鄧明，王良，李亮，李拔森，馮朝燕，蔡杰，閔祥德，可贊，馮定義

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院放射科，武漢 430030

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是無創(chuàng)性腰骶神經(jīng)(sacral plexus，SP)成像的最佳方法。臨床開展的神經(jīng)移植、骶神經(jīng)調(diào)節(jié)術(shù)、神經(jīng)調(diào)控治療神經(jīng)源性膀胱(neurogenic bladder，NB)相關(guān)的神經(jīng)手術(shù)刺激治療[1]，均對SP成像提出較高的要求。因此影像需提供SP正常與病變的解剖(包括粗細(xì)、長度、走向)，并幫助臨床醫(yī)師對分支神經(jīng)功能準(zhǔn)確定位[2]，進(jìn)一步對SP病變進(jìn)行早期治療，防止病變進(jìn)展為不可逆狀態(tài)[3]。目前，臨床上用于顯示神經(jīng)的成像方法較多，而在實(shí)際工作中常需要考慮到檢查的效價(jià)與圖像診 斷價(jià)值，因此對于優(yōu)化并合理選擇SP成像檢查尤為重要。可變反轉(zhuǎn)角三維快速自旋回波(3D sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions，3D-SPACE)序列行SP成像已有研究證實(shí)，3D-SPACE序列能顯示SP解剖[4-5]與病變關(guān)系，但存在諸如毛細(xì)血管異常顯影，從而掩蓋神經(jīng)病變本身信號，影響精確診斷等缺陷。近年來，影像醫(yī)師也推薦使用三維雙回波穩(wěn)態(tài)(thre e-dimensional double-echo steady state，3D-DESS)序列行SP成像，但其與SPACE序列比較的研究未見，且缺乏3D-DESS與3D-SPACE序列臨床應(yīng)用價(jià)值的比較，因此筆者試分析其在SP成像中的特點(diǎn)，為臨床神經(jīng)泌尿?qū)W優(yōu)化和合理選擇神經(jīng)成像序列提供參考。

1 材料與方法

1.1 病例資料

本研究獲得我院研究倫理委員會的同意。(1)正常志愿者組：選取男、女各5名健康學(xué)生作為志愿者，年齡為20～27歲，均行SP的3D-DESS和3D-SPACE序列成像；(2)病例組：納入：①2013年7月至2014年12月在我院以尿頻為首診，患有急性或慢性尿潴留、藥物治療后療效不理想；②常規(guī)MRI提示SP根骶管內(nèi)囊性或?qū)嵸|(zhì)性占位；③尿動力學(xué)和常規(guī)B超排除泌尿系器質(zhì)性病變后而病因仍不明，請求行SP成像；④年齡大于18歲。排出：①患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾??；②有關(guān)節(jié)置換、腰椎及骶尾椎外傷、手術(shù)及嚴(yán)重腰椎間盤突出病史者；③MRI檢查禁忌癥患者(如帶有血管支架、心臟起搏器)的患者；④無法配合檢查，明顯運(yùn)動偽影等。所有符合條件患者均具備完整的原始采集圖和最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)和多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)圖像。

1.2 圖像采集

采用10名志愿者行MRI，測試2序列的穩(wěn)定性，并調(diào)試到最佳參數(shù)。10名志愿者和98例患者均使用德國西門子公司MR Skyra 3.0 Tesla磁共振儀(最大轉(zhuǎn)換率為200 mT/m·ms和最大梯度場45 mT/m)。SP成像采集時(shí)使用32通道腹部相控陣線圈與床底線圈相結(jié)合，以臍為定位中心，選擇要腰骶椎定位，上至腰1椎椎體，下至恥骨聯(lián)合覆蓋體線圈；利用矢狀面TSE-T2WI定位參考，參數(shù)：TR/TE 為2400/115 ms，層厚3 mm，層間距為0 mm，F(xiàn)OV為320 mm×320 mm，矩陣為256×128，激勵次數(shù)為2，3D-DESS序列三維冠狀面掃描，在T2WI矢狀面上設(shè)定冠狀面與腰骶椎軸向保持一致覆蓋SP區(qū)域。3D-DESS參數(shù)：TR/TE為1102/3.88 ms，層厚1.2 mm，層間距為0 mm，F(xiàn)OV為300 mm×300 mm，矩陣為256×128，反轉(zhuǎn)角為25°，帶寬為400 Hz/Px，頻率編碼為左右方向，體素為1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm；3D-SPACE采用與3D-DESS一致的三維冠狀面定位，參數(shù)：TR/TE 3000/225 ms，層厚1.2 mm，層間距為0 mm，F(xiàn)OV為300 mm×300 mm，矩陣為256×128，反轉(zhuǎn)角為150°，帶寬為625 Hz／Px，頻率編碼為左右方向，體素為1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm，并行采集方式為GRAPPA，并行采集因子2。其中SPACE采取STIR聯(lián)合FS脂肪抑制法(即SPAIR技術(shù))。

