T2 mapping及擴散張量成像在兔坐骨神經(jīng)損傷中的應(yīng)用

陳燦燦，戴迪，吳獻華，牛長梅，王秀彬*

1.六安市中醫(yī)院腫瘤放療科，安徽六安 237000；2.南通大學附屬醫(yī)院影像科，江蘇南通 226001；3.南通大學醫(yī)學院研究生院，江蘇南通 226001；

周圍神經(jīng)損傷是臨床常見病癥之一，如何準確預(yù)判外周神經(jīng)病變情況至關(guān)重要。目前，擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）已用于評估外周神經(jīng)損傷，具有一定價值[1]。T2 mapping多數(shù)用于關(guān)節(jié)軟骨及心肌損傷成像[2-3]，近年來憑借其無創(chuàng)性以及定量分析等特點已嘗試用于外周神經(jīng)，但使用 T2值評估外周神經(jīng)損傷仍存在一定爭議[4]。本研究通過分析坐骨神經(jīng)損傷的T2值和各向異性分數(shù)（FA），探討T2 mapping及DTI評估兔坐骨神經(jīng)損傷的價值，為臨床應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 分組 選擇 15只清潔級新西蘭大白兔（SCXK 2016-0008），雌雄不限，體重2.2～3.0 kg。任意選取一側(cè)手術(shù)，以對側(cè)為對照，所有兔在損傷前、損傷后3 d及1、2、3、4周行MRI掃描和肢體功能評價，并于上述各時間段隨機處死1只兔行病理檢查。

1.2 坐骨神經(jīng)損傷模型制作 利用 3%戊巴比妥鈉1 ml/kg經(jīng)耳緣靜脈注射，麻醉成功后將白兔側(cè)臥位放置，右下肢為損傷側(cè)。無菌操作下，于股骨背側(cè)縱向切口，裸露股二頭肌，鈍性分離肌間隙游離坐骨神經(jīng)，在坐骨結(jié)節(jié)下約1.5 cm處用16 cm夾持鉗鉗夾神經(jīng)至最底部，持續(xù)約25 s，分層縫合傷口。對照側(cè)在左下肢僅行假手術(shù)，裸露神經(jīng)后縫合傷口。

應(yīng)重視理論政策研究，重點放在法規(guī)、政策和國家農(nóng)業(yè)發(fā)展方面。加強意識形態(tài)教育，靈活運用理論和政策指導農(nóng)業(yè)科研管理工作。在工作中表現(xiàn)出誠意是一種更高要求的職業(yè)道德品質(zhì)。在農(nóng)業(yè)科研管理過程中，還應(yīng)充分掌握國家的法律法規(guī)，根據(jù)規(guī)范和規(guī)章辦事。

1.3 MRI掃描 兔麻醉后，用自制工具將兔大腿彎曲，與身體約成90°固定，左側(cè)臥位放置于8通道膝關(guān)節(jié)線圈中。采用GE Signa HDxt 3.0T MR掃描儀于手術(shù)前、手術(shù)后3 d及1、2、3、4周行MRI掃描。掃描序列包括：T2WI：TE 60 ms，TR 2000 ms，層厚2 mm，層間隔0 mm，視野（FOV）13 cm×13 cm，矩陣 192×160；T2 mapping：TE 8.1、16.2、24.2、32.3、40.3、48.4、56.4、64.5 ms，TR 1500 ms，層厚 1.6 mm，層間隔0.4 mm，F(xiàn)OV 13cm×13cm，矩陣192×160，激勵次數(shù)1；DTI：TE 90 ms，TR 6000 ms，層厚2 mm，層間隔0 mm，F(xiàn)OV 13 cm×13 cm，矩陣96×96，激勵次數(shù)2，b=0、1000 s/ mm2，2個擴散權(quán)重，在25個方向施加擴散敏感梯度。

2.1 T2值和FA值的測定 夾傷神經(jīng)遠端各時間點T2值差異有統(tǒng)計學意義（F=18.977，P＜0.05），夾傷3 d T2值升高至最大，與對照側(cè)比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；1周T2值較對照側(cè)下降，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；2～4周 T2值下降但仍高于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；夾傷神經(jīng)近端3 d T2值升高，1周后與對照側(cè)差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖2。10支坐骨神經(jīng)中出現(xiàn)1支夾傷神經(jīng)遠端T2值在1周上升，2周下降。夾傷神經(jīng)遠端各時間點 FA值差異有統(tǒng)計學意義（F=13.617，P＜0.01），夾傷3 d FA值下降至最低，與對照側(cè)比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；1周FA值較對照側(cè)上升，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；2～4周FA值持續(xù)上升，與對照側(cè)比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01）；夾傷神經(jīng)近端3 d FA值下降，1周后與對照側(cè)差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見圖3。

