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        嬰幼兒分娩性臂叢神經(jīng)損傷的磁共振成像技術(shù)最新進(jìn)展

        2021-03-25 12:21:32段曉岷臧麗莉張小燕尹光恒王衛(wèi)中洪天予許辰呂艷秋于彤
        磁共振成像 2021年8期
        關(guān)鍵詞:臂叢磁共振脊髓

        段曉岷,臧麗莉,張小燕,尹光恒,王衛(wèi)中,洪天予,許辰,呂艷秋,于彤*

        臂叢神經(jīng)主要支配整個(gè)手、臂的運(yùn)動和絕大部分的感覺,嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的可能機(jī)制包括牽拉、壓迫、缺氧和腫瘤浸潤,其中分娩時(shí)肩關(guān)節(jié)受阻,需要加大頸肩角拉出患兒,使得縱向牽拉的力量大大超過臂叢神經(jīng)所能承受的拉伸力量,這是嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的主要因素,另外出生時(shí)體質(zhì)量較大,超過4.5 kg 的巨大兒,以及經(jīng)產(chǎn)鉗拉出也是臂叢神經(jīng)損傷的危險(xiǎn)因素[1]。嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的自然恢復(fù)率可高達(dá)66%~92%[2]。對于不能自然恢復(fù)的患兒,需要盡早確定損傷類型和程度,以便有效地進(jìn)行醫(yī)療干預(yù),改善預(yù)后[3]。目前公認(rèn)磁共振神經(jīng)成像(magnetic resonance neurography,MRN)是診斷臂叢神經(jīng)損傷最有價(jià)值的檢查方法[4-5]。嬰幼兒臂叢神經(jīng)干細(xì)小,毗鄰解剖關(guān)節(jié)及組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜,周圍環(huán)繞著肌肉、淋巴結(jié)、骨、甲狀腺、氣道、大血管、肺組織、靜態(tài)液體等不同磁化率組織,且臂叢神經(jīng)在空間走行上既不共線也不共面,加之嬰幼兒身體內(nèi)水分含量高,脂肪少等生理特點(diǎn),神經(jīng)結(jié)構(gòu)與周圍組織之間缺乏良好的對比,使得嬰幼兒臂叢神經(jīng)成像成為磁共振成像技術(shù)中的難點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展,目前國內(nèi)外多篇文獻(xiàn)對MRN 用于臂叢神經(jīng)損傷進(jìn)行研究報(bào)道,認(rèn)為磁共振神經(jīng)成像能夠判斷周圍神經(jīng)損傷的原發(fā)性及繼發(fā)性改變,不論在成人還是兒童都具有可行性和實(shí)用性[6-8],本文將對MRI 在嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷中的成像技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

        1 臂叢神經(jīng)的解剖[2]

        臂叢神經(jīng)是由頸5 至頸8 神經(jīng)根腹側(cè)分支及胸1 神經(jīng)根構(gòu)成,各支脊神經(jīng)出椎間孔后在其行程中不斷分合,從而形成三干(頸5~6聯(lián)合成上干;頸7單獨(dú)組成中干;頸8及胸1形成下干)、六股、三束及五大分支(即正中神經(jīng)、尺神經(jīng)、橈神經(jīng)、腋神經(jīng)和肌皮神經(jīng))[9]。

        周圍神經(jīng)纖維束的解剖層次從里到外分別為神經(jīng)纖維、神經(jīng)髓鞘、神經(jīng)內(nèi)膜和神經(jīng)束膜。脊神經(jīng)根離開脊髓時(shí)表面被覆以軟脊膜,當(dāng)穿過脊髓蛛網(wǎng)膜及硬脊膜時(shí),表面即覆蓋有蛛網(wǎng)膜及硬脊膜,形成蛛網(wǎng)膜鞘及硬脊膜鞘,蛛網(wǎng)膜下腔在神經(jīng)根周圍向外側(cè)延伸,至脊神經(jīng)節(jié)近端附近多逐漸封閉消失,有時(shí)可繼續(xù)沿脊神經(jīng)延伸。

