磁共振表觀彌散系數(shù)在早期頸髓損傷診斷中的臨床應(yīng)用

衛(wèi)波，周紅俊，徐建民，劉根林，鄭櫻，郝春霞，張纓，

王一吉1,2a，康海瓊1,2a，逯曉蕾1,2a，袁媛1,2a

磁共振表觀彌散系數(shù)在早期頸髓損傷診斷中的臨床應(yīng)用

衛(wèi)波1,2a，周紅俊1,2a，徐建民1,2b，劉根林1,2a，鄭櫻1,2a，郝春霞1,2a，張纓1,2a，

王一吉1,2a，康海瓊1,2a，逯曉蕾1,2a，袁媛1,2a

目的觀察早期頸髓損傷后脊髓囊性變、患者運(yùn)動功能改善情況與表觀彌散系數(shù)(ADC)值的關(guān)系。方法對18例早期頸髓損傷患者進(jìn)行磁共振T1WI、T2WI、彌散加權(quán)成像(DWI)檢查，獲得ADC值和ADC圖，并通過康復(fù)評價(jià)獲得治療前后脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類(ASIA)評分。分析ADC值與脊髓囊性變和患者運(yùn)動功能改善的關(guān)系。結(jié)果早期頸髓損傷發(fā)生囊性變的ADC值低于未發(fā)生囊性變的ADC值，兩者的分界點(diǎn)在700×10-6mm2/s?；颊吣挲g與ADC值呈正相關(guān)。康復(fù)運(yùn)動功能改善與ADC值無明顯相關(guān)性。結(jié)論早期頸髓損傷發(fā)生脊髓囊性變時(shí)ADC值多在700×10-6mm2/s以下。目前為止，還不能通過測定ADC值來判斷早期頸髓損傷患者的運(yùn)動功能恢復(fù)情況。

脊髓損傷；表觀彌散系數(shù)；脊髓囊性變；運(yùn)動功能；磁共振成像

[本文著錄格式]衛(wèi)波，周紅俊，徐建民，等.磁共振表觀彌散系數(shù)在早期頸髓損傷診斷中的臨床應(yīng)用[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2014,20(8):723-727.

脊髓損傷是因各種致病因素(外傷、炎癥、腫瘤等)引起的脊髓橫貫性損害，造成損害平面以下的脊髓神經(jīng)功能(運(yùn)動、感覺、括約肌及植物神經(jīng)功能)障礙[1]。臨床中發(fā)現(xiàn)，部分頸髓損傷患者早期康復(fù)治療效果進(jìn)展緩慢，數(shù)周后復(fù)查MRI檢查會發(fā)現(xiàn)脊髓出現(xiàn)囊性變，最初制定的康復(fù)目標(biāo)會受到影響。有研究顯示，脊髓發(fā)生囊性變后，磁共振彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)檢查中表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)會發(fā)生變化。本研究主要觀察頸髓損傷后脊髓囊性變與非囊性變的ADC值變化，進(jìn)而判斷ADC值與脊髓囊性變發(fā)生的關(guān)系，同時(shí)觀察患者運(yùn)動功能改善情況與ADC值的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2011年5月～2012年8月入住本科的18例早期頸髓損傷患者，其中男性17例，女性1例；年齡20～74歲，平均(39.6±13.1)歲；住院康復(fù)時(shí)間18～104 d，平均(68.6±31.7)d；完全性脊髓損傷3例，不完全性脊髓損傷15例。損傷平面：C22例，C31例，C48例，C56例，C61例。ASIA殘損分級[2]：A級3例，B級7例，C級3例，D級5例。致傷原因：車禍6例，墜落2例，砸傷3例，摔傷3例，刀刺傷1例，非外傷原因3例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①頸髓損傷病程1～3個(gè)月；②年齡16～70歲；③能耐受MRI檢查；④被告知檢查情況，并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①不能行MRI檢查；②MRI檢查中不能制動，不配合檢查，可能引起圖像模糊。

