基于穩(wěn)態(tài)的三維彌散加權序列MRI臂叢神經(jīng)成像在臂叢神經(jīng)損傷診斷中的應用

秦本剛 楊建濤 向劍平 張中偉 李平 戚劍 王洪剛 朱慶棠 劉小林 顧立強

臂叢神經(jīng)損傷是創(chuàng)傷骨科常見的且致殘率很高的損傷，目前仍是創(chuàng)傷骨科治療的一大難點[1]。臂叢神經(jīng)損傷早期準確的診斷是選擇手術時機和合適手術方法的前提，但目前尚缺乏理想的診斷方法[2]。電生理檢查是臨床常用的診斷方法，但準確率低，定位差，在損傷4周后檢查才有意義[3]。椎管造影和頸脊髓造影CT掃描(computed tomgraphy myolography，CTM)是臨床常用的輔助診斷手段，但都是間接征象，無法直接反映椎管外的損傷情況。既往MRI檢查多集中于正常神經(jīng)及臂叢腫瘤的研究，報道結果不一[4]。隨著高分辨率MRI的出現(xiàn)及神經(jīng)成像技術的提高，正常臂叢神經(jīng)的顯像已成為可能，且MRI的無創(chuàng)性使其成為診斷臂叢神經(jīng)損傷的最有潛力的方法[5]。本研究主要探討基于穩(wěn)態(tài)的三維彌散加權序列(three-dimensional diffusion-weighted steady-state free precession，3D DW-SSFP)的MRI臂叢神經(jīng)成像技術在診斷成人臂叢神經(jīng)損傷的臨床應用價值。

資料與方法

一、資料

回顧分析2007年1月至2012年12月中山大學附屬第一醫(yī)院行3D DW-SSFP臂叢神經(jīng)成像檢查的33例臂叢神經(jīng)根性撕脫傷患者的病歷資料。33例臂叢神經(jīng)損傷患者術前均行肌電圖和臂叢神經(jīng)MRI檢查，損傷的具體情況均由術中證實。其中，男30例，女3例。年齡(33.47±7.41)(16～52)歲。左側21例，右側12例。受傷至MRI檢查時間(3.67±1.42)個月。受傷原因：摩托車交通事故傷19例，汽車交通事故傷10例，墜落傷2例，機械牽拉傷2例。

二、MRI檢查方法

使用德國Siemens公司生產(chǎn)的3.0T超導型成像儀，線圈選擇頸部陣列線圈加頸后脊柱表面線圈，并結合敏感度編碼技術。患者取仰臥位，頸椎呈常規(guī)體位，磁場中心定于C6椎體，所有患者均行頸部常規(guī)MRI掃描。囑患者在掃描過程中盡量避免吞咽，以腹式呼吸為主。如患者有灼性神經(jīng)痛引起的上肢痙攣，檢查前給予適當?shù)闹雇磩┡c鎮(zhèn)靜劑以預防檢查時肢體不自主動作帶來的干擾。

三、觀察和評價標準

1.正常臂叢神經(jīng)評價：以患者的健側為正常臂叢神經(jīng)，在1名具有資質(zhì)的放射科醫(yī)生協(xié)助下觀察健側臂叢神經(jīng)的成像特點，對可清晰顯示的椎管內(nèi)臂叢神經(jīng)根，神經(jīng)節(jié)和椎管外的臂叢神經(jīng)根、干、股、束進行計數(shù)。

2.臂叢神經(jīng)損傷的評價：觀察并分析患者的患側臂叢神經(jīng)損傷的影像學特點，并與術中檢查結果進行對比。

結 果

一、正常臂叢神經(jīng)的影像學特點

臂叢神經(jīng)在MRI原始圖像上均表現(xiàn)為高信號，神經(jīng)節(jié)為高亮信號。33例患者中，26例可清晰顯示臂叢神經(jīng)節(jié)后部分，22例可清晰顯示臂叢神經(jīng)的節(jié)前部分。(1)節(jié)前部分的影像學特點：椎管內(nèi)的神經(jīng)根絲呈低信號的細條狀影，在椎間孔附近膨大為神經(jīng)節(jié)，呈高亮信號。在矢狀面和橫斷面可清晰觀察到神經(jīng)根絲，在冠狀面和矢狀面可清晰觀察到神經(jīng)節(jié)(圖1)。(2)節(jié)后部分的影像學特點：臂叢神經(jīng)節(jié)后部分表現(xiàn)由C5～8和T1神經(jīng)椎間孔旁起始的條索狀高信號結構，自神經(jīng)節(jié)向鎖骨下及腋窩集中，其中C5～8和T1神經(jīng)根及其合成的上、中、下3干清晰可見。在MRI影像上也可觀察到股束部，但由于該處的解剖結構比較集中，無法分出單股或單束(圖2)。

