增強(qiáng)磁共振神經(jīng)成像(ceMRN)在成人臂叢神經(jīng)損傷術(shù)前評(píng)估中的價(jià)值*

吳文駿， 孔祥泉， 劉定西， 周紅艷， 王俊聰， 秦子及， 舒勝雷， 王莉霞△

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院 1放射科 2分子影像湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430022

成人臂叢神經(jīng)損傷(brachial plexus injury，BPI)是一種嚴(yán)重?fù)p害患者生活質(zhì)量，甚至造成勞動(dòng)力喪失的周圍神經(jīng)損傷類型。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，除了意外跌倒和生產(chǎn)活動(dòng)所致外傷外，機(jī)動(dòng)車事故頻發(fā)和極限運(yùn)動(dòng)流行等原因使更多年輕人暴露在臂叢神經(jīng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)中[1]。臂叢神經(jīng)損傷的治療策略取決于損傷類型和程度，傳統(tǒng)治療前的評(píng)估主要依賴病史、體格檢查和肌電圖檢查，通過(guò)評(píng)估神經(jīng)所支配肌肉的功能狀態(tài)來(lái)判斷神經(jīng)受累情況。影像學(xué)的發(fā)展為臂叢神經(jīng)損傷的評(píng)估提供了更加直觀的手段，其中磁共振神經(jīng)成像(magnetic resonance neurography，MRN)克服了脊髓造影的有創(chuàng)性和超聲成像的視野受限等不足，以其高分辨率、高對(duì)比度、多序列和多角度成像等優(yōu)勢(shì)逐漸成為評(píng)估臂叢神經(jīng)損傷的首選成像方法[2]。本研究通過(guò)回顧性分析28例臂叢神經(jīng)損傷病例的影像學(xué)表現(xiàn)和手術(shù)探查結(jié)果，探討增強(qiáng)磁共振神經(jīng)成像(contrast enhanced magnetic resonance neurography，ceMRN)在成人臂叢神經(jīng)損傷術(shù)前評(píng)估中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧分析2016年8月至2019年7月本院收治的28例臂叢神經(jīng)損傷患者的病歷和影像學(xué)資料。所有患者術(shù)前均行MRI檢查，神經(jīng)損傷情況由術(shù)中探查證實(shí)，并采取相應(yīng)手術(shù)方案。其中，女性5例，男性23例，平均年齡37歲(20～64歲)。右側(cè)臂叢神經(jīng)損傷8例，左側(cè)19例，雙側(cè)1例。MRI檢查距受傷平均時(shí)間為58 d(4～390 d)。損傷原因：機(jī)動(dòng)車事故傷14例，摔傷9例，砸傷/撞擊傷2例，機(jī)械牽拉傷2例，刀刺傷1例。

1.2 磁共振成像(MRI)檢查方法

采用德國(guó)西門子3.0 T超導(dǎo)型磁共振掃描儀(Magnetom Trio，Siemens，Medical Solutions，Erlangen，Germany)，線圈采用6通道體部線圈聯(lián)合6通道頸部線圈和6通道脊柱線圈。受檢者取仰臥位，頭先進(jìn)，上臂及前臂墊高，使上肢盡可能與人體冠狀面平行并貼近軀體。囑受檢者平靜呼吸，避免吞咽并維持體位。常規(guī)序列包括橫斷位T1 TSE，冠狀位T2 STIR TSE和T1 vibe(容積內(nèi)插快速角度梯度回波序列)。磁共振神經(jīng)成像：以1.5 mmol/kg的劑量經(jīng)肘靜脈注射釓噴酸葡胺(馬根維顯，0.5 mmol /mL)后，先行冠狀位T1 vibe以及ceMRN(3D-SPACE-STIR序列)掃描：TR=4000 ms，TE=286 ms，TI=220 ms，相位編碼方向R>>L，回波鏈(ETL)=157，并行采集加速因子(iPAT)=3，F(xiàn)OV=448 mm2，層厚1.0 mm，層數(shù)=124，采集矩陣448×448，體素大小為1.0 mm×1.0 mm×1.0mm，平均激勵(lì)次數(shù)NEX=1.8，采集時(shí)間=10 min 50 s。

