骶骨骨折致腰骶丛神经损伤的MRI评估进展

董潇蔓，田维，郭林，王植*

(1.天津市天津医院放射二科，天津 300211；2天津市天津医院骨盆科，天津 300211)

外伤性骶骨骨折较少见，但在骨盆骨折中发生率较高，为10%～45%[1]。其常继发于高暴力损伤，创伤严重且合并症多，合并神经损伤的发生率较高，为15%～40%[2]。其中Denis Ⅱ、Ⅲ型骶骨骨折较常见，部分学者[3]认为骨折线越靠近骶骨中线伴发神经损伤可能性越大。由于骶骨周围结构复杂且常伴有严重的合并伤，掩盖合并神经损伤所致的功能缺失，易出现漏诊及误诊而不能及早治疗。然而周围神经有一定再生能力，早期检测治疗可防止力量下降、运动受限或感觉丧失的永久性损伤[4-5]。周围神经损伤的评估传统上主要依赖于临床病史、体格检查、电诊断测试[包括肌电图(electromyography，EMG)、神经传导研究(nerveconduction study，NCS)和躯体感觉诱发电位(somatosensory evoked potential，SSEP)]中获得的信息。NCS能够确定是否有损伤，但无法精准判断损伤部位及评估损伤程度及周围毗邻关节。神经结构的影像学有助于确定神经功能障碍的位置及原因，此外，神经损伤和修复的量化可以监测病变的进展和恢复[6]。虽然超声已用于浅表神经的观察，但受操作者主观影响较大，而且对于位置深在的腰骶丛的显示是其盲区。1992年Howe等[7]提出磁共振神经成像(magnetic resonance neurography，MRN)可直接显示神经的形态和信号改变。由于其无创性，可单独显示周围神经，直观观察神经损伤的部位及程度，定量评估进展和恢复，被临床逐渐应用。目前MRN具有采集时间短，信噪比高，分辨率高，图像对比度满意等优点，能够清晰显示周围神经，正逐渐成为临床实用的影像检查方法。骶骨骨折虽发生率不高，但合并神经损伤的发生率较高，明确神经损伤的发生、位置及程度对临床诊疗决策非常重要。本文针对骶骨骨折分型、腰骶丛神经损伤分型、骶骨骨折致腰骶丛神经损伤特点，腰骶丛神经MRN成像发展概况、技术特点及其在骶骨骨折致腰骶丛神经损伤的成像作用等作一综述。

1 骶骨骨折分型

Denis等[1]于1988年提出了骶骨骨折最广泛使用的分类，并根据骨折相对于神经孔的位置将骶骨分为三个区，用于预估神经损伤的风险和类型。Gibbons等[8]将Denis Ⅲ型骨折又分为纵形骨折和横形骨折，横形常伴严重的神经损伤，多用于评估神经损伤风险，对手术治疗方案的制定有一定指导意义。1985年Roy-Camille首次提出了一种横行骶骨骨折的分型，Strange-Vognsen和Lebach于1991年进行改良[9]。改良的Roy-Camille分型用于预估神经损伤的风险，并为手术治疗提供指导，但其只针对横向骨折，并且为手术治疗提供的指导有限。2012年Lehman等[10]基于骨折形态、骶后韧带复合体完整性和神经损伤程度提出腰骶部损伤分类及损伤程度评分系统(lumbosacral injury classification and severity score，LSICS)，通过将每个类别的加权评分相加计算而来，根据综合损伤严重度评分采取相应的治疗方案。此评分系统非常全面，但可靠性还需进一步证实。

2 神经损伤分型

Seddon[11]于1943年提出神经损伤分级：神经麻痹、轴突断裂及神经断裂。1968年，Sunderland[12]在Seddon分级的基础之上进一步细化，将神经损伤分为5度，Ⅰ度：传导阻滞；Ⅱ度：轴突中断，但神经内膜管完整，损伤远端发生华勒变性；Ⅲ度：神经纤维(包括轴突和鞘管)横断，而神经束膜完整；Ⅳ度：神经束遭到严重破坏或断裂，但神经干由神经外膜组织保持连续；Ⅴ度：整个神经干完全断裂。不同程度的损伤所展示的病理表现也各有特点。

