磁共振增強(qiáng) T2-SPACE 序列在腰骶神經(jīng)根壓迫中的診斷及應(yīng)用

戎冬冬 李翔宇 孔超 王宇 孫思遠(yuǎn) 孫崢 張苗 魯世保 盧潔

腰骶神經(jīng)根壓迫是引起腰痛和下肢反射痛的常見原因，而其中腰椎間盤突出癥和腰椎管狹窄癥是導(dǎo)致腰骶神經(jīng)根壓迫的兩種主要疾病[1-4]。傳統(tǒng)磁共振成像(MRI) 包括矢狀位 T1WI 序列、矢狀位 T2WI 序列以及橫斷位 T2WI 序列等二維影像，是評估腰骶神經(jīng)根壓迫及診斷的重要工具。但由于二維 MRI 斷層圖像的限制以及斷層圖像間隙較大，傳統(tǒng) MRI 常常無法顯示整個(gè)腰骶神經(jīng)根走行情況，同時(shí)傳統(tǒng) MRI 對神經(jīng)根顯示的對比度較差，不利于醫(yī)師對神經(jīng)根及周圍組織的分辨。這些缺點(diǎn)可能影響傳統(tǒng) MRI 對腰骶神經(jīng)根壓迫的診斷精度。

近年來，一部分三維 MRI 圖像技術(shù)用于肌肉骨骼疾病的評估以及脊柱疾病的診斷[5-6]。其中三維 T2-weighted turbo spin-echo SPACE(T2-SPACE) 序列可以展示連續(xù)掃描的圖像，減少偽影，同時(shí)可以更容易的評估復(fù)雜的神經(jīng)根解剖情況及周圍結(jié)構(gòu)[7]。甚至有研究人員認(rèn)為三維 T2-SPACE 序列可以取代二維傳統(tǒng) MRI[5,8]。但也有一些研究認(rèn)為 T2-SPACE 序列可能對脊髓病變的顯示較差，T2-SPACE 應(yīng)與傳統(tǒng) MRI 結(jié)合使用[9-10]。此外，在脊柱成像中可采用增強(qiáng)的 T2-SPACE 序列，以提高神經(jīng)組織與周圍組織的對比度，更好的分辨神經(jīng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)檢測脊髓病變 情況[11-13]。

隨著老齡化社會的到來，老年退行性疾病的比例逐漸升高。許多與年齡相關(guān)的腰椎退行性疾病及病變，如退行性腰椎側(cè)凸、小關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎和椎間盤退變等，可能會改變神經(jīng)及脊柱周圍組織的解剖結(jié)構(gòu)，并影響影像學(xué)評估的可靠性[14]。據(jù)筆者所知，評估不同年齡組的患者影像診斷準(zhǔn)確性的研究數(shù)量較少，尚須進(jìn)一步研究。本研究旨在評價(jià)三維 T2-SPACE 序列對腰骶神經(jīng)根壓迫的診斷價(jià)值，評價(jià) T2-SPACE 序列在不同年齡組患者中的診斷效力。

資料與方法

一、納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1) 2017 年 10 月至 2020 年 10 月，因腰椎退行性疾病入住我科者；( 2) 伴有下肢神經(jīng)放射性疼痛者；( 3) 行常規(guī) MRI 及 T2-SPACE 檢查者；( 4) 有下腰痛者；( 5) 伴單側(cè)或雙側(cè)下肢神經(jīng)根受累癥狀；( 6) 病史超過 3 個(gè)月者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1) 保守治療者；( 2) 拒絕手術(shù)排除者；( 3) 惡性腫瘤者；( 4) 有神經(jīng)系統(tǒng)疾病者；(5) 創(chuàng)傷后脊髓病者；( 6) 有腰椎手術(shù)史者；( 7) 有腎病史者；( 8) 有幽閉恐怖癥者；( 9) 有 MRI 掃描禁忌證者。