1.3 圖像后處理及評(píng)估

將3D-SPACE-STIR增強(qiáng)掃描所采集原始圖像上傳至PACS，由2位高年資放射科醫(yī)師對(duì)原始圖像、最大信號(hào)強(qiáng)度投影(MIP)和多平面重組(MPR)圖像進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)分析ceMRN的直接征象和間接征象，判斷患側(cè)C5-Th1神經(jīng)損傷情況，并通過(guò)協(xié)商對(duì)臂叢神經(jīng)有無(wú)損傷、損傷部位、損傷程度的診斷達(dá)成一致。

1.4 術(shù)中探查及電刺激檢測(cè)

通過(guò)查閱手術(shù)記錄，記錄并統(tǒng)計(jì)病理(大體)發(fā)現(xiàn)、術(shù)中電刺激檢測(cè)和手術(shù)方式。全部患者均行臂叢神經(jīng)探查術(shù)，術(shù)中充分暴露疑似損傷臂叢神經(jīng)，觀察神經(jīng)損傷情況，并對(duì)疑似損傷神經(jīng)進(jìn)行電刺激檢測(cè)，通過(guò)支配肌肉的收縮情況判斷神經(jīng)功能完整性。依據(jù)臂叢神經(jīng)損傷類型和損傷程度采取神經(jīng)松解術(shù)、移植修復(fù)術(shù)、轉(zhuǎn)位術(shù)及聯(lián)合手術(shù)等手術(shù)方案。

2 結(jié)果

2.1 臂叢神經(jīng)損傷的ceMRN評(píng)估結(jié)果

本研究基于ceMRN征象，將所有神經(jīng)分為4類：0類，無(wú)神經(jīng)損傷征象；1類，神經(jīng)連續(xù)性存在，信號(hào)和(或)形態(tài)異常；2類，神經(jīng)連續(xù)性中斷，脊髓側(cè)有神經(jīng)根殘留；3類，神經(jīng)連續(xù)性中斷，脊髓側(cè)無(wú)神經(jīng)根殘留。1類神經(jīng)損傷的ceMRN征象包括：神經(jīng)走行自然，形態(tài)增粗，信號(hào)增高；神經(jīng)走行僵直或扭曲，形態(tài)增粗，信號(hào)不均勻；神經(jīng)走行連續(xù)，周圍異常高信號(hào)包繞(圖1A)。2類損傷的ceMRN征象包括：神經(jīng)局部中斷，脊髓側(cè)可見高信號(hào)神經(jīng)根殘余，或合并局部神經(jīng)瘤形成(圖1B、1C)。3類損傷的ceMRN征象包括：脊髓移位、變形，椎管內(nèi)神經(jīng)根絲消失、減少、扭曲，“黑線征”，創(chuàng)傷性脊膜囊腫，節(jié)前神經(jīng)根高信號(hào)消失，遠(yuǎn)端神經(jīng)失張力松弛表現(xiàn)(圖1C)。本組病例中，ceMRN共評(píng)估139條神經(jīng)，存在陽(yáng)性神經(jīng)損傷征象的有132條，1類損傷70條，2類損傷11條，3類損傷51條。

參考臂叢神經(jīng)損傷的手術(shù)分型，28例患者(共計(jì)30組臂叢，1例患者雙側(cè)臂叢神經(jīng)均行探查，另1例患者單側(cè)臂叢分別行鎖骨上和鎖骨下2次探查)臂叢神經(jīng)損傷基于ceMRN表現(xiàn)進(jìn)行定位，其中全臂叢損傷6例，上干損傷4例，上中干損傷1例，中下干損傷2例，上中干并下干部分損傷3例，節(jié)后部分損傷10例，束支損傷4例(表1)。