2.4 病理改變 夾傷神經(jīng)遠端3 d髓鞘崩解、外膜腫脹、纖維變性；1周髓鞘退變、空泡變性嚴重；2周髓鞘結(jié)構(gòu)紊亂，神經(jīng)纖維稀疏；3～4周軸索變性，髓鞘崩解物質(zhì)被吸收，髓鞘再生（圖4）；夾傷神經(jīng)近端也出現(xiàn)輕微軸突腫脹，髓鞘中斷以及神經(jīng)纖維變性；對照側(cè)軸索排列整齊、神經(jīng)纖維排列規(guī)則緊密，染色均勻。

圖1 坐骨神經(jīng)ROI勾畫。A為T2 mapping偽彩圖ROI的勾畫；B為FA彩色編碼圖ROI的勾畫

1.6 病理檢查 15只兔在上述時間點MRI掃描和功能評分結(jié)束后分別隨機選取1只兔處死，取出夾傷神經(jīng)的遠端和近端組織各 8 mm，于 4%多聚甲醛中固定，24 h換 15%蔗糖，待組織下沉后換 30%蔗糖脫水。取出組織制作冰凍切片，切片厚度8 μm，切片結(jié)束后將組織放入37℃烘箱中烘干。常規(guī)HE染色，光學顯微鏡下觀察。1.7 統(tǒng)計學方法 利用SPSS 19.0軟件，符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示。不同時間點夾傷組與對照組T2值和FA值比較采用單因素方差分析，先檢查方差齊性，若方差不齊則用近似F檢驗Welch法，方差齊則采用Fisher法，組內(nèi)相互比較時，若方差齊則采用LSD法，若方差不齊則采用DunnettsT3檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。T2值和FA值與肢體功能的相關(guān)性采用Spearman等級相關(guān)分析。

1.5 功能評估 所有兔均于損傷前、損傷后3 d及1、2、3、4周對患肢行神經(jīng)功能評估，包括改良Tarlov評分以及趾展反射[5]，神經(jīng)功能評分為兩者之和。趾展反射分為4級，1級：腳趾不能張開；2級：腳趾輕微張開；3級：腳趾張開程度小于正常；4級：腳趾張開正常。1～4級分別記為1～4分。改良Tarlov評分分5級，0～4級分別為0～4分，0級：肢體癱瘓，針刺無反應(yīng)；1級：針刺足部見細微反應(yīng)；2級：手壓足部無明顯抵抗；3級：手壓足部見明顯抵抗，行走不穩(wěn)；4級：步態(tài)正常。

2 結(jié)果

從圖1中可以看出,隨著溫度的升高,平衡含水率略有下降;隨著水活度的增大,平衡含水率也增大,但其增大值明顯大于隨溫度升高所產(chǎn)生的減小值。這充分說明,水活度比溫度對平衡含水率有更大的影響作用。同時，在金銀花吸濕的過程中,在水活度大于85%的范圍內(nèi),金銀花的平衡水分有大幅度的增加。

