傅麗暉 丁文全 梁良 周進(jìn)龍

周圍神經(jīng)相關(guān)腫瘤包括神經(jīng)起源及非神經(jīng)起源兩類，神經(jīng)起源的腫瘤主要為良性腫瘤，如神經(jīng)鞘瘤及神經(jīng)纖維瘤；非神經(jīng)起源的腫瘤主要為神經(jīng)周圍的肌肉、血管、骨等起源但對(duì)神經(jīng)造成壓迫的腫瘤[1]。切除周圍神經(jīng)相關(guān)腫瘤對(duì)手術(shù)精密度要求較高，術(shù)中誤傷神經(jīng)可能會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)不可逆的功能障礙，如感覺(jué)缺失、運(yùn)動(dòng)功能喪失，因此術(shù)前需充分了解腫瘤與神經(jīng)的關(guān)系，以盡量避免術(shù)中損傷神經(jīng)。對(duì)于周圍神經(jīng)相關(guān)腫瘤的術(shù)前評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)方法主要依賴于癥狀、體格檢查、電生理檢查等間接評(píng)估，在這基礎(chǔ)上如能從形態(tài)學(xué)上直觀顯示腫瘤與目標(biāo)神經(jīng)間的關(guān)系，對(duì)手術(shù)方案的制定有指導(dǎo)意義。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）以其較高的軟組織分辨力、多種功能成像及后處理技術(shù)被公認(rèn)為是研究周圍神經(jīng)形態(tài)學(xué)的最佳手段[2]。本研究利用神經(jīng)的各向異性特點(diǎn)，采用彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）及多種后處理技術(shù)，三維立體顯示周圍神經(jīng)及腫瘤的全貌，實(shí)現(xiàn)術(shù)前無(wú)創(chuàng)評(píng)估周圍神經(jīng)與腫瘤間的關(guān)系。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院2017年1月至2019年12月臨床及常規(guī)MRI檢查診斷為周圍神經(jīng)相關(guān)腫瘤患者26例（患者組）及健康體檢者20例（健康對(duì)照組）?；颊呓M男19例，女7例；年齡34～67歲，中位年齡47.5歲；其中腫瘤發(fā)生于肘部8例，臂叢區(qū)9例，腕部7例，臀部2例；所有患者均表現(xiàn)為相關(guān)神經(jīng)支配的肢體不同程度麻木、無(wú)力，其中有4例出現(xiàn)所支配骨骼肌萎縮改變。肌電圖檢查所有患者均提示目標(biāo)周圍神經(jīng)（即周圍神經(jīng)起源腫瘤的載瘤神經(jīng)或非周圍神經(jīng)起源但被腫瘤所壓迫的神經(jīng)）支配區(qū)的運(yùn)動(dòng)或感覺(jué)支異常。健康對(duì)照組男12例，女8例；年齡28～62歲，中位年齡42歲。兩組對(duì)象性別、年齡等一般資料比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。將健康對(duì)照組按上述5個(gè)部位各選4例進(jìn)行相同序列DTI及DWI掃描。本研究經(jīng)寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院倫理委員會(huì)審查通過(guò)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法 采用GE公司3.0T DISCOVERY MR750掃描儀，選擇相應(yīng)部位線圈，取舒適體位固定目標(biāo)關(guān)節(jié)并置于磁體中心區(qū)，掃描范圍包括病變上下各約5～10cm。掃描序列包括25個(gè)方向DTI序列、兩次單方向DWI序列，分別為彌散梯度前后（anterior-posterior direction，AP）方向及上下（superior-inferior direction，SI）方向。掃描參數(shù)：DTI采用自旋回波-平面回波成像序列掃描，掃描參數(shù)為：重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）：8 000ms，回波時(shí)間（echo time，TE）：92ms，層數(shù)：40～58 層，層厚：2mm，層間距：0mm，激勵(lì)次數(shù)：4 次，翻轉(zhuǎn)角：90°，平面重建矩陣：256×256，彌散系數(shù) b 值：1 000s/mm2，掃描彌散方向數(shù)目設(shè)置為25個(gè)方向。DWI采用平面回波成像序列，軸位 AP 方向（DWIAP），TR：4 000ms，TE：63.10ms，帶寬：1953Hz/Px，視野：28，翻轉(zhuǎn)角：90°，激勵(lì)次數(shù)：18 次，b值：800s/mm2，層厚3mm，層間距：0mm，彌散敏感梯度方向選擇AP方向；DWI軸位SI方向（DWISI）：所有參數(shù)與掃描定位與DWIAP一致，彌散敏感梯度方向選SI方向。