        2 嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的病理生理及分型分級

        臂叢神經(jīng)損傷的病理基礎(chǔ)為軸突損傷和脫髓鞘改變[2-3]。根據(jù)Sunderland 原則[10],將周圍神經(jīng)損傷分為5 級:I級損傷,表現(xiàn)為神經(jīng)傳導(dǎo)阻滯,短時(shí)間內(nèi)可完全恢復(fù);Ⅱ級損傷表現(xiàn)為軸突斷裂,但內(nèi)膜、束膜及外膜完整;Ⅲ級損傷,表現(xiàn)為神經(jīng)纖維斷裂,軸突和內(nèi)膜損傷,但束膜和外膜完整;Ⅳ級損傷表現(xiàn)為軸突、內(nèi)膜和束膜損傷,但外膜完整;Ⅴ級損傷表現(xiàn)為神經(jīng)干完全斷裂。臂叢神經(jīng)損傷的分類方法有多種,根據(jù)病變發(fā)生在椎管內(nèi)外不同,分為節(jié)前損傷及節(jié)后損傷,損傷位于椎管內(nèi)脊神經(jīng)根處為節(jié)前損傷,損傷發(fā)生于椎管外段時(shí)為節(jié)后損傷[2-3]。根據(jù)損傷神經(jīng)范圍,將臂叢神經(jīng)損傷分為4型:I型:上干損傷,最常見;Ⅱ型:上干及中干損傷,次常見;Ⅲ型:全臂叢(頸5 至胸1)損傷,表現(xiàn)為上肢功能全部喪失,伴或不伴Horner 征。伴Horner 征的患兒;Ⅳ型:下干損傷,發(fā)生率最低[3,10]。

        一般來說,神經(jīng)軸突都有再生能力,大部分可恢復(fù)原來的功能,所需時(shí)間一般為3~6個(gè)月,有文獻(xiàn)報(bào)道6個(gè)月之前的神經(jīng)手術(shù)不會比晚期(6~22 個(gè)月)嬰兒的神經(jīng)手術(shù)帶來更好的運(yùn)動效果[11]。

        3 嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的檢查方法

        在臨床上,神經(jīng)電生理和影像學(xué)檢查是嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷最常用的檢查方法。神經(jīng)電生理檢測能夠準(zhǔn)確判斷神經(jīng)損傷的發(fā)生部位以及做出定性診斷,在一定程度上為準(zhǔn)確診斷、判斷病情提供依據(jù)[12-14]。但神經(jīng)電生理檢查對于嬰幼兒檢查存在明顯局限性,神經(jīng)電生理需要在臂叢神經(jīng)所支配肌肉內(nèi)插入針電極,嬰幼兒肢體短細(xì),肌肉塊小且分界模糊,準(zhǔn)確定位相對困難,針刺電極及電流刺激是有創(chuàng)檢查,易造成患兒的不適、疼痛后多動,不能配合采集不同狀態(tài)下的肌電圖,導(dǎo)致檢查結(jié)果不可靠。另外,急性神經(jīng)源性損傷需10~14 d后才會出現(xiàn)肌纖維失去了神經(jīng)支配的電生理特征,如去神經(jīng)電位、纖顫電位和正銳波,也就是說臂叢神經(jīng)損傷10~14 d后肌電圖方能證實(shí)存在神經(jīng)源性損傷[15-16]。

        影像學(xué)檢查主要包括X線平片、CT脊髓造影檢查、超聲檢查、磁共振常規(guī)成像及磁共振神經(jīng)成像[2,16]。X 線平片主要用于排除鎖骨、肱骨骨折,因?yàn)殒i骨、肱骨骨折時(shí)會掩蓋或加重臂叢神經(jīng)損傷的癥狀,但不能用作臂叢神經(jīng)損傷的定位和定性檢查[17]。CT脊髓造影經(jīng)腰穿向椎管內(nèi)注入對比劑來顯示神經(jīng)根及神經(jīng)根袖的形態(tài)和連續(xù)性,是診斷臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷的可靠指標(biāo)。脊髓造影檢查的局限性在于無法評估節(jié)后神經(jīng)損傷,并且有創(chuàng),同時(shí)存在對比劑及輻射損傷,因此脊髓造影在嬰幼兒中很難普及[4]。超聲檢查近年來臨床也有彩色多普勒超聲用于診斷臂叢神經(jīng)根性撕脫傷的報(bào)道,對節(jié)后的撕脫傷具有一定診斷意義[18],但由于骨結(jié)構(gòu)的遮擋,超聲難以全程顯示臂叢神經(jīng),尤其是椎管內(nèi)段神經(jīng)根無法顯示,并且這項(xiàng)檢查對于檢查者的經(jīng)驗(yàn)和手法要求較高[19]。