1.3 數(shù)據(jù)采集與分析

3D-DESS與3D-SPACE原始圖像均傳至西門子Syngo VE40B數(shù)據(jù)處理工作站3D Viewer進(jìn)行圖像觀察及保存測量相關(guān)參數(shù)。使用3D Viewer行MIP和MPR處理，MIP采用層厚20 mm，層間距3 mm；所有圖像均采用2名科研經(jīng)驗(yàn)大于2年的影像專業(yè)研究生作觀察者，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和處理。為評價(jià)SP影像正常及病變解剖特征，本研究均選擇雙側(cè)L5神經(jīng)作參考。另外，為評價(jià)兩序列間的差異，選擇測量L5神經(jīng)節(jié)大小作參考。(1)針對志愿者圖像分析：分別對兩序列下的L5神經(jīng)主觀評價(jià)，采用5分標(biāo)準(zhǔn)(1分：顯示不清，完全不能看清楚神經(jīng)與其周圍解剖結(jié)構(gòu)；2分：可分辨部分神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)，但圖像存在明顯T2WI效應(yīng)偽影及模糊的邊界；3分：圖像解剖尚清晰，存在部分T2WI效應(yīng)偽影干擾；4分：圖像中神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)較清晰，能看清其走向，與周圍分界清晰，較少干擾，5分：圖像中神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)非常清晰，完全能看清走向及邊界，無T2WI效應(yīng)偽影干擾)，對所有病例進(jìn)行獨(dú)立評分，并取其平均分作參考。兩名觀察者分別量取2種序列在志愿者雙側(cè)L5神經(jīng)起止長度及神經(jīng)節(jié)長徑；其次兩名觀察者于2周后使用同樣的方法重復(fù)測量，最后取4次的平均值。(2)針對98例病例：兩名觀察者分別觀察記錄所有患者在2序列神經(jīng)病變的解剖結(jié)構(gòu)、位置、大小、信號特征差異；采用上述5分主觀評分法，評價(jià)病變結(jié)構(gòu)的顯示情況，最終將所有數(shù)據(jù)由第3名擁有5年影像工作經(jīng)歷的博士研究生將其分別整理和數(shù)據(jù)校對，針對不一致的評分采用3名觀察者共同判讀，最終達(dá)成一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件包處理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均采用平均值與標(biāo)準(zhǔn)(±s)表示。首先，采用配對t檢驗(yàn)比較同一序列下雙側(cè)L5神經(jīng)起止長度及L5神經(jīng)節(jié)長徑是否存在差異；其次，分別比較3D-DESS和3D-SPACE序列在L5長短、神經(jīng)節(jié)大小間是否存在差異；采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較兩序列在志愿者L5神經(jīng)影像評分和患者L5病變解剖細(xì)節(jié)間主觀評分的差別；P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床病例結(jié)果