圖2 T2值隨時間的變化曲線

圖3 FA值隨時間的變化曲線

3.2 T2值與FA值的變化及病理基礎(chǔ) 本實驗中，9只白兔坐骨神經(jīng)在損傷 3 d T2值上升，較對照側(cè)有差異，可能與髓鞘變性、組織水腫以及炎癥反應(yīng)等有關(guān)；損傷1～4周，T2值下降但高于對照側(cè)，可能與髓鞘再生、少量神經(jīng)纖維修復有關(guān)。本研究結(jié)果與Shen等[14]的研究結(jié)果基本一致，該研究顯示兔坐骨神經(jīng)損傷后3 d神經(jīng)纖維變性，1周髓鞘大量崩解，2～10周髓鞘崩解物被吸收、神經(jīng)纖維再生，T2值的改變與病理變化一致。本實驗中，出現(xiàn)1只白兔坐骨神經(jīng)夾傷遠端T2值在1周時上升，推測可能是個體差異，對損傷反應(yīng)程度不同；損傷近端在損傷3 d T2值有輕微上升，這可能與血管通透性增加以及炎癥反應(yīng)有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)損傷早期腫脹程度以及信號變化不大肉眼難以分辨，易造成誤判，而T2 mapping可定量測量神經(jīng)信號，對早期診斷神經(jīng)損傷較為準確。陳鏡聰?shù)萚15]報道兔坐骨神經(jīng)牽拉傷的DTI，結(jié)果表明神經(jīng)牽拉遠端FA值在損傷3 d下降，1周后上升，其變化趨勢與病理改變一致，有良好的相關(guān)性。本研究中，神經(jīng)損傷遠端3 d FA值下降，病理表現(xiàn)為軸索腫脹、髓鞘崩解；損傷1～4周FA值上升，病理表現(xiàn)為神經(jīng)纖維修復，髓鞘崩解物被吸收，提示神經(jīng)損傷遠端FA值隨時間的變化與病理學改變一致。

表1 兔坐骨神經(jīng)損傷側(cè)功能評分（n=10，只）

2.3 T2值和FA值與肢體功能的相關(guān)性 T2值與功能評分呈負相關(guān)（r=-0.884，P＜0.05）；FA值與功能評分呈正相關(guān)（r=0.975，P＜0.05）。

添加設(shè)備要求：混合機宜采用高速混合機如雙軸槳葉混合機和單軸槳葉混合機，以便使飼料和添加的微液滴充分混勻；水的噴霧系統(tǒng)宜采用多噴嘴式，能將水噴成粒徑均勻的微液滴，且能均勻噴到飼料表面并避免噴到混合機機壁上。液體的計量誤差應(yīng)不大于0.5%[2]。

1.4 MRI定量分析 觀察各序列不同時間點損傷側(cè)和對照側(cè)坐骨神經(jīng)信號及形態(tài)的改變，取完整數(shù)據(jù)的10只兔圖像導入GE ADW 4.5工作站進行圖像后處理。由同一醫(yī)師進行定量測量：①T2值測量：T2 mapping圖像運用Functool軟件，調(diào)節(jié)閾值，生成偽彩圖，在損傷神經(jīng)遠端、近端和對照側(cè)對應(yīng)部位設(shè)置3個感興趣區(qū)（ROI）測定T2值（圖1A），面積為12 mm2，測量3次取平均值為T2值。②FA值測量：DTI圖像選擇Functool軟件，校正后調(diào)節(jié)閾值完全覆蓋神經(jīng)，利用Fiber Tracking功能得到FA彩色編碼圖，在損傷神經(jīng)近端、遠端和對照側(cè)對應(yīng)部位設(shè)置3個ROI測量FA值（圖1B），面積為3 mm2，測量3次取平均值為FA值。

圖4 坐骨神經(jīng)病理圖以及對應(yīng)的MRI圖像。A.對照組神經(jīng)纖維排列規(guī)則；B～E分別為損傷神經(jīng)遠端3 d～4周，髓鞘崩解、神經(jīng)纖維變性；F為損傷神經(jīng)近端3 d圖，神經(jīng)纖維變性（HE，×200）。G～J為損傷3 d、1周、2周、4周對應(yīng)的MRI圖像

3 討論

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展十分迅速，這種迅速的發(fā)展帶來了爆炸般的信息增長量，這種增長以及其數(shù)據(jù)本身的價值帶來了對大數(shù)據(jù)進行處理的訴求和要求，這就促使對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不斷優(yōu)化。相比較于傳統(tǒng)的核算方式，大數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)準確性提高了會計的工作效率。大數(shù)據(jù)的分析，首先信息可以被嚴格規(guī)范的標準進行篩選，雖然對這些篩選出的信息進行分析，這就可以做到預(yù)估出今后的發(fā)展趨勢，可以更為精準地估算出今后進行生產(chǎn)所需的預(yù)算以及原材料的數(shù)量。企業(yè)也可根據(jù)不同的情況，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來動態(tài)制定策略，提高企業(yè)的適應(yīng)力，使得企業(yè)更能理解和分析市場形勢，有利于占領(lǐng)市場并且杜絕了企業(yè)的風險，提高了企業(yè)的效益。