對18例患者進(jìn)行MRI檢查，觀察脊髓發(fā)生囊性變情況，記錄DWI ADC值及康復(fù)治療前后ASIA運(yùn)動評分。

1.2 檢查方法

采用GE 1.5 T MR掃描儀，4通道相控陣脊柱線圈?；颊呷⊙雠P位，掃描前24 h均未劇烈運(yùn)動。常規(guī)行脊柱矢狀位、軸位自旋回波(SE)序列T1WI、T2WI掃描，再采用SE回波平面成像(EPI)序列行多次激發(fā)DWI，軸位掃描，掃描時(shí)間32 s，掃描層數(shù)13層，層厚5 mm，層間距1 mm，矩陣128×128，視野(FOV) 20×20 cm，擴(kuò)散梯度因子(b值)1000 s/mm2。全部使用自動勻場和抑脂技術(shù)。

1.3 圖像處理

將DWI數(shù)據(jù)傳至工作站，用Functool 6.3.1e圖像后處理軟件測量。測量ADC值時(shí)感興趣區(qū)(region of interest,ROI)形狀設(shè)為圓形，大小為5 mm2，用圖像后處理軟件可直接得到ADC值和ADC圖，使用ROI對不同頸髓損傷層面進(jìn)行多處測量取ADC值的平均值，并記錄(圖1)。

1.4 囊性變與運(yùn)動功能的評價(jià)

分別各由1名有經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)師和放射科醫(yī)師觀察T2WI像和DWI像，主要觀察受損節(jié)段脊髓是否存在囊性變改變以及囊性變的范圍。

分別由2名有經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)師在患者康復(fù)治療前、后進(jìn)行ASIA評估[2]，并記錄康復(fù)治療前后的運(yùn)動評分。如前后兩次評分差值大于0，則認(rèn)為運(yùn)動功能有改善；如等于0，則認(rèn)為無改善。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

由1名臨床醫(yī)師將收集的數(shù)據(jù)錄入到SPSS 18.0 for Widows軟件，并由2名醫(yī)師對錄入數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，確保錄入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。對一般數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，對囊性變和非囊性變的ADC值進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對患者康復(fù)訓(xùn)練前后運(yùn)動功能改善情況與ADC值的關(guān)系進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 頸髓發(fā)生囊性變與ADC值的關(guān)系

18例患者中，MRI檢查發(fā)現(xiàn)存在囊性變的有13例，未發(fā)生囊性變的5例。發(fā)生囊性變者ADC平均值為641.3×10-6mm2/s，低于未發(fā)生囊性變的ADC平均值736.5×10-6mm2/s(P＜0.01)。見表1和圖2。

從圖3可以看出，脊髓囊性變與非囊性變的ADC值分界點(diǎn)在700×10-6mm2/s上下。

2.2 患者年齡與ADC值的關(guān)系

18例患者平均年齡為39.56歲，ADC均值為667.8×10-6mm2/s。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著18例患者的年齡增長，測得的ADC值呈現(xiàn)升高趨勢。Pearson相關(guān)分析顯示，ADC值與年齡的變化呈正相關(guān)(r=0.635,P＜0.01)。見表2和圖4。

2.3 早期頸髓損傷患者運(yùn)動功能改善與ADC值的關(guān)系

18例患者中，有3例患者因特殊原因康復(fù)訓(xùn)練時(shí)間短，未進(jìn)行第二次運(yùn)動評分。另15例患者均進(jìn)行1～3個(gè)月康復(fù)訓(xùn)練。分別測定康復(fù)訓(xùn)練前后四肢關(guān)鍵肌運(yùn)動評分，取均值。前后兩次運(yùn)動評分均值的差值可以判斷患者運(yùn)動功能的改善程度：差值大于0，粗判為運(yùn)動功能有改善；差值等于0，認(rèn)為運(yùn)動功能無改善。

表118 例早期頸髓損傷患者發(fā)生脊髓囊性變與ADC平均值獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果

