腰骶叢DTI對慢性炎性脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)根神經(jīng)病的診斷價值

李沖， 朱恂， 趙彥胤， 劉含秋

慢性炎性脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)根神經(jīng)病(chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy,CIDP)是一種免疫介導的慢性神經(jīng)根神經(jīng)病，典型臨床表現(xiàn)為持續(xù)8周以上的對稱性四肢遠端的感覺與運動障礙，腦脊液蛋白升高及神經(jīng)傳導速度減慢。CIDP的病理改變主要是神經(jīng)的脫髓鞘化。CIDP診斷的金標準是穿刺活檢。但穿刺活檢是有創(chuàng)檢查，臨床應用困難。盡管臨床癥狀和肌電圖可提示診斷，但都是間接診斷，無法直接觀測神經(jīng)根損害。磁共振檢查可直接顯示神經(jīng)根形態(tài)學和信號變化，為CIDP臨床診斷提供幫助。早期的研究表明，對CIDP患者行臂叢神經(jīng)MRI檢查，提示神經(jīng)根及臂叢神經(jīng)的增粗及T2信號增高，亦可伴有病變神經(jīng)的異常強化[1-4]。筆者另一項的研究表明，CIDP患者腰骶叢較健康者增粗具有診斷意義，然而對個體病例來說，并不是每一個CIDP患者的腰骶叢都在MRI成像上具有增粗和信號增強的改變，尤其在初次發(fā)病或者病程較短的病例中[5]，神經(jīng)根形態(tài)學和信號均未發(fā)生明顯改變。

擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種非侵襲性檢查方法，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中應用廣泛[6]。DTI不同于常規(guī)MRI檢查，它可以提供常規(guī)磁共振形態(tài)學改變以外的神經(jīng)擴散功能信息。尤其是神經(jīng)組織的各向異性變化，可以提供神經(jīng)的完整性與否等更多信息。在之前一些報道中，神經(jīng)擴散加權成像用來顯示增粗的周圍神經(jīng)[5]，有研究[5,7]對臂叢及腰骶叢神經(jīng)測量了表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)的變化，還有對CIDP患者周圍神經(jīng)比如脛神經(jīng)進行DTI成像，行各向異性指數(shù)的測量與比較，但對CIDP患者腰骶叢神經(jīng)的DTI參數(shù)變化尚未見有研究報道。

材料與方法

1.研究對象

經(jīng)臨床診斷為16例CIDP患者為實驗組。CIDP診斷標準參考2010歐洲神經(jīng)學會/外周神經(jīng)協(xié)會聯(lián)合會(EFNS/PNS)第一版CIDP診斷及治療指南[8]。招募11名健康志愿者，進行DTI掃描，志愿者納入標準為：均無頭頸部及肩頸部不適，無脊柱外傷、手術病史，無MRI檢查禁忌癥。

2.數(shù)據(jù)采集

采用3.0T GE Discovery MR750磁共振掃描儀進行腰骶叢神經(jīng)掃描，使用脊柱線圈，實驗組及對照組病例均采用仰臥位，頭先進的方式，磁場中心定于肚臍。常規(guī)MRI腰椎序列：矢狀面T2WI FSE (TR 2566 ms，TE 121 ms)，層厚4 mm，圖像層數(shù)11層，矩陣352×256，掃描時間1 min 41 s。矢狀面T1WI FSE(TR 803 ms，TE 8.5 ms)，層厚4 mm，圖像層數(shù)11，矩陣320×192，掃描時間2 min 27 s。橫軸面T2WI (TR 4837 ms，TE 120 ms)，層厚3.5 mm，圖像層數(shù)23，矩陣320×224，掃描時間2 min 56 s。冠狀面STIR(TR 6000 ms，TE 47 ms，TI 180 ms)，層厚1.8 mm，圖像層數(shù)32層，矩陣320×224，掃描時間11 min 32 s。腰骶叢神經(jīng)DTI成像序列包括：橫軸面DTI，TR 3968 ms，TE 73.3 ms；層厚3 mm，矩陣128×128，b值600 s/mm2，方向25 directions，掃描時間10 min 32 s。掃描線平行于椎間盤，掃描范圍包括L4～S1椎體。

3.圖像處理和分析

采用GE ADW4.6工作站，F(xiàn)unctool Tensor打開DTI圖像，軟件自動計算出FA、λ1、λ2和λ3參數(shù)圖。然后將各參數(shù)圖分別與橫軸面FSE T2WI解剖圖像進行融合，以解剖圖像為參考，由兩名神經(jīng)放射學醫(yī)師用標記興趣區(qū)(region of Interest，ROI)對每個層面所顯示的神經(jīng)行FA、λ1、λ2、λ3值測量。ROI為圓形，面積約10 mm2，盡量放置于神經(jīng)橫軸面中心處，以減少部分容積效應的影像。每個ROI測量兩次，取平均值，所得λ1、λ2及λ3值通過公式計算得出相應神經(jīng)的軸向擴散系數(shù)(axialdiffusivity，AD)，徑向擴散系數(shù)(radial diffusivity，RD)及平均擴散系數(shù)(mean diffusivity，MD)。每個病例采集圖像28～35層，每個病例所測得左右兩側(cè)數(shù)值共40～100個(圖1)。

4.統(tǒng)計分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，病例組和對照組的DTI參數(shù)的FA、AD、RD、MD值采用兩獨立樣本t檢驗。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

