高分辨3.0 T MRI多序列聯(lián)合掃描顯示腰神經(jīng)的應(yīng)用研究

那曼麗，李海波，呂喆，張濱，李夢參，耿冀

北京大學(xué)首鋼醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，北京 100041

引言

近年來隨著MRI設(shè)備及成像技術(shù)的快速發(fā)展，在腰骶神經(jīng)成像的應(yīng)用也日益增多[1]，但多是通過一個(gè)特殊序列對(duì)椎管外神經(jīng)根的形態(tài)進(jìn)行觀察，對(duì)椎管內(nèi)神經(jīng)的形態(tài)較少提及。筆者在日常工作中發(fā)現(xiàn)，椎管內(nèi)神經(jīng)和椎管外神經(jīng)使用同一個(gè)序列進(jìn)行觀察不滿意。本文應(yīng)用3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列，經(jīng)過多平面（Multiple Planar Reconstruction，MPR） 及 多 曲 面 重 組（Curved Planar Reformation，CPR）分別顯示椎管內(nèi)神經(jīng)及椎管外神經(jīng)形態(tài)效果滿意?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年3月至2017年2月，健康志愿者15人，男性5人，女性10人，平均年齡（30.53±8.01）歲。志愿者均簽訂磁共振掃描知情同意書，均無MRI檢查禁忌癥。

1.2 掃描參數(shù)

使用GE 3.0 ND CTL456線圈，受檢者仰臥位，頭先進(jìn)，囑受檢者平靜呼吸。所有受檢者先行常規(guī)腰骶椎掃描（T1WI和T2WI矢狀位及T2WI椎間盤層面橫斷位），及3D-FIESTA序列、3D-T2*FGRE序列斜冠狀位掃描。常規(guī)掃描參數(shù)：T1WI：TR 567 ms，TE 12.3 ms，F(xiàn)OV 28 mm，矩陣320×256，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，帶寬50，掃描時(shí)間2.45 min。T2WI：TR 2800 ms，TE 125.7 ms，F(xiàn)OV 28 mm，矩陣256×256，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，帶寬41.67，掃描時(shí)間1.24 min。3D-FIESTA序列掃描參數(shù)：TR 4 ms，TE 1.7 ms，F(xiàn)OV 32 mm，矩陣288×256，層厚1.0 mm，層間距0 mm，帶寬125，掃描時(shí)間5.20 min。3D-T2*FGRE序列掃描參數(shù)：TR 18.4 ms，TE 5.9 ms，F(xiàn)OV 32 mm，矩陣320×256，層厚1.6 mm，層間距0 mm，帶寬15.63，掃描時(shí)間6.04 min（表1）。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列矢狀位定位像以腰3椎體為中心，上下范圍包含腰2椎體上緣至骶1椎體下緣，前后范圍包括椎體前緣至棘突中部，方向與腰椎縱軸方向一致，預(yù)飽和帶位于椎體前方。

1.3 圖像處理

由同一名醫(yī)師在工作站中進(jìn)行沿神經(jīng)走行方向進(jìn)行多平面重組及多曲面重組，再由兩名高年資神經(jīng)組主治醫(yī)師獨(dú)立閱片，按顯示滿意、顯示不滿意行進(jìn)評(píng)價(jià)，顯示滿意指神經(jīng)走行清楚、邊界清晰。

2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)運(yùn)用Epidate建立數(shù)據(jù)庫。本次統(tǒng)計(jì)分析以SAS 9.2軟件進(jìn)行。采用單樣本K-S檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)性分析。3D-FIESTA對(duì)不同節(jié)段椎管內(nèi)段神經(jīng)根顯示滿意率比較采用多重樣本率的卡方檢驗(yàn)；3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對(duì)椎管內(nèi)外脊神經(jīng)滿意度比較采用四格表資料的卡方檢驗(yàn)，P小于0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