二、一般資料

本研究共納入 162 例。將所有患者分為中青年組(18～64 歲) 和老年組(65 歲及以上)。收集的患者數(shù)據(jù)包括年齡、性別和體重指數(shù)。

手術(shù)前，2 位經(jīng)驗(yàn)豐富的骨科醫(yī)師根據(jù)查體結(jié)果采用兩種影像學(xué)方法評估神經(jīng)根壓迫情況，根據(jù)結(jié)果確定手術(shù)方案，術(shù)中根據(jù)神經(jīng)根探查情況記錄神經(jīng)根壓迫位置。除未進(jìn)行手術(shù)的患者排除外。

三、磁共振成像

使用德國西門子 Trio Tim 3.0T MR 成像儀，應(yīng)用脊柱線圈配合體部線圈行腰骶部檢查?；颊呷⊙雠P位，先行常規(guī)腰椎掃描，掃描范圍從 T12椎體上緣至盆腔下緣，掃描序列及相應(yīng)參數(shù)如下：矢狀位 TSE 序列 T1WI：FOV(成像視野) 310 mm×310 mm，TR(重復(fù)時(shí)間) / TE(激勵時(shí)間) 550 ms / 9.6 ms，矩陣 320×320，層厚 4.0 mm，層間距 10%，NEX(激勵次數(shù)) = 2；矢狀位 FSE 序列 T2WI：FOV 310 mm× 310 mm，TR / TE 2700 ms / 97 ms，矩陣 320×320，層厚 4.0 mm，層間距 10% mm，層數(shù) 11，激勵次數(shù)(NEX) = 2；橫軸位 FSE 序列 T2WI：FOV 210 mm×210 mm，TR / TE 3400 ms / 102 ms，矩陣 320×320，層厚 4.0 mm，層間距 3.6 mm，層數(shù) 15，激勵次數(shù)(NEX) = 2。

常規(guī)掃描完成后向患者靜脈注射 GD-DTPA 釓噴酸葡胺對比劑(0.2 ml / kg) 行增強(qiáng) T2-SPACE 序列掃描，T2-SPACE 序列對腰骶神經(jīng)叢分支行重點(diǎn)投影。具體參數(shù)為：FOV 320 mm×320 mm，TR / TE 3800 ms / 264 ms，TI(反轉(zhuǎn)時(shí)間) 160 ms，矩陣 320×320，層厚 1.0 mm，激勵次數(shù)(NEX) = 1.5，掃描時(shí)間 5 min 09 s。掃描完成后將 T2-SPACE 源圖像裝載至西門子 Leonardo-MMWS 工作站 3D 選項(xiàng)卡，以最大密度投影(maximum intensity projection，MIP) 處理神經(jīng)根成像，盡可能在同一層面顯示神經(jīng)根走行，最大限度顯示馬尾及腰骶神經(jīng)根并保存。部分受損神經(jīng)根行曲面重組(curved planar reformation，CPR) 以突顯神經(jīng)根與間盤的關(guān)系

四、影像學(xué)評估

使用 PACS 軟件 UniWeb Viewer v7.0.1524(EBM technologies) 對患者影像進(jìn)行評估。分別在常規(guī) MRI 和 T2-SPACE 圖像中評估是否存在神經(jīng)根壓迫。首先對常規(guī)二維圖像進(jìn)行評估，記錄壓迫神經(jīng)根節(jié)段及位置，然后對三維 T2-SPACE 圖像進(jìn)行評估。對于有爭議的結(jié)果，由一位主任醫(yī)師進(jìn)行評判。對于受壓神經(jīng)根主要位置記錄如下：中央管、側(cè)隱窩、椎間孔、極外側(cè)(圖 1)。

圖1 神經(jīng)根受壓位置(A 中央管、B 側(cè)隱窩、C 椎間孔、D 極 外側(cè))Fig.1 Locations of lumbosacral nerve root compression(A Central spinal canal zone; B Lateral recess zone; C Intra-foramen zone; D Extra-foramen zone)

