李淑華，史樸軍b，亢延卿，郭香榮狄玉進(jìn)陳軍

聊城市人民醫(yī)院 a.MR室；b.設(shè)備科，山東 聊城 252000

3.0TMR擴(kuò)散張量成像對(duì)脊髓型頸椎病的早期診斷

李淑華a，史樸軍b，亢延卿a，郭香榮a狄玉進(jìn)a陳軍a

聊城市人民醫(yī)院 a.MR室；b.設(shè)備科，山東 聊城 252000

目的探討3.0T磁共振（MR）擴(kuò)散張量成像（DTI）在脊髓型頸椎病早期診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法選擇20例健康志愿者作為對(duì)照組和80例T2WI無(wú)高信號(hào)的頸髓型頸椎病患者行頸髓常規(guī)磁共振成像（MRI）和DTI掃描，根據(jù)患者有無(wú)椎管狹窄將其分為椎管無(wú)狹窄組（A組，43例）和椎管狹窄組（B組，37例）。分析各組頸髓分?jǐn)?shù)各向異性（FA）值和表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）值的變化。結(jié)果對(duì)照組頸髓平均FA值為0.643±0.051，ADC值為（1.161±0.172）×10-3mm2/s；A組和B組患者頸髓平均FA值分別為0.621±0.036、0.592±0.060；平均ADC值分別為(1.236±0.135)×10-3mm2/s、(1.429±0.150)×10-3mm2/s。三組之間兩兩比較，F(xiàn)A值對(duì)照組最高，A組次之，B組最低（P值均＜0.05）；ADC值對(duì)照組最低，A組次之，B組最高（P值均＜0.05）。結(jié)論頸髓DTI成像較常規(guī)T2WI更早顯示脊髓型頸椎病患者的頸髓損傷，椎管狹窄患者頸髓損傷程度更重。

3.0T磁共振成像；擴(kuò)散張量成像；骨髓型頸椎?。桓飨虍愋灾?；表觀擴(kuò)散系數(shù)

脊髓型頸椎?。–ervical Spondylotic Myelopathy，CSM）是頸椎退行性疾病中較嚴(yán)重的類(lèi)型，主要表現(xiàn)為頸部不適、四肢麻木疼痛或肢體無(wú)力等，常呈隱匿性進(jìn)展，后期往往對(duì)患者的生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，因此，對(duì)該病的早期診斷和及時(shí)治療極其重要。磁共振（MR）是目前診斷CSM的最優(yōu)檢查方法，雖然MR常規(guī)掃描能顯示脊髓受壓情況及信號(hào)改變，但T2WI出現(xiàn)異常信號(hào)往往提示脊髓受壓嚴(yán)重或時(shí)間較長(zhǎng)，不能作為早期診斷方法。磁共振擴(kuò)散張量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）可以檢測(cè)脊髓內(nèi)水分子的擴(kuò)散方向特征，進(jìn)而間接反映白質(zhì)纖維束的完整性，可以較早顯示脊髓損傷。本研究采用雙梯度3.0T超導(dǎo)磁共振儀，對(duì)健康志愿者和CSM患者的頸髓行DTI成像，對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行對(duì)照研究，探討DTI技術(shù)在CSM早期診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

對(duì)照組志愿者20名，其中男11名，女9名，年齡21～58歲，平均47歲，均身體健康，無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病，MR常規(guī)掃描顯示脊髓正常。

患者組CSM患者80例，均來(lái)自本院門(mén)診和住院患者，其中男36例，女44例，年齡24～65歲，平均49歲。CSM的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]：① 臨床出現(xiàn)頸髓受損的早期癥狀，如頸部不適、疼痛、僵硬、四肢麻木、無(wú)力及相關(guān)陽(yáng)性體征；② 常規(guī)磁共振成像（MRI）顯示：頸椎退行性病變，包括骨質(zhì)增生、椎間盤(pán)突出、韌帶肥厚等，硬膜囊及脊髓受壓；③ 除外外傷、炎癥、腫瘤等其他脊髓病變；④ 無(wú)嚴(yán)重心、腦、肺、腎及消化系統(tǒng)等疾??；T2WI無(wú)信號(hào)改變的患者納入研究范圍。根據(jù)MRI有無(wú)椎管狹窄，將患者組分為：A組（43例，椎管無(wú)狹窄組，椎管正中矢狀徑≥10 mm）和B組（37例，椎管狹窄組，椎管正中矢狀徑＜10 mm），發(fā)育性椎管狹窄者排除在外。檢查前均簽署知情同意書(shū)。