3 骶骨骨折合并腰骶丛神经损伤的机制

与骶骨骨折相关的急性神经损伤包括牵拉伤、卡压伤或根性损伤(神经根的离断)[13]。牵拉伤病理损伤机制为受损神经生理功能的损害，表现为神经伸直及断裂；卡压伤病理改变多为缺血导致的神经肿胀、脱髓鞘乃至神经纤维水解。全仁夫等[14]证实骶骨骨折常累及一侧或两侧神经根。高能量暴力极易造成骶骨骨折，导致骶孔变形、缩小，骨折块对腰骶神经产生卡压及牵拉，导致腰骶神经损伤。腰骶神经损伤机制与所受暴力的性质相关，垂直暴力常造成牵拉性损伤，侧方暴力多引发挤压性损伤。Dahlin等[15]研究认为，神经损伤除了随受压时间的延长而加重外，还包括神经受压时血流灌注受损所致的缺血性损伤。

4 MRN用于腰骶丛神经的成像原理和方法

MRN技术是利用脂肪抑制及血流抑制等技术只对周围神经显像的MR成像技术，由Howe最先报道[7]。当今的高分辨率MRN技术大致可分为T2加权成像(T2WI)和扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)。随着MRN软件及硬件技术的不断发展，脂肪抑制技术得到了飞速提升，脂肪抑制更均匀，故基于T2WI的MRN技术能够更好的反应神经的走形、形态及信号改变。基于扩散的MRN技术主要包括扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)及扩散张量成像(diffuse tensor imaging，DTI)，随着序列信噪比的提高，其能敏感反映出水分子扩散特性，可根据表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)和各向异性分数(fraction anisotropy，FA)等参数更早地检出病变并定量分析。目前MRN成像常用序列包括：基于反转恢复的非选择性短反转时间反转恢复(short time inversion recovery，STIR)和化学选择性光谱绝热反转恢复(spectral attenuated inversion recovery，SPAIR)、基于化学位移的Dixon等脂肪抑制序列[16]、磁共振扩散加权神经成像序列(DW-MRN)、DTI。随着三维(3D)MR序列的引入，对神经根、神经干、神经分支的解剖和细节结构的显示更容易、更直观。Obara等[17]最近提出了一种使用改进的运动敏化驱动平衡(improved motion-sensitized driven-equilibrium，iMSDE)序列的方法，有效地抑制了血管信号。部分研究显示MRN增强检查可以显著改善血管、淋巴管等背景抑制效果，提高信噪比和对比度分辨率，能更清晰地显示周围神经[18]。

5 MRN评估骶骨骨折伴腰骶丛神经损伤的研究现状

骶骨骨折伴腰骶丛神经损伤的MRN评估有两个方面：(1)形态学的评估，即包括损伤的位置、形态及走形；(2)定量评估，即通过测量相关参数的数值反应神经损伤的状态。

5.1 形态学研究现状 由于高分辨率基于T2WI抑脂技术的MRN序列信噪比更高，对比度、分辨率更强，能够显示周围神经位置、形态、走行及信号改变。其中Dixon序列的脂肪抑制效果更优，常作为首选[19]。3D STIR快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)及3D SPAIR TSE能够获得各向同性采集，可进行三维重建，直观观察解剖细节且不失真，而SPAIR具有较高的信噪比，但其扫描时间长。而压缩感知(compressed sensing，CS)技术是以超低的采样频率对k空间进行数字化随机欠采样，通过非线性迭代重建算法消除图像中的非相干伪影，以小波逆变和傅里叶逆变恢复欠采样的k空间数据，因此CS具有更短的扫描时间或更高的空间分辨率，大幅地降低扫描时间[20]。Dessouky等[21]应用MRN观察脊柱术后持续疼痛患者的腰丛神经形态学改变，得出MRN比常规MRI阳性检出率增加了63%。周围神经损伤需要明确神经损伤位置、神经瘤形成或连续性中断，但由于损伤神经局部出血、水肿和亚急性损伤时瘢痕的形成会影响周围神经形态，其诊断准确率可能会因此下降[22]。因此，周围神经形态学观察还涉及内部结构连续性的问题。高分辨率MRN能够清晰显示神经纤维束增粗、断续或完全消失等改变，具有较高诊断价值，有助于对周围神经损伤分期。根据Seddon分类分级，神经麻痹为轻微损伤，MRN表现为形态轻度增粗、信号增高；轴索断裂为中度损伤，MRN表现为形态断续，有或无连续性神经瘤形成；神经断裂为重度损伤，MRN表现为形态不连续[23]。MRN难以区分Sunderland分级的Ⅱ级和Ⅲ级损伤，需要进行综合分析评估，有研究证实神经直径增大(超过对侧神经50%)时常提示Ⅲ级损伤[24]。

