磁共振在外展神经麻痹中的应用研究进展

2023-04-16孙钰茗张珍绮杨汉丰通信作者

影像研究与医学应用 2023年3期

孙钰茗，张珍绮，杨汉丰（通信作者）

（川北医学院附属医院放射科四川南充 637000）

外展神经（abducens nerve）是第六对脑神经（the sixth cranial nerve，CN Ⅵ），属运动神经，支配同侧外直肌控制眼球外展。外展神经起源于脑桥被盖部的展神经核，自延髓脑桥沟出脑，斜向外上方走行，在后床突下方穿过硬脑膜进入Dorello 小管后行走于海绵窦内，沿颈内动脉外下方前行，经眶上裂入眶，分布于外直肌[1]。根据其分布，将外展神经离开脑干后分为五个节段，分别为脑池段、岩斜段、海绵窦段、眶上裂段和眶内段[2]。

外展神经麻痹（ANP）是由多种原因引起的眼球外展受限、复视，偶可有头晕、头痛等临床表现的疾病，是最常见的获得性眼运动神经麻痹，且预后相对较好[3-5]。导致外展神经麻痹的原因复杂多样，大致可分为以下几类：微血管病变、脑血管疾病、肿瘤、创伤、炎症、其他的不明原因，其中微血管病变是最常见的病因，指包括高血压、糖尿病、血脂异常和冠状动脉血管疾病在内的血管危险因素[5-7]。

MRI 是研究中枢神经疾病的最佳影像检查方法，熟悉神经的基本解剖结构是诊断脑神经疾病的基础。脑神经根据其走行及周围解剖微环境主要分为核段、束段、脑池段、硬膜内段、孔内段和孔外段，根据其周围微环境的差异，不同节段采用不同的MRI 扫描序列和成像方案。通常情况下，神经强化是脑神经受累的唯一征象，因此在大多数情况下推荐使用增强扫描[8]。

早期磁共振神经成像大多在1.5T 场强下进行，随着3.0T MRI 系统和优化序列的引入使脑神经成像质量得以进一步改善。与常规MRI 相比，7.0T MRI 可以获得更高的信噪比，在保持合理扫描时间的同时，可以获得更高的分辨率，从而显示通常在常规MRI 中难以显示的精细结构。Rutland 等[9]用不同场强MRI 对垂体瘤患者的脑神经及动脉的可视性进行评估发现，与常规临床使用的场强相比，在7.0T 场强下颅神经Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ能得到更清晰的显示。

1 外展神经常规结构成像

1.1 核段及束段

CN Ⅵ核位于面丘水平脑桥中线附近，沿脑桥被盖前下方走行，在延髓脑桥沟出脑桥腹侧。

常规的快速自旋回波（conventional turbo spin-echo，TSE）、液体衰减反转恢复（fluid-attenuated inversion recovery，FLAIR）和弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI)序列通常用于评估脑干的异常。与1.5T和3.0T MRI 相比，7.0T MRI 获得的图像拥有更好的对比度和空间分辨率，但仍然无法直接显示外展神经核，只能通过识别面丘来推断其位置[10]。Komisaruk 等[11]利用特定运动和感觉过程中局部血氧水平依赖（blood oxygen level-dependent，BOLD）信号强度差异，对脑桥和延髓的脑神经核团进行显示。

该区域病变常见原因有脑干的血管病变（脑梗死或脑出血）、肿瘤、脱髓鞘病变等。由于面神经核发出的神经纤维在面丘部绕过了展神经核。因此，此区域的病变常伴有周围性面神经麻痹，表现为同侧面瘫[1]。

1.2 脑池段

CN Ⅵ在延髓脑桥沟出脑后，贴脑桥的腹侧面，斜向前外上方走形，在三叉神经根下方和内侧约1 cm 处穿过硬脑膜进入Dorello 小管。

外展神经脑池段被脑脊液包围，周围丰富的脑脊液可以使神经在重T2加权（脑池成像图像）序列上较好地显示。三维稳态构成干扰成像（three-dimensional constructive interference in steady-state，3D-CISS）三维稳态进动快速成像序列（three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition，3D-FIESTA）是最为常用的序列。它使具有高T2/T1比率的组织之间表现为强烈的对比差异，尤其适用于被脑脊液环绕的脑神经脑池段，但因其在软组织之间的对比度较差，故无法清晰显示外周段脑神经。