2.2 臂叢神經(jīng)損傷的術(shù)中探查結(jié)果和手術(shù)方式

本組病例中，術(shù)中總共探查139條神經(jīng)，臨床診斷為臂叢神經(jīng)損傷共130條。28例患者(共計(jì)30組臂叢)被診斷為全臂叢損傷7例，上干損傷4例，上中干損傷2例，中下干損傷2例，上中干并下干部分損傷1例，節(jié)后部分損傷10例，束支損傷4例。所有患者中，采用神經(jīng)轉(zhuǎn)位術(shù)6例、神經(jīng)轉(zhuǎn)位術(shù)+移植修復(fù)術(shù)10例、神經(jīng)松解術(shù)11例、神經(jīng)松解術(shù)+移植修復(fù)術(shù)2例、射頻消融術(shù)1例(表1)?；谛g(shù)中觀察、電刺激和手術(shù)方式，所有神經(jīng)損傷被分為4類：0類，無(wú)神經(jīng)損傷；1類，神經(jīng)卡壓傷、牽拉傷、粘連或瘢痕增生；2類，神經(jīng)離斷傷或合并神經(jīng)瘤，斷端近側(cè)神經(jīng)部分殘留；3類，神經(jīng)根性撕脫傷。本組病例共計(jì)1類損傷68條，2類損傷11條，3類損傷51條。

A：ceMRN示右側(cè)臂叢神經(jīng)節(jié)后部分損傷，1類神經(jīng)損傷，C5、C6節(jié)后神經(jīng)連續(xù)性存在，周圍高信號(hào)影包繞(長(zhǎng)箭頭)，C7-Th1節(jié)后神經(jīng)增粗、信號(hào)增高；B：ceMRN示左側(cè)臂叢神經(jīng)上干損傷，2類神經(jīng)損傷，C5、C6節(jié)后神經(jīng)連續(xù)性中斷，局部呈低信號(hào)(長(zhǎng)箭頭)，遠(yuǎn)端神經(jīng)增粗、信號(hào)增高；C：ceMRN示左側(cè)臂叢神經(jīng)上中干并下干部分損傷，C5、C6神經(jīng)2類損傷合并C7、C8神經(jīng)3類損傷，C5、C6節(jié)后神經(jīng)連續(xù)性中斷、節(jié)前神經(jīng)高信號(hào)存在(短箭頭)，C7、C8神經(jīng)連續(xù)性中斷伴創(chuàng)傷性脊膜囊腫(長(zhǎng)箭頭)，遠(yuǎn)端神經(jīng)增粗、失張力松弛。圖1 臂叢神經(jīng)損傷ceMRN分型的典型圖像Fig.1 Typical images of the ceMRN classification of brachial plexus injury

將術(shù)中探查的臂叢神經(jīng)損傷手術(shù)分型作為標(biāo)準(zhǔn)，ceMRN分型的符合率達(dá)93.3%(28/30)，其中1例全臂叢損傷和1例上中干損傷被分別判斷為上中干并下干部分損傷(表1)。單條神經(jīng)損傷的ceMRN分類與術(shù)中探查分類的一致性好，Kappa值為0.882。對(duì)于術(shù)中探查為0類的神經(jīng)，ceMRN的符合率為55.5%(5/9)，其中4條神經(jīng)被判斷為1類損傷；對(duì)于術(shù)中探查為1類損傷的神經(jīng)，ceMRN的符合率為94.1%(64/68)，其中2條神經(jīng)被判斷為0類，1條神經(jīng)被判斷為2類損傷，1條神經(jīng)被判斷為3類損傷；對(duì)于術(shù)中探查為2類損傷的神經(jīng)，ceMRN的符合率為90.9%(10/11)，其中1條神經(jīng)被判斷為1類損傷；對(duì)于術(shù)中探查為3類損傷的神經(jīng)，ceMRN的符合率為98.0%(50/51)，其中1條神經(jīng)被判斷為1類損傷(表2)。

表1 臂叢神經(jīng)損傷的ceMRN定位和術(shù)中探查結(jié)果的比較(n)Table 1 Comparison of ceMRN localization and intraoperative findings in brachial plexus injury (n)

