MR三叉神經(jīng)成像及其應(yīng)用進(jìn)展

李 濤，徐 龍，李澤勇，肖如輝，李 兵，楊漢豐，杜 勇

(川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000)

三叉神經(jīng)是十二對腦神經(jīng)中最粗大者，且為混合神經(jīng)，大部分為感覺纖維，小部分為運動纖維。包括血管性、缺血性、炎癥性和腫瘤性在內(nèi)的多種病理改變均可影響三叉神經(jīng)，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量[1]。MRI是評估三叉神經(jīng)的首選影像學(xué)方法。MR神經(jīng)成像(MR neurography，MRN)具有優(yōu)良的軟組織對比度和高空間分辨率，可直接顯示并用于評估三叉神經(jīng)的精細(xì)形態(tài)特征，如神經(jīng)纖維髓鞘脫失、再生及軸突破裂等微結(jié)構(gòu)改變，神經(jīng)束內(nèi)部結(jié)構(gòu)、信號強度變化及與鄰近占位性病變的關(guān)系等[2]。本文對MR三叉神經(jīng)成像技術(shù)及其臨床應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 掃描場強

早期MR三叉神經(jīng)成像主要在1.5T場強下進(jìn)行，信噪比(signal noise ratio，SNR)低，難以達(dá)到滿意的空間分辨率，對小直徑和走行曲折的腦神經(jīng)成像質(zhì)量差，且成像時間較長，增加運動偽影發(fā)生率。3.0T MR系統(tǒng)和優(yōu)化序列的引入使腦神經(jīng)成像質(zhì)量得到明顯改善。由于線圈設(shè)計和梯度性能優(yōu)良，3.0T MRI的SNR顯著提高，可進(jìn)行高空間分辨率和薄層成像，提供良好的對比噪聲比，更好地顯示正常解剖結(jié)構(gòu)和病變。MOON等[3]研究證明，7.0T MRI可提供較高的SNR，有利于提高空間分辨率以檢測三叉神經(jīng)微結(jié)構(gòu)。由于磁場越高磁敏感效應(yīng)越明顯，對于體內(nèi)有金屬植入物患者，應(yīng)首選1.5T MR儀進(jìn)行掃描[4]。

2 掃描序列

2.1 T1W序列 作為MR三叉神經(jīng)成像的常規(guī)序列，T1W主要用于初步篩查病變，之后在目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行高分辨率成像。增強三維脂肪抑制擾相梯度回波(three-dimensional fat suppressed spoiled gradient recalled echo，3D-FS-SPGR)T1W序列不僅能顯示三叉神經(jīng)根部較粗的動脈，也可顯示較細(xì)的動靜脈，并有助于觀察炎性改變及其與相鄰組織的黏附程度。YANG等[5]以手術(shù)結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，采用1.5T MRI三維快速小角度激發(fā)成像(three-dimensional fast low angle shot imaging，3D-FLASH)觀察腦池段神經(jīng)與血管的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)3D-FLASH識別神經(jīng)血管壓迫(neurovascular compression，NVC)的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為83.08%、52.31%及67.69%；3D-FLASH聯(lián)合三維穩(wěn)態(tài)構(gòu)成干擾(three-dimensional constructive inference in steady state，3D-CISS)序列識別NVC的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為92.30%、46.15%及69.23%。3D-FS-SPGR序列圖像中，神經(jīng)束呈高信號，骨骼組織呈低信號，故該序列可較好地顯示三叉神經(jīng)下頜骨中的分支[6]。

2.2 T2W序列 T2W序列可較好地顯示解剖結(jié)構(gòu)和病變情況，適用范圍廣、易操作，且具有可重復(fù)性，廣泛應(yīng)用于周圍神經(jīng)成像[7]。采用三維T2W可變翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波(three-dimensional sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-SPACE)序列可行高分辨率各向同性成像，其中腦脊液(cerebral spinal fluid，CSF)呈高信號，神經(jīng)和血管則呈低信號，可產(chǎn)生高對比度圖像，利于顯示橋小腦角區(qū)域結(jié)構(gòu)及神經(jīng)、血管之間的關(guān)系[8]。

2.3 時間飛躍法(time of flight，TOF) TOF是臨床最常用的MR血管成像(MR angiography，MRA)技術(shù)，血管、神經(jīng)及CSF在該序列圖像中的信號差異明顯，可較好地顯示三叉神經(jīng)根周圍血管，以診斷NVC[9]。3D-TOF MRA較易識別壓迫(或接觸)三叉神經(jīng)根部的較粗動脈，但無法顯示較細(xì)且走行曲折的動靜脈[5]。郭田田等[9]利用3D-TOF和3D-FIESTA 融合MRI診斷NVC，其敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為97.06%、100%及97.22%。三維雙回波磁共振動靜脈成像(MR angiography and venography，MRAV)是可同時采集動、靜脈圖像的雙回波脈沖序列，可在不增加掃描時間的情況下采集靜脈成像數(shù)據(jù)[10]。戴艷芳等[11]采用三維雙回波MRAV識別NVC的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率分別為97.22%、83.33%及91.67%。

