向上的运动进行量化，生成图像。FA：即各向异性分数，是DTI的一个重要参数，神经根的组织结构变化会影响FA值。FA值越接近1，说明神经纤维各向异性强，即在神经根成像中表示神经的走形完整，鞘膜完整，整体的水分子扩散方向性强。相反，如果FA值越接近于0的时候就说明神经纤维的走形不连续甚至无走形，神经纤维的鞘膜破坏失去的对水分子的限制作用，神经根内的水分子扩散失去一定的方向性接近无序[10]。李小龙[11]对29为单侧神经根压迫的患者分别在术前及术后进行DTI及疼痛的视觉模拟评分(VAS)，在此基础进行肌电图检查，结果DTI神经根定位敏感性为92%，肌电图定位敏感性为76%，患者术后的VAS明显降低，表明DTI能够准确的定位病变腰骶神经根，对其预后有提示作用，相较于其他序列有其不可替代的独特优势。崔浩[12]等对19名髓核摘除术后的患者进行DTI三维重建，记录术后1 d、3 d、30 d、90 d责任神经根的FA值，发现责任神经根与健侧神经根FA值有显著差异，并且FA值与恢复天数相关性良好，同样表明DTI对于LDH的精准化诊断及治疗效果较好，但作者未选择开放手术，术后减压等效果较差，对患者的恢复进程可能会产生影响。Liang W[13]285个受压腰骶神经根及285个反向正常神经根的分析中发现FA显著降低，ADC值显著升高，并且比较不同神经根节段结果，发现不同节段神经根的FA及ADC值范围不同，DTI的异质性与神经根节段有关，也表明了DTI对于受压神经根定位的价值。实际工作中DTI进行腰骶神经根成像时空间分辨率低，扫描时间较长，所以选择性并不是最优。

3 磁共振脊髓水成像

1992年,学者首次报道MRM。通过重T2的方式，使用长TR和特长的TE,使组织与脊髓液的信号对比度大幅度增大，使脑脊液更加突出,即“水成像”,同时为了提高蛛网膜下的水成分显像效果，采用频率饱和的方式使脂肪饱和。MRM的图像分析方式与早期的放射线脊髓造影相似，使硬膜下及神经根周围的脑脊液突出，在表现上异常的硬膜囊或者神经根受压都是以充盈缺损为主的一系列表现。MRM可以进行最大信号投影及多平面重组等后处理得到更多的信息。MRM的成像效果与脊髓的造影类似,同样可以显示椎间盘突出时受压部分的改变。硬膜囊受压时表现为柱状的高信号脊髓液影局部不规整，同样表现为各种形状的充盈缺损，严重时甚至改变为整条高信号的中断，神经根受压则改变为高信号的神经根袖变细或中断。传统的X线椎管造影和CT脊髓造影有创且辐射量大基本被MRM所取代。KWON[14]对手术探查的椎管狭窄患者进行术前MRM检查，发现神经根袖的成像质量平均评分为2.82分，对于L4～S1神经根狭窄的准确度及敏感度都90%以上，证明MRM能都清晰显示硬膜囊及神经根袖等结构，能够作为一种筛查方式。丁长伟[15]等人使用收集50位腰椎间盘突出症患者，临床体征定位为金标准，统计MRM及MRI与金标准的一致性，结果发现MRM的一致性为0.85，MRI为0.36，诊断准确度高于MRI，表明MRM能够准确的判断腰椎间盘的突出类型并且在定位受压神经根上优势显著。国外专家[16]基于MRM对腰椎间盘突出患者进行术前详细手术规划的修改，由6位神经外科专家(3组)进行手术，发现基于MRM修改仅有31%的患者与原计划相同，69%的患者将改变原有的手术计划，术后的疼痛评估得到了显著的改善(P≤0.001)，并且没有证据表明MRM有过度评估的可能性，即结合MRM能够有助于术前计划的制定补充及术后的预后预期。以上的研究中都出现了MRM对于神经根节后的结构无法显示的问题，原因为节后神经根袖内的脊髓液量少，无法支持神经根的显影，对于极外侧突出等特殊突出会造成假阴性或者临床与影像不匹配的现象，另外MRM只是通过高信号的硬膜囊所表现的充盈缺损来间接的显示责任椎间盘，即无法直接显示突出间盘，所以应在常规扫描序列及临床诊断的基础下才可做出诊断。

4 磁共振选择性激发技术

PROSET序列成像原理是利用水和脂肪的进动频率差选择拆分激发脉冲的方法，降低脂肪且凸显水的信号，将激发脉冲分期，挑选划分次数，脉冲之间水脂进行各自的进动释放能量，直到相反相位进行下一个脉冲，脂肪的向量正好处主磁场方向，此时就达到了单独激发水的目的。腰椎间盘突出症受压神经根在PROSET中表现为神经根肿胀、变细、走行异常及信号缺损中断等，并且可通过观察这些征象来监测神经根的损伤进展。神经根肿胀机制主要包括物理及化学两方面，即受压神经根的血管内膜通透性的改变，破坏了正常的过滤屏障，引起神经的肿胀，或者突出的髓核等刺激产生各种炎性因子继而引发相关神经的炎性改变如肿胀变性。国外专家[17]使用PROSET序列及压脂序列按照视觉分级分析分为5个标准(脂肪抑制、神经根可视化、主观组织对比度等)，对腰骶神经根进行背板观察，双尾试验表明，参数均数存在显着差异(P=0.473)，并且在排除噪声的所有情况下，水励磁序列得分更高，使用PROSET序列可以清晰的观察到神经节的最大径以及变异，可以观察到节后很长一段距离的神经根走形。Park SH[18]设计两位放射诊断医生在PROSET序列下及电生理下定位多发椎间孔狭窄患者的受压神经根，PROSET序列诊断准确率为84.7%，82.6%，一致性为0.835，而电生理下两位医生准确率为69.6%，80.4%，表明PROSET是诊断多发性椎间孔狭窄症状性病变的一种稳定、有效的方法，能够发现相应受压神经根的压迹或肿胀。马宁强[19]对选择性神经根阻滞及电生理测试定位为单侧单一神经根受损的患者进行MRI及PROSET扫描，发现MRI扫描与临床定位的一致性为0.885而MRI结合PROSET序列为0.901，PROSET的优势在于能够完整的全面的显示神经根的走形及异常改变，并可评估神经根受压的程度,降低假阳性假阴性，解释了部分临床症状与常规扫描表现不符合的情况。此外PROSET是水激励成像，对腰骶神经根常见的囊性或者囊性为主的一些病变例如神经源性肿瘤、蛛网膜及神经根鞘囊肿的显示也有天然独特的优势。但是PROSET也有一些缺点，成像时间较长，可能产生伪影[20]，另外软组织的信号较高，不利于细小神经或者一些受压的神经根的显示。

综上如今磁共振脊髓神经根成像技术飞速发展，通过数字化实现各种三维可视化技术通过不同序列从不同的角度显示神经根的生理病理信息，对腰椎间盘突出症患者的诊断有较大帮助。各种技术各有侧重，临床中应按实际情况选取。