二、正常臂叢神經(jīng)成像計數(shù)結果

33例患者正常臂叢神經(jīng)的根、干部顯示最清晰，各為30例(90.9%)。其次為神經(jīng)節(jié)和股束部，分別為28例(84.9%)和26例(78.8%)。椎管內(nèi)的神經(jīng)根絲顯示最差，為21例(63.6%)。

圖1 神經(jīng)根絲MRI圖像 A 冠狀面，白色箭頭為椎管內(nèi)神經(jīng)根絲 B 矢狀面，白色箭頭為神經(jīng)節(jié) C 冠狀面，白色箭頭為神經(jīng)節(jié)

三、臂叢神經(jīng)損傷的影像學特點

1.臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷的MRI特點：33例患者中，節(jié)前損傷23例，節(jié)后損傷10例。(1)創(chuàng)傷性脊膜囊腫是位于椎間孔內(nèi)外的高密度影，形態(tài)多樣，基本形狀為三角形。共51個，左側31個，右側20個。(2)脊髓偏移16例，向健側偏移11例，向患側偏移5例。(3)脊髓變形6例。

33例患者手術共探查103根神經(jīng)根，陽性96根，陰性7根(表1)。MRI對臂叢神經(jīng)損傷的節(jié)前損傷診斷的敏感性、特異性和準確性分別為96.88%、90.29%和94.18%。經(jīng)χ2檢驗，MRI成像與手術探查結果差異無統(tǒng)計學意義(P=0.23)。

表1 MRI檢查結果與術中探查結果比較(根)

2.臂叢神經(jīng)節(jié)后損傷的MRI特點：33例患者中能清晰顯示節(jié)后神經(jīng)26例，其中10例有損傷，具體表現(xiàn)為：(1)神經(jīng)中斷，神經(jīng)斷裂后向遠端回縮，局部神經(jīng)結構消失，為瘢痕或血腫組織代替，MRI影像觀察不到神經(jīng)外形。(2)神經(jīng)信號異常，在T2加權像呈高亮信號，神經(jīng)明顯增粗，增粗的神經(jīng)與正常神經(jīng)之間分界不清(圖3，4)。(3)神經(jīng)走形異常，失去正常光滑的神經(jīng)走形，蜿蜒屈曲，甚至卷曲。(4)損傷神經(jīng)周圍軟組織異常信號，包括前斜角肌瘢痕化和損傷神經(jīng)周圍局部瘢痕形成，MRI表現(xiàn)為T2加權像呈高信號。

討 論

一、MRI在成人臂叢神經(jīng)損傷診斷和治療中的意義

制約全臂叢根性撕脫傷后上肢尤其手部功能恢復的因素極其復雜，其中最主要的因素是受傷時間和治療時機[2]，而這取決于早期的診斷。MRI檢查對臂叢神經(jīng)結構顯示程度對于臂叢神經(jīng)損傷的診斷和治療有著重要意義[6-8]。目前，臂叢神經(jīng)損傷患者的早期損傷程度的判斷以及手術時機、手術方式的選擇仍然是難題。在臨床上，臂叢神經(jīng)損傷的患者往往需觀察3～6個月，神經(jīng)功能無恢復的情況下才決定手術探查，而臂叢神經(jīng)根性撕脫傷往往需要在盡可能短的時間內(nèi)進行手術干預[9-10]。這種以等待代替診斷的方法導致患者錯失了早期手術的最佳時機，因此急需一種早期、可靠、準確、無創(chuàng)的臂叢神經(jīng)損傷診斷方法。治療方法的不斷改進，高分辨率MRI的出現(xiàn)及神經(jīng)成像技術的成熟使臂叢神經(jīng)損傷的早期診斷成為可能。