使用3D-FIESTA序列對(duì)15位志愿者進(jìn)行雙側(cè)腰骶神經(jīng)重建，共計(jì)120根神經(jīng)，包括雙側(cè)腰2神經(jīng)30根，雙側(cè)腰3神經(jīng)30根，雙側(cè)腰4神經(jīng)30根，雙側(cè)腰5神經(jīng)30根。腰2 神經(jīng)椎管內(nèi)顯示滿意率為30.0%（9/30），腰3神經(jīng)椎管內(nèi)顯示滿意率為76.67%（23/30）、腰4神經(jīng)椎管內(nèi)顯示滿意率為90.0%（27/30），腰5神經(jīng)椎管內(nèi)顯示滿意率為86.67%（26/30）。腰骶神經(jīng)在3D-FIESTA序列中為連續(xù)的、低信號(hào)線樣影，邊界清楚，硬膜囊呈高信號(hào)（圖1）。

圖1 3D-FIESTA序列重建雙側(cè)腰骶神經(jīng)影像

使用3D-T2*FGRE序列對(duì)15位志愿者進(jìn)行雙側(cè)腰骶神經(jīng)重建，共計(jì)120根神經(jīng)（包括雙側(cè)腰2神經(jīng)30根，雙側(cè)腰3神經(jīng)30根，雙側(cè)腰4神經(jīng)30根，雙側(cè)腰5神經(jīng)30根）顯示效果滿意。除3根腰2神經(jīng)、2根骶1神經(jīng)受卷邊偽影影響外，余115根神經(jīng)就能清晰顯示。腰骶神經(jīng)在3D-T2*FGRE序列中為連續(xù)的、高信號(hào)條索影，邊界清楚，稍高于椎間盤信號(hào)（圖2）。

圖2 3D-T2*FGRE序列重建雙側(cè)腰骶神經(jīng)影像

表1 常規(guī)序列、3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列掃描參數(shù)

3D-FIESTA序列對(duì)不同節(jié)段椎管內(nèi)段神經(jīng)根顯示滿意率比較發(fā)現(xiàn)，3D-FIESTA序列對(duì)L2椎管內(nèi)段神經(jīng)根滿意度較其他節(jié)段差，其他節(jié)段兩兩間滿意率比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表2）。3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對(duì)椎管內(nèi)外脊神經(jīng)滿意度比較發(fā)現(xiàn)，3D-FIESTA序列對(duì)椎管內(nèi)段神經(jīng)根顯示較3D-T2*FGRE序列好；而對(duì)于椎管外段神經(jīng)根顯示，3D-T2*FGRE序列較3D-FIESTA序列有高的滿意度（表3）。

表2 3D-FIESTA對(duì)不同節(jié)段椎管內(nèi)段神經(jīng)根顯示滿意度比較（n）

表3 3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對(duì)椎管內(nèi)外脊神經(jīng)滿意度 比較（n）

4 討論

腰腿疼痛是一種臨床常見病，并且隨著我國人口老齡化及人們生活習(xí)慣的改變發(fā)病率日益增高，其中腰椎間盤突出壓迫腰骶神經(jīng)是引起臨床癥狀的一個(gè)主要原因[2]。MRI因?yàn)槠鋬?yōu)秀的軟組織分辨力被認(rèn)為是腰椎間盤突出檢查的首選[3]，但也有文獻(xiàn)報(bào)道MRI觀察到的椎間盤突出情況與臨床癥狀不符[4]。如何直觀、準(zhǔn)確的觀察到神經(jīng)情況是目前研究的熱點(diǎn)，隨著今年來MRI技術(shù)的不斷發(fā)展，多種新的技術(shù)在不斷的運(yùn)用到這方面研究。如Byun等[5]對(duì)24例極外側(cè)腰椎間盤突出癥患者行常規(guī)MR和PROSET掃描；孫莉華等[6]使用IDEAL序列觀察40例腰椎間盤突出患者的腰椎受壓情況；Eguchi等[7]使用DTI檢查觀察8例腰椎間孔狹窄患者的神經(jīng)纖維束情況。這些研究顯示出MRI檢查在腰骶神經(jīng)顯示中的優(yōu)勢，但他們多集中討論一種掃描方法對(duì)腰骶神經(jīng)的顯示。筆者在日常工作中發(fā)現(xiàn)，椎管內(nèi)、外的神經(jīng)根因周圍組織不同，不同序列會(huì)對(duì)組織間對(duì)比產(chǎn)生不同的影響，單一序列很難將腰神經(jīng)從椎管內(nèi)到椎管外同時(shí)清晰、連續(xù)顯示。本文在3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列無間隔掃描的基礎(chǔ)上，進(jìn)行MPR及CPR重組，分別觀察椎管內(nèi)神經(jīng)及椎管外神經(jīng)走行。