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有收集的數(shù)據(jù)均采用 SPSS 22.0(IBM 公司) 進(jìn)行分析。定量數(shù)據(jù)用x-±s表示。χ2檢驗(yàn)用于確定兩種不同方法的診斷準(zhǔn)確性等。采用 Kappa 檢驗(yàn)評價(jià)兩種方法的一致性。觀察者間的信度用 Kappa 系數(shù)衡量。P< 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

本組 162 例，男 63 例，女 99 例；中青年組 96 例，老年組 66 例(表 1)。

表1 患者資料Tab.1 Patient characteristics

分別對兩種影像學(xué)方法的觀察者間信度進(jìn)行計(jì)算，三維 T2-SPACE 影像方法一致性檢驗(yàn)的 Kappa 值為 94.7%。常規(guī)影像方法一致性檢驗(yàn)的 Kappa 值為 86.8%。根據(jù)手術(shù)探查及查體結(jié)果確定的神經(jīng)根壓迫情況，常規(guī) MRI 評估神經(jīng)根壓迫的診斷敏感性為 82.76%，特異性為 93.04%(表 2)。三維 T2-SPACE 影像對神經(jīng)根壓迫的診斷敏感性為 95.40%，特異性為 95.65%(表 3)。傳統(tǒng) MRI 和三維 T2-SPACE 序列的診斷準(zhǔn)確率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P= 0.888，Kappa = 0.668)。本組 162 例，手術(shù)共進(jìn)行 198 個(gè)手術(shù)節(jié)段，手術(shù)探查 309 根神經(jīng)根，261 根神經(jīng)根被診斷為腰骶神經(jīng)根壓迫。

表2 傳統(tǒng) MRI 及術(shù)中探查神經(jīng)根壓迫情況Tab.2 Traditional MRI findings

表3 三維 MRI 及術(shù)中探查神經(jīng)根壓迫情況Tab.3 3D T2-SPACE MRI findings

根據(jù)手術(shù)探查 198 個(gè)節(jié)段中 309 個(gè)神經(jīng)根的情況，計(jì)算傳統(tǒng) MRI 及三維 T2-SPACE 影像對 4 個(gè)不同壓迫部位診斷的敏感性和特異性(圖 2)。常規(guī) MRI 診斷中央管壓迫的敏感性和特異性分別為 95.92% 和 88.24%。三維 T2-SPACE 影像檢測中央管壓迫的敏感性和特異性分別為 97.96% 和 94.12%。常規(guī) MRI 檢測側(cè)隱窩壓迫的敏感性和特異性分別為 88.06% 和 88.89%。三維 T2-SPACE 影像檢測側(cè)隱窩壓迫的敏感性和特異性分別為 91.04% 和 91.67%。常規(guī)檢測椎間孔壓迫的敏感性和特異性分別為 63.16% 和 82.14%。三維 T2-SPACE 影像檢測椎間孔壓迫的敏感性和特異性分別為 78.95% 和 89.29%。常規(guī) MRI 診斷極外側(cè)神經(jīng)壓迫的敏感性和特異性分別為 66.67% 和 95.88%。三維 T2-SPACE 影像檢測極外側(cè)神經(jīng)壓迫的敏感性和特異性分別為 83.33% 和 97.94%。本研究用 McNemer 檢驗(yàn)分析兩種不同 MRI 序列的一致性，發(fā)現(xiàn)常規(guī) MRI 和三維 T2-SPACE 檢測椎間孔和極外側(cè)神經(jīng)壓迫的均一性較差(中央管：P> 0.999，Kappa = 0.683；側(cè)隱窩：P> 0.999，Kappa = 0.729；椎間孔：P= 0.728，Kappa = 0.149；極外側(cè)：P> 0.999，Kappa = 0.354)。