掃描結(jié)束后，利用工作站后處理軟件將DTI序列中選取垂直于神經(jīng)方向的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行最大密度投影（maximal intensity projection，MIP）重建，并行任一角度觀察。DWIAP與DWISI的原始數(shù)據(jù)相減生成新序列DWISUSHI（subtraction of unidirectionally encodedimages for euppression of heavily isotropic objects，SUSHI），將DWISUSHI數(shù)據(jù)進(jìn)行MIP重建，并行任一角度觀察，如果存在一些高信號(hào)噪聲（如靜脈、淋巴結(jié)），應(yīng)去除這些噪聲以使神經(jīng)更加易于被觀察。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)分 對(duì)26例患者的DTI及DWISUSHIMIP重建圖像進(jìn)行主觀量化評(píng)價(jià)，評(píng)分量表設(shè)置參考Zhao等[3]研究設(shè)計(jì)方案，評(píng)價(jià)是否能完整立體顯示目標(biāo)神經(jīng)和腫塊，以及神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)弱，分值0～3分，0分：目標(biāo)神經(jīng)及腫塊顯示不清，無(wú)法分辨；1分：能完整顯示目標(biāo)神經(jīng)及腫塊，神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)度較弱；2分：能完整顯示目標(biāo)神經(jīng)及腫塊，神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)度良好；3分：能完整顯示目標(biāo)神經(jīng)及腫塊，神經(jīng)信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)異。去噪聲效果評(píng)分基于噪聲的多少及分布進(jìn)行分析，分值0～4分，0分：噪聲與神經(jīng)混合，不能辨別出神經(jīng)；1分：噪聲很多且分散，如不去除噪聲側(cè)影響神經(jīng)讀片；2分：噪聲較多，較集中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至特定角度時(shí)因?yàn)檎趽醵绊懮窠?jīng)讀片；3分：噪聲稍多，但即使不去除噪聲，對(duì)神經(jīng)讀片影響也不明顯；4分：噪聲很少，不影響神經(jīng)讀片。由2位高年資影像科診斷醫(yī)生對(duì)所有患者進(jìn)行隨機(jī)、獨(dú)立完成MIP圖像重建，并對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分并記錄。

1.4 目標(biāo)神經(jīng)彌散表觀系數(shù)值（apparent diffusion coef-ficient，ADC）的測(cè)量及比較 利用工作站后處理軟件對(duì)本研究46例研究對(duì)象的DWIAP原始圖像進(jìn)行ADC值測(cè)量，采用手動(dòng)法繪制多個(gè)感興趣區(qū)（ROI）進(jìn)行測(cè)量，ROI范圍盡可能取神經(jīng)最大截面但不能超出神經(jīng)范圍，患者的測(cè)量層面為目標(biāo)神經(jīng)病變區(qū)上下1～2cm范圍內(nèi)測(cè)量6次，并取平均值；健康對(duì)照組對(duì)掃描范圍內(nèi)目標(biāo)神經(jīng)進(jìn)行測(cè)量，方法同前，ADC值單位為mm2/s。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件。非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位間距）表示，組間比較采用配對(duì)樣本W(wǎng)ilcoxon秩和檢驗(yàn)；正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。評(píng)分一致性采用Kappa分析，Kappa值＜0.4為一致性差，0.4≤Kappa值≤0.6為一致性中等，0.6＜Kappa值≤0.8為一致性良好，0.8＜Kappa值≤1.0為一致性好。各患者組與健康對(duì)照組間的ADC值比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種不同掃描及后處理方法術(shù)前診斷符合率 26例患者術(shù)后病理診斷顯示周圍神經(jīng)起源21例（神經(jīng)鞘瘤14例，神經(jīng)纖維瘤5例，惡性神經(jīng)纖維瘤2例），非周圍神經(jīng)起源5例（肌纖維瘤1例，骨軟骨瘤1例，血管瘤2例，囊腫1例）。術(shù)前DTI判斷腫瘤為目標(biāo)周圍神經(jīng)起源19例，非目標(biāo)周圍神經(jīng)起源4例，無(wú)法判斷3例，術(shù)后對(duì)照病理診斷符合率88.4%（23/26）；DWI術(shù)前判斷腫瘤為目標(biāo)周圍神經(jīng)起源21例，非目標(biāo)周圍神經(jīng)起源5例，術(shù)后對(duì)照病理診斷符合率100%（26/26），見(jiàn)圖1-3。