3D-FIESTA序列的應(yīng)用：3D-FIESTA序列是磁共振神經(jīng)成像技術(shù)的一種，它是改進(jìn)穩(wěn)態(tài)采集技術(shù)，其縱向磁化矢量和橫向磁化矢量都達(dá)到穩(wěn)態(tài)的GRE序列[8]。因其能產(chǎn)生較高的信噪比圖像，多應(yīng)用在腦神經(jīng)成像中[9-10]。本文將其用來觀察椎管內(nèi)的腰骶神經(jīng)同樣得到滿意效果，在3D-FIESTA序列中椎管內(nèi)腦脊液呈高信號(hào)，脊神經(jīng)呈線樣低信號(hào)，在腦脊液的襯托下顯示清晰。但是由于脊髓在腰1～2椎體水平分出馬尾神經(jīng)，在這段水平脊神經(jīng)分支較多，分布密集，不易每根都進(jìn)行重建，而從影響觀察。這也是本組數(shù)據(jù)中腰2神經(jīng)椎管內(nèi)段顯示欠滿意（顯示滿意率為30.0%）的重要原因。3D-FIESTA序列中椎管外神經(jīng)呈低信號(hào)，而周圍骨質(zhì)也呈低信號(hào)，當(dāng)神經(jīng)走行至骨骼旁時(shí)，不易分辨。

3D-T2*FGRE序列又稱3D-MERGE序列，是一種多回波合并的GRE序列。3D的激勵(lì)與采集方式都是診斷整個(gè)采集塊的，將整個(gè)采集塊內(nèi)的整體進(jìn)行多次編碼并平均，從而得到準(zhǔn)確的圖像信息，提高信噪比，縮短采集時(shí)間，提高空間分辨率并減少磁敏感偽影[11-12]。本組數(shù)據(jù)中腰神經(jīng)在該序列中為連續(xù)的、高信號(hào)條索影，邊界清楚，椎間盤呈稍高信號(hào)，相鄰椎體呈低信號(hào)，組織對(duì)比良好。通過MPR及CPR重組可以清晰顯示神經(jīng)與椎間盤之間的關(guān)系。本組數(shù)據(jù)顯示3D-T2*FGRE序列對(duì)15位志愿者的共計(jì)115根脊神經(jīng)椎管外走行顯示滿意。但在該序列中因神經(jīng)根與腦脊液均呈高信號(hào)，無法分辨在椎管內(nèi)神經(jīng)。

后處理技術(shù)的應(yīng)用：MPR及CPR重組是簡單的、成熟的后處理技術(shù)，因其成像迅速、圖像直觀等優(yōu)勢廣泛的應(yīng)用在CT掃描的各種檢查中，并在觀察周圍神經(jīng)中取得一定成果[13-16]，但CT的放射劑量問題一直無法得到很好的解決。以往由于MRI多為間隔掃描，重組圖像分辨率不足，MPR及CPR重組技術(shù)很少應(yīng)用。但近年來隨著核磁3D技術(shù)的發(fā)展及無間隔掃描的應(yīng)用，重組技術(shù)已越來越多的應(yīng)用到核磁圖像中來。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三維容積采集，圖像更容易進(jìn)行后處理。它們可以沿椎管內(nèi)、外的脊神經(jīng)三維走行方向進(jìn)行重組，使其在二維平面圖像中顯示出神經(jīng)連續(xù)的形態(tài)，更好的觀察脊神經(jīng)與周圍組織間的關(guān)系。