二、基于穩(wěn)態(tài)的3D DW-SSFP

近年來，綜合運用周圍神經(jīng)成像序列掃描后期三維重建顯示周圍神經(jīng)的技術逐漸成為研究的熱點。2007年，F(xiàn)reund等[11]采用多平面三維重建技術成功重建了正常人的坐骨神經(jīng)。Viallon等[12]將單向三維短T2反轉恢復序列成像應用于正常的臂叢神經(jīng)及臂叢神經(jīng)腫瘤，能清楚顯示臂叢神經(jīng)腫瘤與臂叢神經(jīng)的關系。Zhang 等[13]自行設計的基于穩(wěn)態(tài)的3D DW-SSFP成像技術可清楚顯示顱神經(jīng)的主干和分支。

圖2臂叢神經(jīng)冠狀面，右側為正常的臂叢神經(jīng)，可清楚顯示臂叢神經(jīng)的根、干、股部圖3臂叢神經(jīng)冠狀面顯像，左側為健側，右側為患側，黑色箭頭為異常片狀高信號影圖4臂叢神經(jīng)冠狀面顯像，左側為患側，細白色箭頭為創(chuàng)傷性脊膜囊腫，粗白箭頭為撕脫的C5～6神經(jīng)根，近端明顯變寬

與其他梯度回波序列相比，基于穩(wěn)態(tài)的3D DW-SSFP回波信號是由射頻激發(fā)產(chǎn)生的，具有明顯的T2對比特征。由于是射頻激發(fā)產(chǎn)生回波信號，自旋弛豫受磁場不均勻性影響較小。3D DW-SSFP序列在神經(jīng)成像中具以下優(yōu)勢：(1)通過梯度回波獲得具有T2對比特征的回波信號，能在合理的掃描時間內(nèi)獲得足夠高的分辨率且受磁場不均勻性影響較小。采用水激發(fā)脂肪抑制技術，受化學位移影響較小，此外采用擴散梯度的方法可以有效地抑制液體信號[12]。(2)該序列為三維傅立葉成像，可對原始圖像進行各種后處理，獲得任意層面的圖像。由于3D DW-SSFP信號需要一定的穩(wěn)態(tài)條件，因此運動的自旋質(zhì)子如血流會表現(xiàn)為信號丟失[14]，這對于成像非常細小的神經(jīng)，尤其是當細小的神經(jīng)結構位于較大的血管周圍時更為突出。本研究采用該序列對臂叢神經(jīng)的顯像進行了嘗試，可以清楚顯示臂叢神經(jīng)的各個部分，成像穩(wěn)定。

三、臂叢神經(jīng)損傷的MRI特點及臨床意義

1.椎管內(nèi)臂叢神經(jīng)損傷的MRI特點：(1)假性腦脊膜膨出，表現(xiàn)為損傷側脊髓的高信號，是由于神經(jīng)鞘膜瘤撕脫后腦脊液外溢所致，提示有神經(jīng)根撕脫。這種征象在本研究中最多見，是根性撕脫傷的標志。(2)損傷側神經(jīng)前后根間隙增寬，與健側相比不對稱。神經(jīng)前后根的間隙在MRI上表現(xiàn)為低信號，損傷側的臂叢神經(jīng)后根間隙在水平面上明顯增寬，或表現(xiàn)為不對稱。這種征象不僅表現(xiàn)在損傷平面的神經(jīng)根，也可表現(xiàn)在與其相鄰的未損傷平面的神經(jīng)根，原因可能是損傷時臂叢神經(jīng)向外牽拉所致。(3)與健側對比可見神經(jīng)節(jié)消失，冠狀面多見。正常神經(jīng)節(jié)的MRI影像學表現(xiàn)為圓形的高信號影，直徑略大于相應的神經(jīng)根，多個神經(jīng)節(jié)縱行排列，臂叢神經(jīng)損傷后，損傷側的上述征象消失，神經(jīng)節(jié)的部位顯示較健側信號強度高，面積大。(4)脊髓可向健側或患側移位，是由于脊髓受暴力牽拉后神經(jīng)根或束狀韌帶斷裂所致，完全斷裂向健側移位，部分斷裂向患側移位。(5)脊髓變形表現(xiàn)為脊髓失去正常的橢圓形，是由于局部脊膜囊腫壓迫所致。