2.4 平衡式穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(balanced steady state free precession，B-SSFP) B-SSFP序列具有較高的SNR及良好的空間分辨率，可彌補TOF序列無法顯示靜脈血管的不足；該序列下三叉神經(jīng)及鄰近血管呈低信號，與呈高信號的腦脊液形成天然對比，可根據(jù)多平面重組(multiple planar reformation，MPR)、神經(jīng)血管間有無高信號CSF間隙判斷有無NVC，并依據(jù)神經(jīng)和血管受壓程度進(jìn)行分級診斷，如單純接觸、移位或萎縮[12]。LIN等[13]采用B-SSFP序列測量壓迫三叉神經(jīng)根部的動脈血管的最大管徑，發(fā)現(xiàn)管徑較大動脈的壓迫可能增加三叉神經(jīng)痛(trigeminal neuralgia，TN)的發(fā)生率。

3 掃描新技術(shù)

3.1 T2W對比增強背景抑制技術(shù) T2W對比增強背景抑制技術(shù)指注射順磁性對比劑后行T2W短時反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(short time inversion recovery，STIR)掃描。順磁性對比劑可縮短含對比劑組織的T2。注入對比劑后，神經(jīng)分布區(qū)域組織(血管內(nèi)血液、肌肉及淋巴結(jié)等)的T2縮短，于T2W圖像中呈低信號，而神經(jīng)鞘膜下液體豐富的神經(jīng)組織的信號較少受到影響。結(jié)合重T2特性和脂肪抑制技術(shù)進(jìn)一步抑制背景信號，可更好地顯示三叉神經(jīng)顱外段。包建立等[14]采用該技術(shù)掃描眼神經(jīng)、上頜神經(jīng)、耳顳神經(jīng)、舌神經(jīng)及下牙槽神經(jīng)，清晰完整顯示率分別達(dá)77%、70%、85%、84%及99%。

3.2 彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI) DWI是基于水分子布朗運動為組織成像提供對比的技術(shù)。表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)可反映組織中水分子的彌散程度，而彌散程度可隨組織微觀結(jié)構(gòu)變化而改變。LEAL等[15]發(fā)現(xiàn)TN患者患側(cè)ADC明顯高于健側(cè)，且明顯高于對照組，提示ADC較高與神經(jīng)萎縮有關(guān)。

3.3 三維翻轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動DWI(three-dimensional reversed fast imaging with steady-state precession，3D-PSIF-DWI) 3D-PSIF-DWI為混合序列，包含自旋回波(spin echo，SE)序列和DWI，磁場不均勻?qū)ζ溆绊戄^小，且能較好地抑制血液信號；該序列可結(jié)合水激勵(water excitation，WE)脂肪抑制技術(shù)，產(chǎn)生亞毫米分辨率的各向同性圖像。此外，最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)可進(jìn)一步顯示神經(jīng)，重組可沿神經(jīng)長軸方向顯示的圖像，更好地顯示神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)和病變特征[16]。

3.4 彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI) DTI可量化評價組織內(nèi)非隨機水彌散，并提供因微結(jié)構(gòu)損傷而影響水彌散的病理過程的獨特體內(nèi)信息。ZHANG等[17]采用3T MR儀對24例右側(cè)TN患者及28名性別、年齡相匹配的健康志愿者行DTI，發(fā)現(xiàn)TN患者患側(cè)三叉神經(jīng)根入腦干區(qū)(root entry zoon，REZ)的各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)明顯低于健側(cè)，而平均彌散率(mean diffusivity，MD)顯著高于健側(cè)；TN患者患側(cè)三叉神經(jīng)REZ的FA明顯低于正常對照組，MD則顯著高于正常對照組，而其健側(cè)FA及MD與健康對照組相近；上述參數(shù)變化可能對應(yīng)于已知的潛在病理變化，包括軸突水腫和脫髓鞘。但該序列易受磁敏感偽影影響，目前主要用于檢查三叉神經(jīng)顱內(nèi)段及下牙槽神經(jīng)[17]。