綜上所述，3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三維容積采集，都有較高的軟組織分辨率及信噪比，均能有效的縮短掃描時(shí)間，可以在掃描范圍內(nèi)較好的觀察椎管內(nèi)、外的脊神經(jīng)。但它們的側(cè)重點(diǎn)又不相同，3D-FIESTA序列中椎管內(nèi)脊神經(jīng)呈低信號(hào)，在腦脊液的高信號(hào)中對(duì)比明顯。而3D-T2*FGRE序列中椎管外脊神經(jīng)呈高信號(hào)，相鄰椎間盤呈稍低信號(hào)，椎體呈低信號(hào)，對(duì)比明顯。聯(lián)合應(yīng)用這兩種序列并結(jié)合MPR及CPR重組技術(shù)，可以為臨床提供直觀、準(zhǔn)確的脊神經(jīng)情況。

[1] Tilson ER,Strickland GD,Gibson SD.An overview of radiography, computed tomography, and magnetic resonance imaging in the diagnosis of lumbar spine pathology[J]. Orthop Nurs,2006,25(6):415-420.

[2] Ropper AH,Zafonte RD.Sciatica[J].New Engl J Med,2015,372(13):1240.

[3] Ning D,Sun M,Sun B,et al.Magnetic resonance imaging with three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition with phase-cycled and short T1 inversion recovery pulse sequence for evaluating brachial plexus injury[J].NRR,2011,6(14):1097-1102.

[4] Senocak O,Hürel DM,Sener U,et al.Motor conduction time along the cauda equina in patients with lumbar spinal stenosis[J].Spine,2009,34(13):1410-1414.

[5] Byun WM,Jang HW,Kim SW.Three-dimensional magnetic resonance rendering imaging of lumbosacral radiculography in the diagnosis of symptomatic extraforaminal disc herniation with or without foraminal extension[J].Spine,2012,37(10):840-844.

[6] 孫莉華,宋云龍,畢永民,等.3.0 T MR IDEAL序列成像應(yīng)用于腰骶神經(jīng)根受壓的初步臨床研究[J].臨床軍醫(yī)雜志,2015,43(3):285-289.

[7] Eguchi Y,Ohtori S,Orita S,et al.Quantitative evaluation and visualization of lumbar foraminal nerve root entrapment by using diffusion tensor imaging: preliminary results[J].Ajnr Am J Neuroradiol,2011,11(32):1824-1829.

[8] Xiong Y,Kong XQ,Xu HB.The diagnostic value of MR 3D-CISS sequence in spinal dural arteriovenous malformations[J].J Med Imag,2004,14(6):436-438.

[9] 寧殿秀,徐斌,孫美玉,等.Ⅴ～Ⅷ顱神經(jīng)及其病變的高分辨率MR影像學(xué)研究[J].中華神經(jīng)外科疾病研究雜志,2016,15(5):427-429.

[10] Tarnaris A,Renowden S,Coakham HB.A comparison of magnetic resonance angiography and constructive interference in steady state-three-dimensional Fourier transformation magnetic resonance imaging in patients with hemifacial spasm[J].Birt J Neurosurg,2007,21(4):375-381.

[11] 楊正漢,馮逢,王霄英.磁共振成像技術(shù)指南[M].2版.北京:人民軍醫(yī)出版社,2010.

[12] 陳細(xì)香,查云飛,劉昌盛,等.3DMERGE序列在腰骶叢神經(jīng)成像中的應(yīng)用[J].影像診斷與介入放射學(xué),2015(5):413-416.

[13] 呂喆,劉正,楊帆,等.CT神經(jīng)同層顯示技術(shù)對(duì)腰骶神經(jīng)根變異的診斷價(jià)值[J].中國脊柱脊髓雜志,2016,26(12):1082-1086.

[14] 張彥,劉勝全,李曉楠,等.MSCT重組同層顯示脛神經(jīng)及其分支的影像表現(xiàn)及解剖特點(diǎn)探討[J].臨床放射學(xué)雜志,2014,33(6):909-911.

[15] 呂喆,常天靜,樊文鑫,等.CT重組技術(shù)同層顯示股神經(jīng)與腰叢神經(jīng)[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2017,33(1):110-113.

[16] 林井副,李燕英,王占宇,等.腰神經(jīng)根CT多平面重組同層顯示的解剖學(xué)特征及臨床價(jià)值探討[J].中華放射學(xué)雜志,2007,41(6):645-649.