1.2 研究方法

使用Phillips Archieva X-series 3.0T雙梯度超導(dǎo)型磁共振儀，16通道頭頸聯(lián)合相控陣表面線圈。所有研究對(duì)象接受矢狀位T1WI和T2WI及橫軸位T2WI掃描。矢狀面FSE-T1WI序列，TR/TE 530/7.3 ms，層厚3.0 mm，層間距0，視野（FOV） 250 mm×250 mm，矩陣 315×250，NEX 2。矢狀面FSE-T2WI序列，TR/TE 2739/100 ms，層厚3.0 mm，層間距 0，矩陣 312×237，F(xiàn)OV 250 mm×250 mm，NEX 2。橫軸位T2WI序列，TR/TE 3844/120 ms，層厚 2.5 mm，層間距 0，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm，矩陣 248×186， NEX 2，范圍為C1-C7水平。DTI檢查與常規(guī)橫軸位掃描定位相同，采用單次激勵(lì)自旋回波平面回波成像（Eecho Planner Imaging，EPI）序列，并行采集技術(shù)，擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)b值分別為 0和1000 s/mm2，擴(kuò)散敏感梯度方向取32，TR/TE 4955/55 ms，層厚 2.5 mm，層間距 0，F(xiàn)OV200 mm×200 mm，矩陣112×109，NEX 4。

1.3 DTI數(shù)據(jù)處理

將所得DTI圖像經(jīng)Diffusion Registration軟件校正后，傳輸?shù)絇hilips EWS工作站，重建出橫軸位各向異性分?jǐn)?shù)（FA）圖和表觀彌散系數(shù)（ADC）圖，對(duì)照組選擇C3～C4、C4～C5、C5～C6椎間盤(pán)對(duì)應(yīng)脊髓層面進(jìn)行分析，A組患者選擇脊髓受壓最嚴(yán)重節(jié)段，B組患者選擇椎管狹窄程度最嚴(yán)重節(jié)段進(jìn)行評(píng)價(jià)，感興趣區(qū)放于脊髓中央,盡量包全整個(gè)頸髓橫斷面，感興趣區(qū)要避開(kāi)腦脊液和存在偽影的區(qū)域，測(cè)量各層面頸髓的FA值和ADC值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

（1）對(duì)照組。常規(guī)MRI顯示頸髓形態(tài)和信號(hào)正常，F(xiàn)A圖上頸髓呈均勻深藍(lán)色，ADC圖上呈均勻低信號(hào)（圖1～4）。C3～C4、C4～C5、C5～C6椎間盤(pán)層面對(duì)應(yīng)脊髓的FA值和ADC值,見(jiàn)表1。各層面對(duì)應(yīng)脊髓的FA值和ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 對(duì)照組（A組）不同椎間盤(pán)層面頸髓FA、ADC值比較

圖1 正常頸髓矢狀位T2WI，顯示頸髓形態(tài)及信號(hào)正常。

圖2 正常頸髓橫軸位T2WI，顯示頸髓形態(tài)及信號(hào)正常。

圖3 橫軸位FA圖顯示正常頸髓為均勻深藍(lán)色信號(hào)。

圖4 橫軸位ADC圖顯示正常頸髓為均勻低信號(hào)。

（2）患者組。常規(guī)MRI顯示骨質(zhì)增生、椎間盤(pán)突出、膨出或脫出，部分合并黃韌帶和（或）后縱韌帶肥厚，脊髓不同程度受壓，常規(guī)T2WI無(wú)信號(hào)改變，A組患者椎管正中矢狀徑≥10 mm，B組患者脊髓受壓最嚴(yán)重層面椎管正中矢狀徑＜10 mm。部分患者FA圖顯示受壓脊髓藍(lán)色信號(hào)變淺，信號(hào)不均勻，ADC圖顯示受壓脊髓信號(hào)增高（圖5～8）。A組患者受壓最嚴(yán)重層面頸髓的FA值和ADC值分別為0.621±0.036和（1.236±0.135）×10-3mm2/s，B組患者椎管狹窄最嚴(yán)重層面頸髓平均FA值和ADC值分別為0.592±0.060和（1.429±0.150）×10-3mm2/s。

對(duì)照組、A組、B組3組之間兩兩比較，F(xiàn)A值A(chǔ)組最高，B組次之，C組最低（P＜0.05）；ADC值A(chǔ)組最低，B組次之，C組最高（P＜0.05）。對(duì)照組、A組和B組患者頸髓FA和ADC值比較，見(jiàn)表2。