与其他神经血管压迫综合征相似，外展神经脑池段也可能受邻近血管压迫（血管畸形、动脉瘤）的影响。单独使用三维时间飞跃法磁共振血管造影（three-dimensional time-of-flight magnetic resonance angiography，3D-TOF-MRA）与3D-FIESTA 联合3D-TOF-MRA 均能清晰显示颅神经与邻近血管关系。丁元良等[12]纳入11 篇关于MRI 对面肌痉挛术前诊断价值的文章进行meta 分析发现，3D-FIESTA 联合3D-TOFMRA 对责任血管检查的灵敏度、准确率、阳性预测值及阴性预测值均高于单独使用3D-TOF-MRA，对神经血管减压术前的责任血管诊断有重要指导意义。

除了邻近血管压迫，包括肿瘤、感染或炎性疾病在内的蛛网膜下腔病变也都可能累及CN Ⅵ脑池段，导致外展神经麻痹。

1.3 岩斜段和海绵窦段

CN Ⅵ岩斜段及海绵窦段走行于Meckel 腔上方内侧、颈内动脉（internal carotid artery，ICA）的外侧，在ICA近端被结缔组织固定。外展神经海绵窦段接受来自ICA的交感神经纤维，然后汇入三叉神经眼支并进入眼眶[13]。

CN Ⅵ海绵窦段被静脉丛包围，高分辨率对比增强稳态成像（contrast-enhanced steady-state imaging），如CISS 序列，被证明能有效显示该段颅神经。对比增强3D-TOF-MRA 在海绵窦可以提供良好的动脉血流对比，在高信号的静脉丛中的可见神经成线性低信号影。Smith等[14]认为这项技术不仅可以清晰显示外展神经岩斜段和海绵窦段的解剖结构，推测外展神经细微的解剖变异，还可以显示邻近动、静脉结构。这一成像方法尤其适用于评估外展神经海绵窦段与血管病变有关的解剖变异和病理改变，包括动脉瘤、海绵窦血栓形成及颈动脉海绵窦瘘等。

Özgür 等[15]应用对比增强的FIESTA 序列成功地显示外展神经在整个颅内的走行，包括脑池段、岩斜段及海绵窦段。虽然外展神经脑池段不能在对比增强3D-TOF序列上清晰显示，但是在Linn 等[16]的研究中，对于通过颈静脉孔的脑神经来说，对比增强的MR 血管成像被证明优于FIESTA。

肿瘤、血管性病变、感染或炎性病变都是引起海绵窦病变的主要原因，根据病变累及范围的不同，通常有不同的临床症状。海绵窦的常见血管病变包括海绵窦血栓、颈内动脉动脉瘤和颈动脉海绵窦瘘。感染性或炎症性疾病的在MRI 上通常表现为海绵窦肿胀和强化。Tolosa-Hunt 综合征是一种在海绵窦产生的肉芽肿性炎症，可以延伸到眶上裂和眶尖部，导致痛性眼肌麻痹[17]。

1.4 眶上裂段及眶内段

CN Ⅵ穿过眶上裂和Zinn 环内侧，位于鼻睫神经下方，沿外直肌内侧向外侧延伸，并在其后三分之一和前三分之二的交界处插入。

到目前为止，颅神经颅外段的成像研究有限。眶尖及眶内结构复杂，神经与肌肉、脂肪、血管、淋巴管等分布在同一个狭窄的空间，再加上眶内神经普遍较纤细，其在MRI 上的成像始终是一大挑战。在一些研究中，使用了薄层高分辨率2D-T1WI 和3D-FIESTA 序列来扫描眶内眼球运动神经（intraorbital ocular motor nerves，IOMN），发现神经和眼外肌的信号强度接近，对比度较差[18]。在3D-FIESTA 序列中，主要依靠神经鞘内的高信号的脑脊液与低信号的神经纤维形成对比，但由于IOMN 的神经鞘内几乎没有脑脊液，其神经与邻近肌肉和骨皮质信号差异不大，因此很难识别肌肉周围或附近脂肪较少的神经。