病例組16例，男13例，女3例，平均年齡(42±17)歲，病例所測得的FA值為0.239±0.071，AD值為(5.114±0.394)×10-3mm2/s，RD值為(5.646±0.310)×10-3mm2/s，MD值為(4.802±0.323)×10-3mm2/s；對照組共11例進行了腰骶叢DTI序列采集，男7例，女4例，平均年齡(37±11)歲，所測得FA值為0.342±0.802，AD值為(5.004±0.702)×10-3mm2/s，RD值為(4.543±0.547)×10-3mm2/s，MD值為(4.697±0.500)×10-3mm2/s。CIDP組與健康對照組相比，F(xiàn)A及ADC值明顯下降，AD、RD、MD值明顯升高(P均<0.05)，見表1、2。

表1 CIDP組與健康對照組DTI參數(shù)測量值

表2 CIDP組與健康對照組DTI直接測量值

圖1 神經(jīng)根DTI參數(shù)值測量方法。a) 冠狀面STIR圖像； b) DTI與解剖圖像T2WI匹配，確認神經(jīng)根解剖位置在DTI圖像上顯示； c) ADC圖像； d～f) 為b=0的DTI圖像其中三層，每一層可見的雙側(cè)神經(jīng)根處都放一個ROI，大小約10mm2，選取點盡量放在神經(jīng)根中心處，以減少部分容積效應的影響。

討 論

DTI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中應用廣泛[6,9]，它不同于常規(guī)MRI檢查，可以對成像成分提供更多微觀上的信息。尤其是神經(jīng)纖維的各向異性變化，可以提供神經(jīng)的完整性與否等更多信息[10]。但目前對于周圍神經(jīng)的DTI研究中也有應用[11]。Takagi等[12]在測量大鼠坐骨神經(jīng)DTI參數(shù)時，只選擇了三處測量點。Chhabra等[13]在圖像配準后只在周圍神經(jīng)腫瘤性病變實性部分手動畫取ROI測量DTI參數(shù)值。在本研究中，對掃描范圍內(nèi)所有顯示腰骶叢神經(jīng)的層面都進行了DTI參數(shù)測量，測量值最少也達40個，最多達100多個，每個層面均由兩名放射科醫(yī)生分別進行測量，并取平均值進行統(tǒng)計學分析，最大程度的確保了數(shù)據(jù)測量的可重復性。在CIDP的DTI研究中，利用此種方法進行參數(shù)測量研究尚屬首次。

在本研究中，對DTI每一個參數(shù)值的測量，均先通過橫軸面DTI參數(shù)圖與橫軸面T2WI圖像行解剖學融合，并選擇神經(jīng)解剖顯示較清晰的T2WI解剖圖像作為參考，放置ROI，確保了DTI參數(shù)的ROI放置的準確性。各ROI放置位置盡量選擇神經(jīng)根中心處，以減少部分容積效應的影響。

DTI所有參數(shù)中，F(xiàn)A值在先前的周圍神經(jīng)DTI研究中被廣泛應用。在本研究中也發(fā)現(xiàn)，CIDP病例組FA值較健康對照組明顯降低，提示所測量神經(jīng)纖維的各向異性是降低的，神經(jīng)纖維內(nèi)自由水分子的擴散更傾向于不受方向的限制，原來受制于神經(jīng)髓鞘的束縛作用越來越小，這與CIDP患者主要病理變化為神經(jīng)脫髓鞘相一致。

與FA值相比，AD和RD參數(shù)的使用相對較少，之前多用于對中樞神經(jīng)系統(tǒng)進行評估，但對其意義的解釋受到復雜的纖維結(jié)構的干擾，在中樞神經(jīng)臨床應用中難以區(qū)分軸突和髓鞘損害。而另一方面，由于外周神經(jīng)相對簡單的單向結(jié)構，因此對AD及RD的變化的解釋更加相對簡單，所以外周神經(jīng)可能更易通過AD與RD對軸突和髓鞘完整性進行評估。在既往對病變神經(jīng)DTI的成像的研究中，Eguchi和Pasquelle分別對椎間盤突出患者和先天性脊柱裂患兒行磁共振DTI成像，測量FA值并且對腰骶神經(jīng)叢進行纖維追蹤，結(jié)果表明DTI腰骶叢神經(jīng)成像具有可行性，并提供了健康對照的FA值及AD、RD、MD的參考值[14]。

軸索以及髓鞘的細胞膜是阻礙水分子自由擴散的一種屏障，因此在平行或是垂直于神經(jīng)纖維的方向上所進行的參數(shù)值的測量，能在一定程度上反應神經(jīng)纖維內(nèi)部的微觀環(huán)境是否有變化。對于本研究中的CIDP來說，病例組FA值明顯降低，AD、RD及MD均較對照組顯著升高。FA值降低說明神經(jīng)纖維中自由水分子的軸向擴散及徑向擴散程度都增加了，從而導致神經(jīng)纖維的各項異性程度減低，趨于各向同性。結(jié)合CIDP患者的周圍神經(jīng)活檢[15-16]，其神經(jīng)不斷脫髓鞘與髓鞘再生改變可導致神經(jīng)纖維發(fā)生炎癥、水腫性病變，最終導致水分子各個方向擴散程度增加。有研究報道，神經(jīng)的華勒式變性(Wallerian)可以導致水分子擴散的各向異性降低[17]。

在臨床工作中，對于CIDP患者的腰骶叢神經(jīng)病變的觀察，主要是通過MRI形態(tài)學成像，通過本研究發(fā)現(xiàn)，通過DTI的參數(shù)值也可以反映CIDP患者的腰骶叢神經(jīng)病變的微觀變化。