圖2 傳統(tǒng) MRI 及 T2-SPACE MRI 對不同位置神經(jīng)根壓迫診斷的敏感度和特異度Fig.2 The sensitivity and specificity were calculated for four different pathology locations by traditional MRI or 3D T2-SPACE

在不同年齡組中，中青年組手術(shù)探查 117 個(gè)節(jié)段共發(fā)現(xiàn) 135 條神經(jīng)根受壓，老年組手術(shù)探查 81 個(gè)節(jié)段共發(fā)現(xiàn) 126 條神經(jīng)根受壓。計(jì)算常規(guī) MRI 對神經(jīng)壓迫的敏感性和特異性，中青年組分別為 93.33% 和 94.84%，老年組分別為 71.43% 和 90.30%。而對于三維 T2-SPACE 影像對神經(jīng)壓迫診斷的敏感性和特異性，中青年組分別為 97.78% 和 97.16%，老年組分別為 92.86% 和 93.28%(表 4)。

表4 不同年齡分組中神經(jīng)根壓迫情況Tab.4 Detection of nerve root compression in different age groups

討 論

MRI 是診斷腰椎間盤突出癥和評價(jià)腰椎退行性變最常用的方法之一。近年來，包括 3D 彌散張量成像(DTI)、3D MR 脊髓造影(MRM) 和穩(wěn)態(tài)采集 3D 快速成像(FIESTA) 等多種三維 MR 成像技術(shù)已被 證明在顯示神經(jīng)和脊髓的解剖和病理方面有重要作用[15-17]。其中三維 T2-SPACE 也是評估神經(jīng)根受壓和分析微小病變結(jié)構(gòu)的有效方法[10]。部分研究證實(shí)三維 T2-SPACE 影像比常規(guī) MRI 掃描時(shí)間短，圖像質(zhì)量高，觀察者之間的一致性更強(qiáng)[18-19]。

本研究評估了常規(guī) MRI 和三維 T2-SPACE 序列對于腰骶神經(jīng)根壓迫診斷的敏感性和特異性。本研究結(jié)果提示三維 T2-SPACE 序列比常規(guī) MRI 序列在診斷腰骶神經(jīng)根壓迫方面具有更高的敏感性和特異性。在傳統(tǒng)的 MRI 圖像中，由于切片間隙的存在，神經(jīng)根的整個(gè)走行過程可能無法很好地顯示出來。同時(shí)對于較小神經(jīng)根壓迫的發(fā)現(xiàn)更需要影像醫(yī)師在掃描過程中確定切片的位置。本研究證實(shí)在三維 T2-SPACE 序列中，連續(xù)的影像有助于醫(yī)師對神經(jīng)根結(jié)構(gòu)的清晰觀察。

一般來說，腰骶神經(jīng)根壓迫的位置描述包括：中央管區(qū)、側(cè)隱窩、椎間孔或極外側(cè)區(qū)域。在常規(guī) MRI 圖像中，橫穿椎間盤的軸面圖像有助于發(fā)現(xiàn)椎間盤突出，而側(cè)方的矢狀面圖像有助于評估椎間孔大小。然而傳統(tǒng)的 MRI 成像很難對神經(jīng)根解剖結(jié)構(gòu)及壓迫準(zhǔn)確定位。已有研究證實(shí)傳統(tǒng)的影像學(xué)方法在識別椎間孔狹窄及極外側(cè)間盤突出方面存在一定困難，Nemoto 等[15]研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng) MRI 矢狀位序列判斷神經(jīng)根卡壓的可靠性低于三維 MRI。Swami 等[20]研究發(fā)現(xiàn)三維 MRI 在判斷椎間孔狹窄方面的可靠性優(yōu)于二維 MRI 影像。Hiroshi 等[21]通過文獻(xiàn)報(bào)道指出二維 MRI 對椎間孔狹窄及極外側(cè)間盤突出的檢出率有限，三維 MRI 對極外側(cè)間盤突出壓迫神經(jīng)的檢出率優(yōu)于二維 MRI。本研究結(jié)果提示兩種影像方法對椎間孔狹窄和極外側(cè)神經(jīng)受壓的判斷一致性較低。因此，使用三維 MRI 檢測椎間孔狹窄和極外側(cè)神經(jīng)根壓迫可提高診斷準(zhǔn)確性(圖 3)。