表2 臂叢神經(jīng)損傷的ceMRN分類和術(shù)中探查的比較(n)Table 2 Comparison of ceMRN classification and intraoperative findings of brachial plexus injury (n)

3 討論

3.1 成人臂叢神經(jīng)損傷的磁共振成像方法

近年來(lái)，隨著MRI儀器設(shè)備和成像序列的研發(fā)，MRN克服了常規(guī)MRI空間分辨率和組織分辨率較低的不足，為周圍神經(jīng)的形態(tài)學(xué)評(píng)估提供了更多細(xì)節(jié)。傳統(tǒng)意義的MRN主要包括重T2加權(quán)和脂肪抑制序列(如STIR)[2]和背景信號(hào)抑制擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging with back ground body signal suppression，DWIBS)[3]?；谝种票尘?如脂肪)信號(hào)和施加擴(kuò)散梯度的原理，多種臂叢神經(jīng)成像序列被應(yīng)用于臨床，如三點(diǎn)法非對(duì)稱回波水脂分離(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least squares estimation，IDEAL)序列[4]、施加擴(kuò)散梯度的雙抑脂SPACE序列[5]、基于穩(wěn)態(tài)的三維擴(kuò)散加權(quán)序列(three-dimensional diffusion weighted steady-state free precession，3D DW-SSFP)[6]、三維神經(jīng)鞘信號(hào)增高并背景抑制弛豫增強(qiáng)的快速采集成像(three-dimensional nerve-sheath signal increased with inked rest-tissue rapid acquisition of relaxation imaging，3D SHINKEI)序列[7]等。這些新型MRI序列通過(guò)提高神經(jīng)-周圍組織對(duì)比度進(jìn)一步增強(qiáng)了臂叢神經(jīng)及其損傷的成像效果。目前，國(guó)內(nèi)外最常用的臂叢神經(jīng)成像序列是三維變角激發(fā)短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(3D sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions-short TI inversion recovery sequence，3D-SPACE-STIR)序列，該序列擁有穩(wěn)定的脂肪抑制效果、高空間分辨率(≤1 mm3)和大視野(field of view，F(xiàn)OV)成像的優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于臂叢神經(jīng)病的診斷和評(píng)估[2，8]。本研究所采用的ceMRN是基于對(duì)比增強(qiáng)3D-SPACE-STIR序列，已被應(yīng)用于臂叢、腰骶叢、四肢神經(jīng)和顱神經(jīng)外周段的成像和疾病診斷中，ceMRN通過(guò)順磁性對(duì)比劑縮短T2弛豫時(shí)間的效應(yīng)明顯抑制臂叢神經(jīng)周圍靜脈慢速血流、肌肉、淋巴結(jié)的高信號(hào)，結(jié)合頻率選擇飽和脂肪抑制技術(shù)有效壓制脂肪信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了周圍神經(jīng)及其病變的選擇性成像[9-13]。同時(shí)，由于ceMRN的高分辨率各向同性成像的特性，臨床醫(yī)師可以利用最大信號(hào)強(qiáng)度投影(maximum intensity projection，MIP)和多平面重組(multiplanar reformation，MPR)等重建技術(shù)獲得任意角度的臂叢神經(jīng)成像以及類似于磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)的三維全景圖像，為臂叢神經(jīng)損傷的評(píng)估提供了便利。