2.椎管外臂叢神經(jīng)損傷的MRI特點：(1)神經(jīng)中斷，神經(jīng)斷裂后向遠端回縮，局部神經(jīng)結構消失，為瘢痕或血腫組織代替，MRI影像觀察不到神經(jīng)外形。這種情況如果發(fā)生在早期，需立即手術探查，損傷的神經(jīng)大部分可以直接縫合，如發(fā)現(xiàn)較晚，局部瘢痕較重，術中剝離困難，神經(jīng)回縮距離較長，很難直接縫合，可采取神經(jīng)移位的方法修復。(2)神經(jīng)增粗，且存在連續(xù)性，表現(xiàn)為T2加權像呈高亮信號，損傷側神經(jīng)較健側明顯增粗，增粗的神經(jīng)與正常神經(jīng)之間尚清楚。對于這種情況是需要手術干預還是保守治療，目前尚難定論。本組33例患者中有6例出現(xiàn)上述表現(xiàn)，經(jīng)術中探查發(fā)現(xiàn)神經(jīng)質(zhì)地稍硬，電刺激病變神經(jīng)可引起相應的肌肉收縮，僅需行神經(jīng)松解術。(3)長段片狀高密度影，神經(jīng)與周圍軟組織分解不清，這種表現(xiàn)較根性撕脫傷更為嚴重，處理更為棘手，術中發(fā)現(xiàn)包繞神經(jīng)的長段瘢痕組織，神經(jīng)缺損長度超過20 cm，治療十分困難。(4)損傷神經(jīng)周圍軟組織異常信號，神經(jīng)顯示不清。包括神經(jīng)周圍肌肉瘢痕化和損傷神經(jīng)周圍局部瘢痕形成，MRI表現(xiàn)為T2加權像呈高信號。這種病變表現(xiàn)可間接提示神經(jīng)損傷較重。

四、MRI成像在臂叢神經(jīng)損傷手術選擇中的作用

臂叢神經(jīng)損傷早期行MRI檢查，能清晰顯示損傷的情況，便于早期進行手術干預。MRI成像不但能鑒別臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷和節(jié)后損傷，而且可以定位節(jié)后損傷，為選擇手術切口提供參考。因此，對于疑似臂叢神經(jīng)損傷的患者，首選MRI檢查，而且越早越好。對于存在以下情況并經(jīng)保守治療3個月后仍未恢復的患者考慮手術治療：(1)有臂叢神經(jīng)損傷的臨床表現(xiàn)；(2)MRI顯示神經(jīng)的連續(xù)性存在，且與健側對比，神經(jīng)的信號無差別。對于存在以下情況的患者需立即行手術治療：(1)銳器刺傷，有臂叢神經(jīng)損傷的臨床表現(xiàn)，MRI顯示臂叢神經(jīng)的連續(xù)性中斷；(2)MRI顯示臂叢神經(jīng)廣泛信號異常，神經(jīng)與周圍軟組織界限不清；(3)MRI顯示為臂叢神經(jīng)根性撕脫傷。

五、臂叢神經(jīng)損傷MRI檢查的不足

(1)檢查費用昂貴可能是制約臂叢神經(jīng)MRI檢查普及的一個主要原因；(2)臂叢神經(jīng)MRI檢查對操作者技術要求較高；(3)目前MRI尚不能顯示神經(jīng)束的損傷情況，對于連續(xù)性存在而信號異常的神經(jīng)，難以確定功能是否正常；(4)由于腦脊液滲漏、自主呼吸等因素的影響，存在一定的假陽性率。

綜上所述，基于穩(wěn)態(tài)的3D DW-SSFP的MRI臂叢神經(jīng)成像技術可清楚顯示臂叢神經(jīng)，并可有效鑒別節(jié)前損傷和節(jié)后損傷，對臂叢神經(jīng)節(jié)后損傷有較好的定位作用，可作為臂叢神經(jīng)損傷首選的無創(chuàng)性診斷方法。