最終滿足以上納入和排出標(biāo)準(zhǔn)的98例患者(男47例，女51例)，年齡范圍為(18～74)歲，平均(62.8±7.52)歲，其中男性為23～74歲，平均(40.4±12.1)歲；女性18～63歲，平均(31.2±15.1)歲，臨床癥狀除尿頻外，還伴隨6例無精癥、21例便秘、15例腹股溝疼痛痛。影像診斷：椎體原發(fā)腫瘤1例，椎體轉(zhuǎn)移瘤3例，椎體退行性變52例，神經(jīng)束膜囊腫74例，神經(jīng)纖維瘤病1例，骶管脂肪瘤12例；其中51例女性患者中有28例合并不同程度盆腔積液。10名志愿者雙側(cè)L5神經(jīng)長度及神經(jīng)節(jié)大小配對t檢驗(yàn)中，3D-DESS與3D-SPACE序列均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；3D-DESS序列與3D-SPACE在顯示志愿者的L5神經(jīng)起止長度時(shí)具有明顯差異(t值分表為5.45和9.481，P=0.000)，即3D-SPACE明顯長于3D-DESS序列，且該差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。兩序列在比較L5神經(jīng)節(jié)長徑時(shí)，結(jié)果提示兩種序列均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(表2)，即雙側(cè)L5神經(jīng)節(jié)為標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)兩序列時(shí)，3D-DESS與3D-SPACE序列均無明顯差異(表3)。

表1 3D-DESS序列與3D-SPACE-STIR在志愿者雙側(cè)L5神經(jīng)長度及神經(jīng)節(jié)大小的統(tǒng)計(jì)分析Tab.1 The comparison of the length of L5 nerve fi bers and the size of L5 ganglions in 3D-DESS and 3D-SPACE

表2 3D-DESS序列與3D-SPACE同一序列在L5神經(jīng)長度之間的比較Tab.2 The comparison of the length of L5 nerve fi bers of the left side and the right side in 3D-DESS and 3D-SPACE,respectively

表3 3D-DESS序列與3D-SPACE序列在左右L5神經(jīng)節(jié)大小之間的比較Tab.3 The comparison of the size of L5 ganglions of the left side and the right side in 3D-DESS and 3D-SPACE,respectively

2.2 3D-DESS與3D-SPACE對正常神經(jīng)和病變解剖主觀評價(jià)結(jié)果

兩名觀察者在對3D-DESS與3D-SPACE圖像主觀評價(jià)中顯示，對于志愿者的正常L5神經(jīng)解剖評分中，SPACE(4.41±0.67)明顯高于DESS(3.75±0.75)，且此差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.036)。根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)，兩序列下圖像質(zhì)量均能很好地顯示SP的解剖信息，但也存在差異。對于神經(jīng)病變的顯示評價(jià)DESS(4.07±0.83)較SPACE(3.57±0.65)高，但差異不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.099)，具體如表4。

3 討論

SP病變可能是引起NB病變的因素之一，手術(shù)準(zhǔn)確切除具有積極意義[3,6]。其次，SP前根刺激器與后根切斷術(shù)相結(jié)合成為截癱患者恢復(fù)排尿功能的一種新的治療選擇[7]。另外，SP成像有助于明確神經(jīng)源性腫瘤和外傷所 致的神經(jīng)肌肉萎縮等，并定位病變部位。目前，已經(jīng)有研究表明，神經(jīng)損傷導(dǎo)致的肌肉萎縮可以移植粗大的外周神經(jīng)進(jìn)入SP治療[8]，因此明確SP病變的定位和定性極為重要，但在實(shí)際工作中因SP走向迂曲，較多細(xì)小分支且與周圍組織的邊界無固定的解剖結(jié)構(gòu)對比，加上SP周圍存在較多細(xì)小的毛細(xì)血管(圖1)，因此選擇一種或聯(lián)合多種神經(jīng)成像方法提高診斷準(zhǔn)確性尤為迫切。筆者旨在探究3D-DESS與3D-SPACE[9]序列在顯示SP解剖及診斷中的價(jià)值。

表4 3D-DESS與3D-SPACE在顯示病變與正常解剖結(jié)構(gòu)圖像主觀評分秩和檢驗(yàn)結(jié)果Tab.4 The comparison of the normal anatomy structures and the pathological structures in 3D-DESS and 3D-SPACE

3.1 3D-SPACE與3D-DESS序列的神經(jīng)成像基礎(chǔ)比較

圖1 男，27歲，正常志愿者，3D-DESS(A～C)與3D-SPACE(D～F)圖像，清晰顯示雙側(cè)L5,S1神經(jīng)走向、粗細(xì)及神經(jīng)根A，其中DESS序列毛細(xì)血管顯影較少，神經(jīng)與周圍組織對比度更高Fig.1 Male,twenty-seven years old,a volunteer,3D-SPACE was signifi cantly superior to 3D-DESS in the demonstration of SP nerve fi bers.