三维双回波稳态水激发（three-dimensional dual echo steady state with water-exit，3D DESS-WE）序列常被用来描绘正常面神经在腮腺内的走行，包括它与腮腺导管的关系。因其兼具T1、T2特点，且在眼眶的空间分辨率和对比度都很好，Li 等[19]应用该序列发现它可以更容易地识别出包括外展神经眶内段在内的位于眼外肌表面的一些小神经。

三维快速自旋回波短时反转恢复（3D sampling perfection with application-optimized contrasts using different flip angle evolution short-tau inversion recovery，3D SPACE STIR）序列实质为增加脂肪抑制的可变翻转角快速自旋回波重T2序列，对微小结构显示能力较强。Wu 等[20]利用3D-SPACE-STIR 序列对颅神经外周段进行增强磁共振成像研究，获得了高组织对比度的外周段颅神经MRI 图像，并通过多平面重建（multi-planar reformatting，MPR）等常规后处理技术，获得了多根脑神经外周段三维全景图像。

炎性、感染、肿瘤和创伤等原因均可影响眶尖及眶内神经。由于在Zinn 环内，走行着视神经、眼动脉以及与视觉、眼球运动有关的大多数颅神经（动眼神经、滑车神经、三叉神经眼支、外展神经），这些结构位置相近，该区域的病变通常会引起多根神经受累的相关症状。

2 外展神经功能成像

2.1 弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）及弥散张量纤维示踪成像（diffusion tensor tractography，DTT）

DTI 作为一种无创性评价脑白质完整性的磁共振成像技术，可以通过测量水分子的扩散运动来间接反映神经纤维束的完整性。最常见的度量包括分数各向异性（fractional anisotropy，FA）和平均扩散系数（mean diffusivity，MD）。MD 和FA 的减少被认为与轴突丢失、髓鞘受损和纤维组织异常等异常相关[21]。DTI 不仅广泛应用于评估各种原因所致的周围神经疾病[22-23]，也在颅神经[24]的评价中也有不错的应用前景。

DTT 是DTI 的一种应用扩展，通过水分子扩散矢量推断体素之间的连接，可用于生成神经元结构的3D图像。目前DTI 多应用于三叉神经、面神经、听神经示踪及相应区域肿瘤的诊断与术前影像辅助靶区勾画等方面[25]。

Jacquesson 等[26]对一名颅底囊性肿瘤伴有脑神经移位的患者进行DTT 成像，成功显示了因被肿瘤推移而无法在常规MRI 上显示的面神经、听神经、三叉神经、外展神经和舌下神经。术前对肿瘤周围解剖结构的了解，有助于最大限度地减少对周围神经的损伤，降低术后神经功能障碍的风险。

然而，脑神经的DTI 也具有一定挑战性，脑神经的走行使其成像易受临近骨质及空气影响，引起图像失真。外展神经直径较小，可能由于脑脊液搏动引起的部分容积效应而无法显示。Danyluk 等[27]对健康受试者分别用四种DTI 成像方案进行CNV 成像，比较后发现高分辨率神经特异性DTI 结合液体抑制（FLAIR）显著提高了三叉神经的识别和准确扩散定量。该方法不仅可用于三叉神经痛的研究，也可用于其他脑神经或小结构的DTI成像。

2.2 弥散频谱成像（diffusion spectrum imaging，DSI）

DSI 是近年来发展起来的一种新兴MRI 技术，是一种多方向多b 值的q 空间显像技术，可以在多个方向反映白质束的结构细节，在神经组织微观结构的可视化方面具有明显的优势[28]。DSI 以比传统DTI 具有更高的分辨率，且对检测交叉纤维的敏感性更高[29]。

目前DSI 主要应用于描述脑白质纤维束、中枢神经系统疾病导致的脑功能和结构的改变以及中枢神经系统以外组织的结构，如舌、食管和心肌的纤维结构等，在颅神经方面的研究较少[28]。Luo 等[30]应用DSI 定量研究三叉神经痛患者三叉神经脑池段的变化，观察到患者受累侧与健侧、患者与健康志愿者的神经DSI 参数存在差异，可用于检测TN 患者三叉神经白质的完整性，有助于提高对三叉神经痛的发病机制的认识。