2.2 肢體功能變化 所有兔夾傷3 d均出現(xiàn)趾展功能消失、皮膚發(fā)炎、運動功能障礙；2周部分動物出現(xiàn)后肢指甲脫落缺失、皮膚潰瘍、后肢稍抬高；4周潰瘍消失、后肢可輕微觸地，有輕微趾展反射；對照側(cè)后肢行動敏捷，趾展功能完全正常（表1）。

3.1 DTI及 T2 mapping在外周神經(jīng)成像中的應(yīng)用周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)復雜，分支較多，是臨床神經(jīng)病變診斷的難題。MRI能在較短時間內(nèi)采集更多的高信噪比圖像，從而可以清晰地顯示人體神經(jīng)的細微結(jié)構(gòu)以及病變部分。既往學者對T2 mapping和DTI序列進行了研究[6-7]，T2 mapping是梯度回波技術(shù)，可量化顯示組織內(nèi)的生化成分，其掃描時間短、信噪比高、圖像對比度清晰[8]。T2時間能較早地反映損傷組織內(nèi)含水量的改變，而T2時間的變化是組織病理變化最敏感的指標，因此其在評估神經(jīng)損傷方面有一定的價值。DTI是根據(jù)理想狀態(tài)下水分子的高斯分布特點，在擴散加權(quán)成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的神經(jīng)成像術(shù)。陳鏡聰?shù)萚9]報道1.5T MR兔坐骨神經(jīng)牽拉傷的DTI，結(jié)果表明FA值可動態(tài)反映損傷神經(jīng)的恢復情況。孫翀鵬等[5]和鄒喬等[10]采用 1.5T MR兔專用線圈對兔坐骨神經(jīng)損傷模型進行DTI研究。以上實驗設(shè)備均為1.5T MR，神經(jīng)顯示完整圖像清晰，但圖像信噪比略低于高場強的 DTI[11]。錢海峰等[12]研究 DTI在腰椎間盤突出中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)DTI可完整顯示神經(jīng)纖維束的方向，但其對磁場要求較高，3.0T MR的圖像信噪比幾乎是1.5T MR的2倍。因此，本研究參考鄒喬等[10]的方法自制兔坐骨神經(jīng)夾傷模型，運用3.0T MR膝關(guān)節(jié)線圈對兔坐骨神經(jīng)夾傷模型行DTI和T2 mapping掃描，結(jié)果顯示損傷3 d T2值上升，F(xiàn)A值下降；1～4周T2值下降，F(xiàn)A值上升，與文獻[9]結(jié)果一致。FA值與肢體功能的相關(guān)程度（r=0.975）較其他研究結(jié)果[13]更高，可能是因為實驗設(shè)備和線圈不同，3.0T MR對神經(jīng)損傷更敏感。

3.3 T2值、FA值與肢體功能的相關(guān)性 Shen等[14]研究表明T1值與T2值均可評價兔坐骨神經(jīng)損傷，且T2值的改變與肢體功能有較好的相關(guān)性。而何建勛等[4]報道，T2 mapping對坐骨神經(jīng)放射性損傷的細微結(jié)構(gòu)不敏感，其T2值與神經(jīng)功能評分不相關(guān)。本研究中損傷神經(jīng)遠端T2值在損傷3 d升高，此時白兔肢體功能完全喪失，1～4周 T2值下降，此時白兔肢體功能逐漸恢復，T2值與肢體功能的變化在時間上一致。Spearman相關(guān)分析顯示，T2值與功能評分呈負相關(guān)（r=-0.884，P＜0.05），表明T2值可直觀定量地反映損傷神經(jīng)的恢復情況，與肢體功能評分有良好的相關(guān)性，與Shen等[14]的報道一致，而與何建勛等[4]的報道不同，推測可能是由于損傷模型以及測量時間不同，T2 mapping對鉗夾傷更為敏感。損傷神經(jīng)遠端FA值在夾傷3 d下降，1～4周上升與肢體功能變化過程同步，F(xiàn)A值與功能評分呈正相關(guān)（r=0.975，P＜0.05），表明FA值與肢體功能有良好的相關(guān)性。

總之，T2值和FA值隨時間的變化與病理學改變以及肢體功能變化過程同步，其中T2 mapping對神經(jīng)夾傷的病理學變化較為敏感。因而通過T2 mapping和DTI序列可清晰、直觀地顯示兔坐骨神經(jīng)損傷的變化。但本實驗方法尚有待改進，樣本量及觀察時間不足，結(jié)果仍需要大樣本研究證實。

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