表2 對(duì)照組、A組和B組患者頸髓FA和ADC值比較

圖5 矢狀位T2WI示多發(fā)椎間盤(pán)突出合并黃韌帶肥厚，頸髓受壓，椎管狹窄。

圖6 橫軸位T2WI示C5/6椎間盤(pán)向右后方突出，頸髓受壓，椎管狹窄，受壓頸髓無(wú)信號(hào)改變。

圖7 橫軸位FA圖示受壓頸髓深藍(lán)色變淺，信號(hào)不均勻。

圖8 橫軸位ADC圖示受壓頸髓信號(hào)升高，信號(hào)不均勻。

3 討論

DTI成像在磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，在6～55個(gè)非線性方向上施加梯度場(chǎng)而獲取圖像，較DWI可更準(zhǔn)確地反映組織內(nèi)部水分子的擴(kuò)散情況。頸髓的DTI成像，通過(guò)檢測(cè)水分子在纖維束中擴(kuò)散情況，可以間接反映脊髓束的完整性，并能進(jìn)行量化。最近幾年，MR硬件系統(tǒng)和軟件技術(shù)迅速發(fā)展，DTI成像技術(shù)不斷改進(jìn)，各位學(xué)者應(yīng)用的MRI系統(tǒng)，所選擇線圈及掃描技術(shù)不盡相同[2-5]。本研究使用3.0T超導(dǎo)磁共振儀，磁場(chǎng)均勻度較高，采用16通道頭頸聯(lián)合相控陣表面線圈，在一定程度上提高了圖像信噪比，同時(shí)橫軸位掃描較矢狀面掃描能改善圖像扭曲現(xiàn)象，應(yīng)用并行采集技術(shù)避免采集時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，采用32個(gè)擴(kuò)散敏感梯度方向，b值取1000 s/mm2，保證了所得數(shù)據(jù)的可靠性。

CSM以頸椎骨質(zhì)及椎間盤(pán)退變?yōu)椴±砘A(chǔ)，繼發(fā)椎體骨贅形成，對(duì)頸髓或營(yíng)養(yǎng)脊髓的血管造成壓迫，導(dǎo)致頸髓直接受壓或/和脊髓血供異常，從而引起一系列相關(guān)的功能障礙。在受壓早期，以脊髓灰質(zhì)內(nèi)神經(jīng)元萎縮和白質(zhì)原發(fā)性脫髓鞘為主，隨著壓迫程度的加重和壓迫時(shí)間的延長(zhǎng)，大運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元丟失、囊變、壞死和軸索變性壞死，進(jìn)而形成頸髓的慢性損傷[6]。這種結(jié)構(gòu)上的微觀變化引起脊髓中水分子擴(kuò)散異常，從而造成FA值和ADC值的變化，因此認(rèn)為FA值和ADC值能反映脊髓損傷和修復(fù)過(guò)程中軸突再髓鞘化過(guò)程。

以往學(xué)者對(duì)正常頸髓以及脊髓型頸椎病患者FA值和ADC值的報(bào)道各不相同。本組資料的測(cè)量結(jié)果，正常成年人頸髓的平均FA值為0.643±0.051，介于其他學(xué)者[7-9]測(cè)量結(jié)果0.52～0.745之間，平均ADC值為(1.161±0.172)×10-3mm2/s，較其他學(xué)者測(cè)量結(jié)果(0.96～1.14)×10-3mm2/s小，今后需進(jìn)一步研究證實(shí)高場(chǎng)強(qiáng)MR正常頸髓彌散張量的特點(diǎn)。本研究中，A組和B組患者T2WI顯示受壓頸髓均無(wú)信號(hào)改變，而DTI成像結(jié)果顯示兩組的FA值和ADC值與對(duì)照組均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說(shuō)明FA值和ADC值反映受壓頸髓受壓損傷較常規(guī)T2WI敏感性高，即DTI能反映早期脊髓微結(jié)構(gòu)的變化；且B組FA值和ADC值與A組比較均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明頸椎椎管狹窄患者較無(wú)狹窄患者的頸髓損傷程度嚴(yán)重，即隨著頸髓受壓程度的加重，其FA值有降低趨勢(shì)，ADC值有升高趨勢(shì)。本研究亦存在缺點(diǎn)，沒(méi)有對(duì)DTI改變與臨床癥狀進(jìn)行相關(guān)性研究，而以往報(bào)道FA值和ADC值的改變和臨床表現(xiàn)密切相關(guān)，袁逍等[10]認(rèn)為當(dāng)FA值低于0.69時(shí)，患者已有較輕微的臨床癥狀，表明脊髓存在潛在損傷。