3.2 成人臂叢神經(jīng)損傷的類型

臂叢神經(jīng)損傷是否采取手術(shù)治療、手術(shù)時(shí)機(jī)和手術(shù)方案取決于對(duì)損傷部位和程度的判斷，盡早手術(shù)是有效治療嚴(yán)重臂叢神經(jīng)損傷如全臂叢根性撕脫傷的關(guān)鍵，因此術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估臂叢神經(jīng)損傷類型將有助于及時(shí)手術(shù)和預(yù)備手術(shù)方案。臂叢神經(jīng)損傷在臨床上被分為節(jié)前損傷和節(jié)后損傷，依據(jù)損傷所累及神經(jīng)被進(jìn)一步分為上(中)干型、下(中)干型、全臂叢型、束支型等，不同分型的臂叢神經(jīng)損傷采取不同手術(shù)方案[14-15]。此外，神經(jīng)損傷傳統(tǒng)上依據(jù)病理分類，包括Seddon(1943年)三分類法即神經(jīng)失用癥、軸索斷裂和神經(jīng)斷裂，以及Sunderland五分類法(Ⅰ～Ⅴ)[1]。顧玉東[14]根據(jù)臂叢神經(jīng)損傷的病理特點(diǎn)將其分成5類：神經(jīng)震蕩或休克(A)，神經(jīng)傳導(dǎo)功能失調(diào)(B)，神經(jīng)受壓脫髓鞘損傷(C)，神經(jīng)斷裂傷(D)，神經(jīng)根性撕脫傷(E)。臂叢神經(jīng)損傷的病理分類影響保守治療和手術(shù)治療的選擇以及手術(shù)治療的預(yù)后。

磁共振成像是術(shù)前判斷臂叢神經(jīng)損傷類型的可靠方法。趙秋楓等[16]基于3D-FIESTA-c、STIR及3D-FSPGR序列將臂叢神經(jīng)損傷的磁共振表現(xiàn)分為6型，包括①正常表現(xiàn)型，②神經(jīng)變性水腫型，③神經(jīng)瘢痕纖維化型，④神經(jīng)斷裂型，⑤神經(jīng)根性撕脫型和⑥混合型，并對(duì)不同類型損傷的磁共振表現(xiàn)和病理分類進(jìn)行了分析。本研究通過(guò)臂叢神經(jīng)損傷ceMRN表現(xiàn)和術(shù)中探查及術(shù)式的對(duì)照，提出一種主要基于神經(jīng)連續(xù)性的分類方法(0～3類)，其中0類即正常表現(xiàn)型，對(duì)應(yīng)病理分類中的神經(jīng)失用癥、神經(jīng)震蕩或休克、神經(jīng)傳導(dǎo)功能失調(diào)，這類神經(jīng)采取保守治療、無(wú)需手術(shù)；1類損傷包括神經(jīng)變性水腫型和神經(jīng)瘢痕纖維化型，對(duì)應(yīng)病理分類為軸索斷裂、Sunderland Ⅱ～Ⅲ 型、神經(jīng)受壓脫髓鞘損傷，治療通常采取保守治療或神經(jīng)松解術(shù)；2類損傷為神經(jīng)斷裂型，對(duì)應(yīng)Sunderland Ⅳ型(連續(xù)性神經(jīng)瘤形成)、神經(jīng)斷裂傷，治療通常采取移植修復(fù)術(shù)或神經(jīng)轉(zhuǎn)位術(shù)；3類損傷為神經(jīng)根性撕脫型，對(duì)應(yīng)神經(jīng)根性撕脫傷，治療通常采用神經(jīng)轉(zhuǎn)位術(shù)。