表2 早期頸髓損傷患者年齡與ADC值的相關(guān)性

結(jié)果顯示，患者運(yùn)動功能改善程度與ADC值變化無顯著性差異(P＞0.05)。此外，康復(fù)訓(xùn)練前的運(yùn)動評分(均值為36.5)、訓(xùn)練后的運(yùn)動評分(均值為43.4)與ADC值均無相關(guān)性。見表3～表5。

圖1 患者男性，38歲，傷后2個(gè)月行DWI檢查

圖2 早期頸髓損傷脊髓囊性變與非囊性變ADC值比較

圖318 例早期頸髓損傷患者ADC值點(diǎn)圖顯示

圖418 例早期頸髓損傷患者年齡與ADC值的相關(guān)性

表3 早期頸髓損傷患者康復(fù)運(yùn)動改善情況與ADC值獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果

表4 早期頸髓損傷患者康復(fù)治療前運(yùn)動評分與ADC值相關(guān)性

表5 早期頸髓損傷患者康復(fù)治療后運(yùn)動評分與ADC值相關(guān)性

3 討論

DWI是一種反映活體組織中的水分子擴(kuò)散運(yùn)動的功能影像學(xué)檢查方法[3-5]，可從細(xì)胞及分子水平研究疾病狀況，是目前唯一反映活體組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的方法，已被用于多個(gè)系統(tǒng)疾病的診斷和鑒別診斷[6-9]，尤其是對神經(jīng)系統(tǒng)缺血性病變和占位性病變的診斷價(jià)值已得到認(rèn)可[10-12]。

DWI檢查臨床上較容易操作，主要因?yàn)椋孩倨洳僮鲿r(shí)掃描時(shí)間短，通常屏氣片刻即可成功；②行DWI檢查不需要增強(qiáng)掃描，不需要使用對比增強(qiáng)劑，減少過敏，縮短操作時(shí)間[13]。但由于脊髓的橫斷面積相對較小，其周圍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如有腦脊液、骨和脂肪組織，部分患者體內(nèi)還有穩(wěn)定椎體的金屬內(nèi)固定物，所以脊髓的DWI研究和臨床應(yīng)用尚有一定的局限性。

ADC值可反映細(xì)胞結(jié)構(gòu)、形態(tài)和大小導(dǎo)致的各向異性擴(kuò)散的組織特征、生理過程和病理組織變化[14]。有試驗(yàn)明確顯示，ADC值會隨細(xì)胞內(nèi)外液體容積變化而發(fā)生改變[15]。ADC值的測量受許多潛在的混雜因素影響，包括b值、擴(kuò)散強(qiáng)度和擴(kuò)散方向、自旋回波、磁場強(qiáng)度、脊髓及周圍組織特性等[16]。如不事先考慮到上述因素，則ADC值的測量可能失去意義。

文獻(xiàn)報(bào)道，脊髓損傷后ADC值和ADC圖信號降低，其原因可能為脊髓損傷會產(chǎn)生脊髓組織缺血缺氧，神經(jīng)細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞水腫，蛋白質(zhì)滲出，細(xì)胞變性、萎縮、壞死，血管損傷，神經(jīng)纖維束損傷、脫髓鞘，氧自由基及興奮性神經(jīng)遞質(zhì)入侵等病理改變，使得病變區(qū)域水分子同向彌散降低，從而導(dǎo)致其ADC值及信號不同程度減低[17-21]。

本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生頸髓囊性變的患者，其ADC值低于未發(fā)生囊性變的患者。Endo認(rèn)為，脊髓發(fā)生囊性變后，ADC值較低是因?yàn)椴∽兲幍募?xì)胞發(fā)生細(xì)胞毒性水腫，這種永久性損傷造成水分子同向彌散降低；而未發(fā)生囊性變的ADC值較高，是因?yàn)椴∽兊募?xì)胞處于血管性水腫階段，該階段是暫時(shí)的，水分子的同向彌散降低不會很明顯[22]。從圖3可以看出，脊髓囊性變與非囊性變的ADC值分界點(diǎn)在700×10-6mm2/s上下，臨床上可以認(rèn)為，早期頸髓損傷發(fā)生囊性變時(shí)ADC值多在700×10-6mm2/s以下。