5.2 定量研究现状 MRN定量分析主要包括神经信号值和基于扩散技术相关参数的测定。其中，神经信号值主要是基于T2WI的成像技术，其测值相对不够稳定，而周围神经弥散技术已逐渐成熟，为目前首选MRN定量分析方法。

5.2.1 MRNT2信号值测量 T2mapping和T2*mapping是测量神经信号值的主要技术。Shen等[25]研究动物神经受损及修复过程证实T2值是检测神经损伤和再生过程的敏感指标之一。Sollmann等[26]研究健康人腰骶丛神经的T2值，测量了L4、L5、S1神经节前、神经节及节后段的T2值，所得数据差异有统计学意义。Hiwatashi等[27]通过慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病(chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy，CIPD)的对照研究证实，与健康人相比患者的平均T2值显著增高。Riegler等[28]研究了腕管综合征患者正中神经的T2值，结论为与健康人相比病变神经的T2值升高。神经T2值变化的病理因素有炎症、水肿、纤维化和脂肪增生等，不具特异性，T2值增高作为单一指标评估神经损伤的特异度低于40%[29]，因此神经信号值需要与其他形态学改变相结合，有助于提高诊断准确性。

5.2.2 MRN弥散技术测量 DTI通过整合最大扩散一致性的路径，精确描述组织的方向结构。DTI除了描绘纤维轨迹外，还可观察纤维微观结构，用纤维束描绘的神经束反映了轴突微结构[30]。基于弥散成像的主要参数有：ADC值、FA值、轴向扩散系数(axial diffusivity，AD)、径向扩散系数(radial diffusivity，RD)及平均扩散系数(mean diffusivity，MD)，ADC描述体内不同方向水分子扩散运动的速度及范围，FA反映细胞膜的完整性，可重复性高。Skorpil等[31]研究证实了DTI在MRN成像应用的可行性。部分研究表明[32-33]，DTI参数的改变与神经多种病理变化相关，其中FA和RD与轴突变性和脱髓鞘密切相关，反应髓鞘的完整性，ADC增加提示水肿，AD减少归因于收缩和纤维化，反应轴突完整性。Lichtenstein等[34]研究与健康人相比慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病(chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy，CIPD)患者坐骨神经的FA值降低。曹金凤等[35]研究与正常志愿者组比较，格林-巴利综合征(guillain barre syndrome，GBS)组胫神经与腓总神经的FA、AD、RD值降低，ADC值升高，且差异有统计学意义。吴杏等[36]应用DTI评估腰骶丛神经根受压程度，证实神经受损后FA值减小、ADC值增大，其与受压程度相关。周围神经损伤后，ADC值增大FA值减小，ADC值增大主要由受损神经脱髓鞘改变致水分子扩散速度增快[37]。量化的DTI参数有助于周围神经损伤严重程度的分级，和Sunderland分级方法相一致[38]。

6 MRN技术临床应用研究的不足与思考

MRN用于评估骶骨骨折伴腰骶神经损伤具有很强的临床意义，但目前的应用与研究还存在不足。首先，腰骶丛神经MRN正常表现及变异的研究匮乏，非损伤性腰骶丛神经疾病的MRN研究不足，因此不利于与损伤性腰骶丛神经疾病的鉴别。在定量评估方面，与损伤性周围神经疾病鉴别方面的研究罕见。骶骨骨折患者应用腰骶丛MRN技术可减少不必要的手术创伤，对于临床医生术前规划有一定的指导意义，相信随着该技术的不断进步及发展，其在腰骶丛神经损伤性病变诊断和治疗管理中发挥越来越大的作用。