從兩序列的原理出發(fā)，3D-SPACE與3D-DESS序列均具備高分辨力、薄層掃描，能避免部分容積效應(yīng)；同時(shí)也具有高SNR，有利于細(xì)微病灶的顯示。3D-SPACE在短時(shí)間內(nèi)完成高清圖像采集[10]，對于部分耐受性較差的患者可實(shí)現(xiàn)快速掃描從而獲得高效診斷。3D-DESS在一個(gè)TR內(nèi)采集包含T1WI、T2WI和重T2WI效果，且能夠配合脂肪抑制，形成融合影像[11]，因此在DESS序列上能清晰顯示神經(jīng)根，較少有毛細(xì)血管影響，且其對呼吸運(yùn)動不敏感，冠狀面采集信號時(shí)能獲得較為細(xì)膩的神經(jīng)影像。從臨床實(shí)用性出發(fā)，在顯示神經(jīng)走行長度方面，3D-SPACE明顯優(yōu)于3D-DESS，然而大多數(shù)神經(jīng)病變集中在神經(jīng)根周圍，較少因末梢神經(jīng)病變而引起較大病變，因此兩序列均具有臨床實(shí)用性，且能滿足大部分臨床診斷。但由于SP周圍存在較多流速較慢的毛細(xì)血管顯影和腦脊液搏動影響，加之3D-SPACE對運(yùn)動敏感，因此在MIP圖像存在較多信號干擾，此時(shí)需結(jié)合MPR和原始圖像判斷。另外，在顯示解剖細(xì)節(jié)方面3D-DESS評分較高，神經(jīng)顯示更清晰，偽影較少，因此針對神經(jīng)影像的主觀評分也具有顯著差異，即3D-DESS診斷神經(jīng)根病變時(shí)能相對更全面、更具實(shí)用性。

圖2 女，32歲，尿頻多年，近一月下蹲抽搐，臨床初步診斷NB，影像診斷雙側(cè)L4、L5、S1-S5神經(jīng)纖維瘤病。圖A、B為常規(guī)MRI成像顯示骶管內(nèi)外及盆壁神經(jīng)走行區(qū)多發(fā)異常信號(箭)；圖C～E為3D-DESS序列顯示腰骶叢冠狀面、右側(cè)斜位、左側(cè)斜位神經(jīng)根及神經(jīng)束膜多發(fā)異常高信號，其內(nèi)部分可見穿行其中的低信號神經(jīng)組織；圖F～H為3D-SPACE序列顯示骶叢冠狀面、右側(cè)斜位、左側(cè)斜位神經(jīng)根及神經(jīng)束膜多發(fā)異常T2WI高信號(箭)Fig.2 Female,thirty-two years old,the demonstrations of the normal anatomy structures and the pathological structures in 3D-DESS and 3D-SPACE.Images(A,B)fi ndings show abnormal signal in SP; 3D-DESS show much high signal in SP(arrows)from images numbered(C—E); The same fi ndings are also shown in 3D-SPACE(F—H).