綜上所述，DTI技術(shù)對(duì)CSM的診斷較常規(guī)MRI檢查更早期、更精確，可以為CSM患者的早期診斷、臨床治療提供重要的影像信息。

[1] 孫宇,李貴存．第二屆頸椎病專(zhuān)題座談會(huì)紀(jì)要[J]．解放軍醫(yī)學(xué)雜志,1994,(2):156-158．[2] Tsuchiya K,Fujikawa A,Suzuki Y．Diffusion tractography of the cervical spinal cord by using parallel imaging[J]．AJNR．2005,26(2):398-400．

[3] 孟祥水,柴相君,李篤民,等．磁共振彌散張量成像對(duì)輕度脊髓型頸椎病的診斷價(jià)值[J]．山東大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2008, 46(9):873-876．

[4] 張廉良,鄒月芬．3T磁共振全脊柱成像技術(shù)應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,27(4):142-144．

[5] 劉秀香,高思佳,袁逍,等．3．0TMR擴(kuò)散張量成像在脊髓型頸椎病診斷中的應(yīng)用[J]．中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2011,19(8):569-574．

[6] 張琥．脊髓型頸椎病脊髓慢性壓迫損傷的病理機(jī)制[J]．醫(yī)學(xué)信息,2011,24(2):1113-1115．

[7] Wheeler-Kingshott C A,Hickman S J,Parker GJ,et al．Investigating cervical spinal cord structure using axial diffusion tensor imaging[J]．Neuroimage,2002,16(1):93-102．

[8] Cerciqnani M,Horsfield M,Agosta F,et al．Sensitivity-encoded diffusion tensor MR imaging of the cervical cord[J]．AJNR,2003, 24(6):1254-1256．

[9] Facon D,Ozanne A,Fillard P,et al．MR diffusion tensor imaging and fiber tracking in spinal cord compression[J]．AJNR,2005,26(6):1587-1594．

[10] 袁逍,高思佳,劉秀香,等．脊髓型頸椎病患者3TMR擴(kuò)散張量成像測(cè)量參數(shù)值與臨床表現(xiàn)的相關(guān)性研究[J]．中華放射學(xué)雜志,2012,46(3):225-229．

Early Diagnosis of CSM with 3.0T DTI MR Scanner

LI Shu-huaa, SHI Pu-junb, KANG Yan-qinga, GUO Xiang-ronga, DI Yu-jina, CHEN Juna
a. Department of MR; b. Department of Equipment, Liaocheng People’s Hospital, Liaocheng Shandong 252000, China

ObjectiveTo evaluate the effects of DTI (Diffusion Tensor Imaging) in patients with CSM (Cervical Spondylotic Myelopathy).MethodsConventional MRI (Magnetic Resonance Imaging) and DTI were performed in 20 healthy volunteers who were selected as the Control Group. While, 80 CSM sufferers without high signals to T2WI (T2-weighted Imaging) were scanned with conventional MRI and DTI by a 3.0T MR scanner and divided into two groups (Group A: 43 cases of patients without spinal stenoses; Group B: 37 cases of patients with spinal stenoses) according to their scanning results. Then, analysis of the changes in FA (Fractional Anisotropy) and ADC (Apparent Diffusion Coefficient) values were performed.ResultsThe average FA and ADC values of the Control Group were 0.643±0.051 and (1.161±0.172)×10-3mm2/s respectively. The FA values of Group A and B were 0.621±0.036 and 0.592±0.060 respectively; the ADC values of Group A and B were ( 1.236±0.135)×10-3mm2/s and (1.429±0.150)×10-3mm2/s respectively. On mean FA values, the Control Group ranked the first while Group B the third ( P ＜0.05). As for the mean ADC values, Group B was the highest ( P ＜0.05) while the Control Group was the lowest.ConclusionIn comparison with conventional T2WI, DTI allowed earlier manifestation of the spondylosis-related changes in CSM patients.

3.0T magnetic resonance scanner; diffusion tensor imaging; cervical spondylotic myelopathy; fractional anisotropy values; apparent diffusion coefficient values

R445.2；R681.5

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.066

1674-1633(2013)09-0168-03

2013-04-20 修改日期：2013-07-17

作者郵箱：lishuhua0608@163．com