圖1 患者，女，66歲。右肘正中神經(jīng)鞘瘤MRI圖像（a：軸位T2WI脂肪抑制序列，顯示右肘正中神經(jīng)走行區(qū)一混雜高信號(hào)腫塊；b：DWISUSHIMIP重建圖像顯示腫塊與正中神經(jīng)相連，術(shù)前診斷正中神經(jīng)鞘瘤，與術(shù)后病理一致）

圖2 患者，男，56歲。右肘尺神經(jīng)區(qū)滑膜囊腫MRI圖像[a：軸位T2WI脂肪抑制序列顯示尺神經(jīng)走行區(qū)一囊性占位；b：MIP重建圖像顯示腫塊與尺神經(jīng)相鄰，尺神經(jīng)能完整顯示（白箭頭），且與腫塊間存在間隙，術(shù)前診斷腫塊為非尺神經(jīng)起源囊性占位，與病理相符]

圖3 患者，男，52歲。左側(cè)臂叢神經(jīng)惡性神經(jīng)鞘瘤MRI圖像（a：顯示左側(cè)多支臂叢神經(jīng)近端增粗，并見(jiàn)一混雜T2WI信號(hào)腫塊，b：DWISUSHIMIP重建圖像，顯示腫塊區(qū)臂叢神經(jīng)結(jié)構(gòu)破壞，顯示不清，術(shù)前診斷臂叢神經(jīng)起源惡性腫瘤，與病理相符）

2.2 圖像質(zhì)量評(píng)分 所有患者DWISUSHIMIP重建圖像質(zhì)量較好，去噪聲效果良好，能同時(shí)三維立體顯示目標(biāo)神經(jīng)及腫塊，病變與神經(jīng)關(guān)系清晰可辨；而單方向DTI的MIP重建圖像背景噪聲較重，3例患者目標(biāo)神經(jīng)因噪聲干擾分辨困難，導(dǎo)致病變與神經(jīng)關(guān)系無(wú)法判斷。DWISUSHI與DTI的MIP兩種后處理方法在神經(jīng)及腫塊是否全程顯示及信號(hào)強(qiáng)度評(píng)分、去噪聲效果評(píng)分均值見(jiàn)表1，兩觀察者之間評(píng)分一致性較好，Kappa值分別為0.804及0.845。DWISUSHI的MIP重建圖像在神經(jīng)是否全程顯示及去噪聲效果評(píng)分均明顯高于單方向DTI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 神經(jīng)成像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果

2.3 各組間ADC值比較 目標(biāo)神經(jīng)起源組平均ADC值為（1.75±0.154）×10-3mm2/s，非目標(biāo)神經(jīng)起源組平均ADC 值為（1.24±0.087）×10-3mm2/s，健康對(duì)照組平均ADC 值為（1.18±0.087）×10-3mm2/s，見(jiàn)圖 4-5。目標(biāo)神經(jīng)起源組與健康對(duì)照組神經(jīng)ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；非目標(biāo)神經(jīng)起源組與健康對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；目標(biāo)神經(jīng)起源組與非目標(biāo)神經(jīng)起源組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

圖4 男，38歲。健康自愿者肘部尺神經(jīng)ADC圖像（所測(cè)尺神經(jīng)ADC值為1.1×10-3mm2/s）

圖5 患者，男，67歲。左肘部尺神經(jīng)鞘瘤ADC圖像[腫塊（白箭頭所示）與尺神經(jīng)相連，尺神經(jīng)ADC值為1.67×10-3mm2/s]