早期頸髓損傷患者年齡與ADC值呈正相關(guān)，可能原因是沒有把患者的受傷機(jī)制和受傷嚴(yán)重程度等因素排除在外。一般認(rèn)為，年齡較大的患者受傷機(jī)制一般為摔倒、頸椎退行性改變等，脊髓受損局部壞死程度較輕；而年齡較輕的患者受傷機(jī)制一般為車禍、砸傷、高處墜落等，脊髓受損相對較嚴(yán)重，水分子的同向彌散降低更明顯，故ADC值更低。假如本研究設(shè)立正常對照組，并排除受傷機(jī)制、受傷程度等相關(guān)因素，再判斷早期頸髓損傷患者年齡與ADC值的關(guān)系可能更為客觀。

患者的運(yùn)動功能改善程度與康復(fù)治療前測定的ADC值無明顯關(guān)系?；颊呖祻?fù)訓(xùn)練前的運(yùn)動評分(均值為36.5)、訓(xùn)練后的運(yùn)動評分(均值為43.4)，與ADC值均無明顯相關(guān)性。在此可以認(rèn)為，單純依靠康復(fù)訓(xùn)練前ADC值來預(yù)測早期頸髓損傷患者的運(yùn)動功能恢復(fù)情況不可取，因?yàn)榛颊叩倪\(yùn)動功能預(yù)后與很多因素有關(guān)，ADC值只是代表脊髓內(nèi)水分子的同向彌散情況。

總之，早期頸髓損傷發(fā)生脊髓囊性變時(shí)ADC值多在700×10-6mm2/s以下。目前為止，還不能通過測定ADC值來判斷早期頸髓損傷患者的運(yùn)動功能恢復(fù)情況。

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Clinical Application of MRI Apparent Diffusion Coefficient in Early Cervical Spinal Cord Injury

WEI Bo,ZHOU Hong-jun,XU Jian-min,LIU Gen-lin,ZHENG Ying,HAO Chun-xia,ZHANG Ying,WANG Yi-ji,KANG Hai-qiong,LU Xiao-lei,YUANG Yuan.Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine,Department of Spinal Cord Injury Rehabilitation,Beijing Bo'ai Hospital,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China

ObjectiveTo observe the relationship between spinal cord cystic degeneration,spinal cord movement improvement and apparent diffusion coefficient(ADC)values after early cervical spinal cord injury.Methods18 patients with early cervical spinal cord injury were examined with MRI T1WI,T2WI and diffusion weighted imaging(DWI).Then ADC values and ADC maps were obtained.Their ASIA motor scores were also recorded.The relationship between spinal cord cystic degeneration and spinal cord movement improvement and ADC values was analyzed.ResultsADC values were lower in those with cystic degeneration than without cystic degeneration in early cervical spinal cord injury,and the cut-off point was 700×10-6mm2/s.ADC values were positively correlated with age.The movement improvement did not obviously correlate with ADC values.ConclusionADC values of early cervical spinal cord injury are less than 700×10-6mm2/s when cystic degeneration happened.Motor function recovery of patients with early cervical spinal cord injury cannot be estimated by measuringADC values.

spinal cord injuries;apparent diffusion coefficient;spinal cord cystic degeneration;motor function;magnetic resonance imaging

10.3969/j.issn.1006-9771.2014.08.005

R651.2

A

1006-9771(2014)08-0723-05

2014-02-19

2014-03-10)

中國康復(fù)研究中心青年科研專項(xiàng)基金項(xiàng)目(No.2011-26)。

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院，a.脊髓損傷康復(fù)科；b.醫(yī)學(xué)影像科，北京市100068。作者簡介：衛(wèi)波(1975-)，男，漢族，山西晉城市人，博士，主治醫(yī)師，主要研究方向：脊髓損傷康復(fù)。

時(shí)間：2014-06-18 17:39

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3759.R.20140618.1739.003.html