3.3 ceMRN對(duì)成人臂叢神經(jīng)損傷術(shù)前評(píng)估的價(jià)值

既往針對(duì)成像效果的研究表明，ceMRN相較于3D-SPACE-STIR平掃序列具有更高的神經(jīng)顯示率、神經(jīng)評(píng)分、對(duì)比噪聲比(contrast-to-noise ratio，CNR)和信噪比對(duì)比度(contrast ratio，CR)，ceMRN對(duì)神經(jīng)的顯示明顯優(yōu)于3D-SPACE-STIR平掃序列[9，12，17-18]。ceMRN對(duì)于臂叢神經(jīng)節(jié)前和節(jié)后損傷也具有令人滿意的診斷效能，多組研究顯示ceMRN診斷臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷的準(zhǔn)確度、敏感度和特異度分別為75.80%～78.57%、93.80%～94.74%和27.80%～44.44%，診斷節(jié)后損傷的準(zhǔn)確度、敏感度和特異度分別為77.14%～88.70%、87.00%～95.65%、41.67%～85.70%[17，19-20]。ceMRN診斷臂叢神經(jīng)損傷的高敏感性和較高準(zhǔn)確性為術(shù)前對(duì)臂叢神經(jīng)的評(píng)估奠定了基礎(chǔ)，但目前仍缺乏ceMRN對(duì)于判斷不同類型臂叢神經(jīng)損傷的準(zhǔn)確性的研究。本研究通過(guò)提出一種新的臂叢神經(jīng)損傷ceMRN分類方法并與術(shù)中探查進(jìn)行對(duì)照，結(jié)果顯示ceMRN用于判斷基于損傷部位的手術(shù)分型(上干型、下干型、全臂叢型等)時(shí)具有很高的符合率(93.3%)，而用于判斷基于神經(jīng)連續(xù)性的病理分型時(shí)同樣具有良好一致性(Kappa=0.882)，對(duì)于判斷1～3類臂叢神經(jīng)損傷時(shí)均具有超過(guò)90%的符合率。因此，我們推薦在臂叢神經(jīng)損傷的磁共振報(bào)告中應(yīng)具體描述每根神經(jīng)的損傷類型，這將有助于臨床治療決策。

ceMRN用于術(shù)前評(píng)估臂叢神經(jīng)損傷時(shí)有幾點(diǎn)值得注意。首先，ceMRN是一種神經(jīng)形態(tài)學(xué)的評(píng)估方法，故對(duì)于神經(jīng)信號(hào)和形態(tài)表現(xiàn)正常但電生理檢查存在功能異常的神經(jīng)十分不敏感，這解釋了ceMRN判斷0類神經(jīng)的符合率較低，但這類損傷通常無(wú)需手術(shù)干預(yù)。其次，ceMRN利用了順磁性對(duì)比劑縮短T2弛豫時(shí)間的效應(yīng)，故攝取對(duì)比劑的組織如神經(jīng)節(jié)、瘢痕組織和神經(jīng)瘤等在ceMRN上表現(xiàn)為低信號(hào)，有時(shí)局部神經(jīng)組織信號(hào)的缺失會(huì)使1類損傷被誤判為2類或3類損傷，可以對(duì)原始圖像進(jìn)行重建觀察來(lái)改善對(duì)神經(jīng)連續(xù)性的判斷。再者，對(duì)于3類損傷的判斷需基于各種直接和間接征象，單純依據(jù)創(chuàng)傷性脊膜囊腫進(jìn)行判斷存在假陽(yáng)性，當(dāng)節(jié)后神經(jīng)信號(hào)和形態(tài)良好時(shí)判斷根性撕脫需謹(jǐn)慎，遠(yuǎn)端神經(jīng)出現(xiàn)失張力松弛表現(xiàn)對(duì)3類損傷的判斷具有提示價(jià)值。最后，由于ceMRN是重T2加權(quán)成像，故液性成分如包裹性積液、肌肉水腫和關(guān)節(jié)腔積液等表現(xiàn)為高信號(hào)，在MIP圖像上會(huì)掩蓋臂叢(尤其是束支部分)的信號(hào)，可以通過(guò)重建變換角度觀察避免高信號(hào)干擾。

MRI是公認(rèn)的臂叢神經(jīng)損傷的重要輔助診斷手段，建立有效的基于MRI的評(píng)估系統(tǒng)將擴(kuò)展MRI的應(yīng)用范疇和臨床價(jià)值。本研究基于ceMRN高分辨率、高對(duì)比度神經(jīng)成像的特性，對(duì)臂叢神經(jīng)損傷進(jìn)行簡(jiǎn)明分類，與術(shù)中探查發(fā)現(xiàn)具有良好的一致性，且對(duì)手術(shù)方案的選擇也有一定提示意義。總而言之，ceMRN對(duì)于成人臂叢神經(jīng)損傷的術(shù)前評(píng)估具有重要價(jià)值。