3 討論

MRI具有無(wú)創(chuàng)、高分辨率等特性，已廣泛用于周圍神經(jīng)損傷、卡壓、腫瘤等病變的診斷及術(shù)后隨訪[4]。DTI成像原理是基于神經(jīng)內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)具有各向異性特點(diǎn)，在正常生理情況下，神經(jīng)內(nèi)的水分子受神經(jīng)髓鞘等微結(jié)構(gòu)的限制，垂直于神經(jīng)方向的水分子擴(kuò)散速度遠(yuǎn)小于平行于神經(jīng)方向的水分子。當(dāng)周圍神經(jīng)遭受損傷、牽拉或發(fā)生神經(jīng)源性腫瘤時(shí)，神經(jīng)纖維出現(xiàn)不同程度受損中斷及沃勒變性，由于神經(jīng)內(nèi)環(huán)境遭到破壞，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)便失去各向異性的特點(diǎn)，DTI能通過(guò)檢測(cè)神經(jīng)內(nèi)各個(gè)方向水分子布朗運(yùn)動(dòng)的微觀變化來(lái)立體顯示神經(jīng)的形態(tài)學(xué)改變[5-7]。

由于DTI掃描時(shí)間較長(zhǎng)（一般需采集20個(gè)以上方向），且圖像后處理操作繁瑣，需逐層標(biāo)記進(jìn)行追蹤才能實(shí)現(xiàn)纖維束的立體顯影，對(duì)較細(xì)小的神經(jīng)很難進(jìn)行準(zhǔn)確追蹤，因此學(xué)者們一直在探索一種簡(jiǎn)易、客觀的重建方法。Skorpil等[8]在2007年報(bào)道應(yīng)用MIP后處理方法，重建坐骨神經(jīng)DTI掃描所得的單一方向的原始圖像，自動(dòng)獲得神經(jīng)立體圖像。他們發(fā)現(xiàn)垂直于神經(jīng)方向的數(shù)據(jù)重建后得到的神經(jīng)信號(hào)最強(qiáng)，而平行于神經(jīng)方向的DTI數(shù)據(jù)重建后神經(jīng)信號(hào)最弱。本研究DTI掃描采集25個(gè)方向，選取垂直于神經(jīng)方向的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行MIP重建，自動(dòng)生成三維立體圖像，目標(biāo)神經(jīng)及腫塊均顯示為高信號(hào)，由于神經(jīng)周圍組織如血管、淋巴結(jié)在磁場(chǎng)內(nèi)亦因彌散受限亦呈現(xiàn)高信號(hào)，因此神經(jīng)周圍的背景噪聲較重，需進(jìn)行手動(dòng)切割去除背景噪聲，再進(jìn)行立體、多角度觀察。術(shù)前DTI判斷腫瘤為目標(biāo)神經(jīng)起源19例，非目標(biāo)神經(jīng)起源4例，3例因噪聲較重，神經(jīng)及腫塊不能完整顯示，因此無(wú)法判斷，術(shù)后對(duì)照病理診斷符合率88.4%。本組中3例圖像噪聲較重者均為年齡較大的患者，筆者分析是由于DTI掃描時(shí)間較長(zhǎng)，患者因較長(zhǎng)時(shí)間體位固定不適產(chǎn)生細(xì)微運(yùn)動(dòng)偽影，從而影響圖像質(zhì)量。