在本研究中 T2-SPACE 采集時(shí)間約為 4～8 min。而傳統(tǒng) MRI 采集時(shí)間約 15～20 min。對于多節(jié)段椎間盤突出或腰椎曲度異常的老年患者，二維 MRI 檢測神經(jīng)根受壓的準(zhǔn)確性有限[14,18]。老年患者在退行性變過程中，脊柱的各個(gè)結(jié)構(gòu)都會受到影響，包括椎間盤退行性變、關(guān)節(jié)炎、韌帶增厚在內(nèi)的退變均增加了影像顯示的準(zhǔn)確性。本研究結(jié)果提示退行性改變導(dǎo)致的解剖學(xué)改變在老年患者中很常見，因此進(jìn)一步導(dǎo)致二維 MRI 在老年組診斷準(zhǔn)確性較差 (圖 4)。本研究結(jié)果顯示老年組采用常規(guī) MRI 的診斷敏感性低于三維 T2-SPACE。所以筆者認(rèn)為三維 T2-SPACE 影像是提高老年患者腰骶神經(jīng)根受壓診斷準(zhǔn)確性和清晰觀察神經(jīng)根受壓位置的重要方法。

筆者的臨床實(shí)踐提示，利用對比增強(qiáng) T2-SPACE 成像技術(shù)進(jìn)行腰骶神經(jīng)根診斷是可靠有效的，同時(shí)相較于未增強(qiáng)的 T2-SPACE 序列成像，增強(qiáng) T2-SPACE 成像技術(shù)能夠進(jìn)一步提高神經(jīng)根與周圍組織之間的對比度，提供神經(jīng)根壓迫和解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，同時(shí)能夠檢測脊髓神經(jīng)病變。當(dāng)然三維 T2-SPACE 序列在評價(jià)骨折、腫瘤、感染及髓內(nèi)病變方面存在一定的局限性，該方法在臨床診斷中可能仍需與二維 MRI 序列相結(jié)合。

本研究應(yīng)用 GD-DTPA 釓噴酸葡胺對比劑，每次影像檢測對比劑費(fèi)用約為 50 元，此對比劑目前在增強(qiáng) MR 成像中被廣泛應(yīng)用，安全性已被驗(yàn)證，其副作用發(fā)生率較低，一般為頭暈、惡心、皮疹等，嚴(yán)重反應(yīng)者多有過敏史[22-23]。本研究存在部分局限性。本研究雖然證實(shí)了三維 T2-SPACE 在腰骶神經(jīng)根壓迫診斷中的價(jià)值，由于本研究樣本量少、疾病譜窄，存在偏倚的可能，但本研究對于神經(jīng)根不同壓迫位置的診斷準(zhǔn)確性進(jìn)行對比，并對不同年齡患者進(jìn)行分組，有一定創(chuàng)新性及臨床價(jià)值。這項(xiàng)研究表明三維 T2-SPACE 是一個(gè)強(qiáng)有力的影像手段來評估神經(jīng)根解剖變化，特別是在老年患者存在退行性變的情況下更能提高診斷準(zhǔn)確性。

總之，MRI T2-SPACE 序列圖像可以清晰顯示腰骶神經(jīng)根的形態(tài)及其與周圍組織的空間關(guān)系，較傳統(tǒng) MRI，T2-SPACE 序列對判斷腰骶神經(jīng)根走行及受壓情況具有明顯優(yōu)勢，尤其可提高老年患者神經(jīng)根壓迫的診斷準(zhǔn)確性，T2-SPACE 在診斷腰骶神經(jīng)根壓迫方面可完全代替常規(guī) MRI。

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