3.5 三維雙回波穩(wěn)態(tài)水激勵(three-dimensional dual echo steady state with water excitation，3D-DESS-WE)序列 3D-DESS-WE序列是基于穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動技術(shù)，可在1個重復(fù)時間內(nèi)采集2個不同回波，分別為真實穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像(true fast imaging with steady-state precession，F(xiàn)ISP)序列和翻轉(zhuǎn)FISP序列(PSIF序列)，故可在獲得重T2權(quán)重的同時獲得較高的SNR。由于三叉神經(jīng)部分分支神經(jīng)走行區(qū)域被脂肪或脂肪骨髓包裹，WE可有效抑制脂肪，提高神經(jīng)顯示率。洪桂洵等[18]采用3.0T MR儀、小線圈結(jié)合3D-DESS-WE序列掃描頜面部，下頜神經(jīng)主干、頰神經(jīng)、舌神經(jīng)及下牙槽神經(jīng)顯示率均達(dá)100%，頰神經(jīng)、耳顳神經(jīng)及咬肌神經(jīng)顯示率分別為100%、98.08%及96.15%，下頜舌骨肌神經(jīng)顯示率為38.46%，翼內(nèi)肌神經(jīng)、翼外肌神經(jīng)的顯示率分別為17.31%和11.54%。

4 用于三叉神經(jīng)病變

4.1 TN NVC是TN的最常見病因[19]。MRI可對TN進(jìn)行分型，結(jié)合高分辨率序列如3D T2WI、3D-TOF MRA以及3D-FS-SPGR T1WI序列[20]顯示血管接觸情況、判斷神經(jīng)根受壓程度。雖然3.0T及1.5T MR儀均可用于成像，但3.0T MR儀顯示神經(jīng)血管壓迫情況更佳。此外，三叉神經(jīng)根形態(tài)改變(萎縮或移位)所致NVC與TN具有極高相關(guān)性[21]。LUTZ等[22]基于DTI發(fā)現(xiàn)，與健側(cè)相比，TN患者患側(cè)神經(jīng)REZ白質(zhì)完整性的替代指標(biāo)FA明顯不同，可能提示存在脫髓鞘改變，且經(jīng)病理證實[23]。HUNG等[24]對31例原發(fā)性TN患者和16名健康志愿者行DTI，發(fā)現(xiàn)腦橋區(qū)域三叉神經(jīng)纖維彌散異?？勺鳛轭A(yù)測手術(shù)治療無效的指標(biāo)；該組14例神經(jīng)外科手術(shù)無效患者中，12例可根據(jù)腦橋區(qū)域三叉神經(jīng)纖維異常彌散而加以識別。

4.2 三叉神經(jīng)損傷 三叉神經(jīng)損傷主要由手術(shù)或外傷引起。三叉神經(jīng)分支廣泛分布于頜面部，術(shù)前MRI可了解神經(jīng)束與周圍結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，降低術(shù)中神經(jīng)損傷風(fēng)險。3D-PSIF-DWI與DTI纖維束示蹤圖像融合，可直觀顯示下頜骨內(nèi)下牙槽神經(jīng)走行；將纖維束與超短回波時間(ultra short echo time，UTE)序列高分辨率圖像融合，可建立三維模型，顯示重要神經(jīng)源性結(jié)構(gòu)，有助于施行復(fù)雜的正畸手術(shù)[4]。

4.3 三叉神經(jīng)瘤 三叉神經(jīng)瘤約占顱內(nèi)腫瘤的0.2%～0.45%、腦神經(jīng)腫瘤的4%～7%，發(fā)生率僅次于聽神經(jīng)瘤；病理學(xué)上分為神經(jīng)鞘瘤和神經(jīng)纖維瘤，分別起源于神經(jīng)鞘膜的施萬細(xì)胞和神經(jīng)纖維[25]。腫瘤實性部分T1WI呈稍低信號、T2WI及T2液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid attenuated inversion recovery，T2-FLAIR)圖像呈高信號，囊性成分T1WI呈稍低信號、T2WI呈高信號、T2-FLAIR呈低信號，DWI中實性部分可無或輕度彌散受限；增強后實性部分明顯強化，較小實性腫瘤可均勻強化。三叉神經(jīng)是頭頸部腫瘤擴散的主要途徑，MRI診斷腫瘤沿神經(jīng)侵犯的敏感度達(dá)95%～100%[26]。

5 小結(jié)

各種MR三叉神經(jīng)成像技術(shù)之間相輔相成，聯(lián)合應(yīng)用可更好地顯示三叉神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)及其病變。隨著MR設(shè)備場強、梯度場、線圈及脈沖序列的發(fā)展，MRI不僅能顯示三叉神經(jīng)病變，還可提供相關(guān)定量信息，更好地揭示其病理生理機制。