DWI能通過(guò)擇優(yōu)選取幾個(gè)彌散敏感梯度方向，縮短掃描時(shí)間，適當(dāng)增加采集次數(shù)，因而能在較短時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量、高信噪比的三維重建圖像。Takahara等[9]在DWI的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了一種新的后處理方法，命名為抑制各向同性組織信號(hào)的單向編碼成像減影技術(shù)（SUSHI）。分別采集AP方向及與體軸平行的SI方向得到DWIAP及DWISI兩組原始DWI數(shù)據(jù)，將DWIAP的原始數(shù)據(jù)減去DWISI，所得數(shù)據(jù)即為DWISUSHI，再將DWISUSHI進(jìn)行MIP重建即可呈現(xiàn)只含神經(jīng)的立體影像。在AP彌散敏感梯度方向上掃描時(shí)生成包括神經(jīng)和周圍組織在均呈現(xiàn)高信號(hào)，在SI方向彌散敏感梯度上，由于神經(jīng)的各向異性水平明顯高于周圍組織，水分子的彌散水平明顯高于周圍組織，掃描所得的圖像DWISI內(nèi)神經(jīng)呈現(xiàn)低信號(hào)，而周圍組織的信號(hào)值與AP方向上接近，兩者相減后能自動(dòng)將神經(jīng)周圍的背景噪聲大部分去除，剩余噪聲變得疏松，不與神經(jīng)相連，使得目標(biāo)神經(jīng)及腫塊清晰可見(jiàn)。本研究利用該方法術(shù)前判斷腫塊與神經(jīng)間的關(guān)系與術(shù)后病理對(duì)照，準(zhǔn)確率達(dá)100%。此外，本研究對(duì)20例健康體檢者及26患者的DWIAP數(shù)據(jù)利用工作站后處理軟件進(jìn)行ADC值的測(cè)量，ADC值能反應(yīng)神經(jīng)內(nèi)水分子的布朗運(yùn)動(dòng)能力，ADC值越高則神經(jīng)內(nèi)水分子擴(kuò)散能力越強(qiáng)，反之亦然。我們發(fā)現(xiàn)正常人及非神經(jīng)起源組的目標(biāo)神經(jīng)因結(jié)構(gòu)完整，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)在AP方向上運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較弱，因而平均ADC值較低，而神經(jīng)起源組的患者因其神經(jīng)纖維結(jié)構(gòu)破壞或因長(zhǎng)時(shí)間壓迫導(dǎo)致神經(jīng)沃勒變性，水分子失去髓鞘等微結(jié)構(gòu)的限制擴(kuò)散強(qiáng)度增加，平均ADC值升高，這一結(jié)果與包洪靖等[10]報(bào)道的研究結(jié)果一致，該研究認(rèn)為腕管綜合征患者正中神經(jīng)的ADC值亦明顯升高。因此ADC值能直觀地反映神經(jīng)是否損傷，且能量化神經(jīng)損傷的程度，并且可應(yīng)用于對(duì)周圍神經(jīng)損傷、術(shù)后修復(fù)的無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)[11-12]。

本研究采用上述兩種掃描及重建方法，我們發(fā)現(xiàn)兩種方法均能較好地立體顯示目標(biāo)神經(jīng)及腫塊，我們對(duì)兩種重建方法所得到的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，DTI單方向MIP重建圖像因背景噪聲較重，在神經(jīng)與腫塊是否全程顯示、信號(hào)強(qiáng)度評(píng)分及去噪聲效果評(píng)分均低于DWISUSHI，我們認(rèn)為DWISUSHI的MIP重建總體圖像質(zhì)量更好，術(shù)前對(duì)神經(jīng)及病變的顯示更清晰、精準(zhǔn)；于此同時(shí)，DWI掃描時(shí)間較短（2次采集時(shí)間共約6min），僅為DTI的所需時(shí)間的一半左右，減輕了患者因長(zhǎng)時(shí)間體位固定的不適，較大可能地避免因患者運(yùn)動(dòng)偽影所致的掃描失敗。神經(jīng)起源的良性腫瘤主要為神經(jīng)纖維瘤或神經(jīng)鞘瘤（本組共19例），兩者均具有良性腫瘤的MRI特征，而神經(jīng)鞘瘤因容易出現(xiàn)腫塊內(nèi)部囊變，MRI信號(hào)往往不均勻。在DTI及DWI三維圖像上，神經(jīng)鞘瘤常位于神經(jīng)的偏側(cè)方（偏心性），而神經(jīng)纖維瘤主要表現(xiàn)為載瘤神經(jīng)穿行于其中，呈現(xiàn)“神經(jīng)出入征”改變[13]。2例惡性神經(jīng)纖維瘤或纖維瘤病，表現(xiàn)為腫塊信號(hào)混雜，載瘤段神經(jīng)因結(jié)構(gòu)破壞，與腫塊混為一體無(wú)法分辨。另外5例非神經(jīng)起源的腫塊，其目標(biāo)神經(jīng)的走行、信號(hào)及ADC值均表現(xiàn)正常，腫塊與目標(biāo)神經(jīng)分界清晰且有一定的距離。

磁共振DTI單方向及DWISUSHIMIP重建圖像能立體、直觀地顯示周圍神經(jīng)，對(duì)術(shù)前判斷周圍神經(jīng)與腫瘤間的關(guān)系有較大價(jià)值，DWISUSHI重建圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，且掃描時(shí)間較短，提高工作效率，因此在臨床實(shí)際工作中DWISUSHI掃描及后處理方法具有較大的優(yōu)勢(shì)。本研究不足之處是MR線圈未達(dá)到最優(yōu)化，樣本量較少，今后需要更多的病例研究來(lái)探索最優(yōu)化的MRI神經(jīng)成像及后處理方法。