3.2 3D-SPACE與3D-DESS 在SP成像的臨床應(yīng)用價(jià)值比較

SP病變的臨床癥狀較多，也較復(fù)雜[2]，且常合并盆內(nèi)肌肉功能失調(diào)，因此在SP成像時(shí)常需參考盆腔MRI信息。本研究在排除盆腔內(nèi)器質(zhì)性病變后，獲取的SP解剖結(jié)構(gòu)清晰，尤其是3D-DESS顯示神經(jīng)根病變較好。雙側(cè)神經(jīng)節(jié)大小測量結(jié)果顯示兩序列在圖像細(xì)節(jié)顯示方面，均無圖像變形和左右側(cè)差異。椎體原發(fā)與轉(zhuǎn)移瘤、神經(jīng)源性腫瘤[12]及神經(jīng)束膜囊腫對神經(jīng)根的直接壓迫都能清晰顯示，但由于SP本身解剖結(jié)構(gòu)偏細(xì)小，在慢性缺氧而炎性水腫時(shí)兩者均無法對其明確區(qū)分。椎管內(nèi)占位[13]、神經(jīng)根囊腫會導(dǎo)致不同程度NB進(jìn)展[14]，且病變位置越低其臨床癥狀越嚴(yán)重，治療難度越大[15]，因此關(guān)注SP成像時(shí)，也應(yīng)關(guān)注較小的S2-S5神經(jīng)叢，雖然3D-SPACE針對病變邊界及與周圍組織結(jié)構(gòu)的CNR高，尤其是在高信號的腦脊液、等低信號椎間盤的襯托下對比更加明顯，但明顯的T2WI高信號反而掩蓋了較小神經(jīng)病變。本組結(jié)果提示，3D-DESS能夠清晰分辨SP的走向，對SP較大病變的內(nèi)部顯示較SPACE更清晰(圖2)，因此二者聯(lián)合應(yīng)用在一定程度上能提供對病變結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，同時(shí)也能很好提供神經(jīng)的解剖結(jié)構(gòu)信息。分析兩序列，可以發(fā)現(xiàn)在顯示粗大的神經(jīng)時(shí)，3D-SPACE明顯優(yōu)于3D-DESS，能夠提供細(xì)分支細(xì)小的神經(jīng)解剖，而3D-DESS因其能在一定程度上避免重T2WI的影響，對神經(jīng)根部及出入椎間孔的結(jié)構(gòu)優(yōu)于3D-SPACE；統(tǒng)計(jì)還發(fā)現(xiàn)，在大部分病例中，3D-DESS還能觀察到走形于鞘膜內(nèi)的神經(jīng)。另外，排尿困難合并不明原因腰骶椎骨髓水腫、盆底肌肉腫脹等，其在SPACE上均呈高信號，與腦脊液和鞘膜內(nèi)的T2WI高信號混合，進(jìn)而影響正常SP的觀察[16]，最后影響臨床診斷和治療，因此并不直接推薦單獨(dú)使用3D-SPACE序列成像。有研究采用3D-SPACE增強(qiáng)掃描來觀察神經(jīng)根[9]，其使用的仍是縮短T1的對比劑，對T2影響較弱，但其能輕微縮短T2，使得背景中的毛細(xì)血管充盈了縮短T2的對比劑，因而使得SP顯示更加清晰。本研究未采用對比劑，直觀獲得SP的清晰圖像，對于診斷神經(jīng)根病變足以顯示，但實(shí)際工作中仍然在高度懷疑SP復(fù)雜病變時(shí)，利用T1增強(qiáng)也能提供幫助[17]。

3.3 研究不足及展望

本研究中部分病例合并有盆腔積液等慢性疾病，其SP可能合并慢性炎性水腫，這與正常SP影像不能絕對區(qū)分，均可能會影響到影像質(zhì)量。另外，針對神經(jīng)束膜囊腫的T2WI高信號與蛋白沉積而形成的玻璃樣變也不能區(qū)分，但對于神經(jīng)根病變的常見病因分析中，SP成像能夠?yàn)榕R床診斷提供參考，并且兩序列能夠進(jìn)行多方位MPR和MIP成像，提高了病變的檢出率，也對臨床體格檢查和實(shí)驗(yàn)室檢出陰性的NB患者提供了進(jìn)一步的檢查方案。其次，本研究僅用L5神經(jīng)及神經(jīng)節(jié)的影像圖像特征半定量分析，未能針對雙側(cè)S1-S5單獨(dú)評價(jià)，不免存在偏倚，腸道準(zhǔn)備也是SP成像質(zhì)量的一個(gè)因素[18-19]。 另外，也有采用IDEAL序列用于外周神經(jīng)的報(bào)道[20]，筆者今后也將SP的膀胱神經(jīng)再支配作為重點(diǎn)研究。

總之，3D-SPACE與3D-DESS兩序列對神經(jīng)粗細(xì)顯示無差別，雖然3D-DESS序列能顯示的長度有限，但其能清晰顯示腰骶神經(jīng)根，具有更好的解剖及病灶SNR，同時(shí)能兼顧與周圍其他結(jié)構(gòu)的CNR，加之3D-DESS對呼吸運(yùn)動不敏感和成像時(shí)間較短的優(yōu)勢突出，因此在神經(jīng)泌尿?qū)W方面相對更實(shí)用、更準(zhǔn)確、且具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

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