        4 嬰幼兒分娩性臂叢神經(jīng)的磁共振成像技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展

        臂叢神經(jīng)屬于周圍神經(jīng),目前用于觀察周圍神經(jīng)病變的MR成像序列包括常規(guī)MR成像、MR神經(jīng)成像、MR功能成像。

        4.1 常規(guī)MR成像

        使用T1WI及T2WI斷層掃描臂叢神經(jīng)走行區(qū),用于觀察臂叢神經(jīng)及其走行區(qū)內(nèi)組織結(jié)構(gòu)有無異常信號,但顯示臂叢神經(jīng)效果差。

        4.2 MR神經(jīng)成像

        能夠無創(chuàng)地直接顯示臂叢神經(jīng)及其病變,提高診斷準(zhǔn)確率,其主要方法為脂肪抑制的T2 加權(quán)成像,T2WI 短時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)(short time reversal recovery,STIR)序列是基本序列,主要為二維成像,也可以結(jié)合3D技術(shù)進(jìn)行三維成像。

        嬰幼兒制動是嬰幼兒臂叢神經(jīng)磁共振成像成功的前提,目前臨床上最常用的方法是在掃描前深度鎮(zhèn)靜或麻醉,可以明顯減少移動偽影的產(chǎn)生;亦有文獻(xiàn)報(bào)道不使用鎮(zhèn)靜劑,將自然睡眠的新生兒放置在用于磁共振檢查的固定器內(nèi)固定手臂及頸部后進(jìn)行掃描[20],利用容積快速掃描序列即PD Cube序列在4.5 min 內(nèi)完成掃描,并能夠可靠地評估分娩性臂叢神經(jīng)損傷損傷的程度和范圍,并具有良好的評價(jià)者間的重復(fù)性[21]。

        另外,嬰幼兒的生理特點(diǎn)即體積小、體質(zhì)量低,臂叢神經(jīng)細(xì)小,體內(nèi)水分含量高,體脂少,出于檢查安全及圖像清晰度考慮,掃描線圈使用成人的頭頸線圈,視野(field of view,F(xiàn)OV)一般設(shè)在15~25 cm,根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整體素或矩陣、激勵(lì)次數(shù)及并行采集因子等可變參數(shù),以達(dá)到符合診斷要求的圖像。筆者使用長回波時(shí)間的短反轉(zhuǎn)時(shí)間的反轉(zhuǎn)恢復(fù)(long time of echo short-time T1 inversion recovery,long TE-STIR)序列將體素設(shè)置在0.8左右,矩陣設(shè)置在220×280上下,每個(gè)序列的掃描時(shí)間控制在5 min 以內(nèi),對15 例3 個(gè)月以下的臨床診斷臂叢神經(jīng)損傷患兒進(jìn)行MR 成像,分析圖像結(jié)果顯示臂叢神經(jīng)損傷的異常信號在MR 圖像上表現(xiàn)穩(wěn)定,結(jié)果可靠[22]。Grahn 等使用1.5 T 磁共振儀,層厚0.5 mm 的二維重T2 的平衡式快速場回波(balance fast filed echo,BFFE)序列,對平均年齡3.9 個(gè)月的嬰幼兒頸部行冠狀位和軸位掃描,研究表明此序列可以作為MR脊髓造影用以顯示嬰幼兒臂叢神經(jīng)節(jié)前神經(jīng)根的腹側(cè)支和背側(cè)支,并可顯示腹側(cè)支和(或)背側(cè)支是否從脊髓上撕脫,具有很高的診斷價(jià)值[23]。我國學(xué)者張嫣等[24]使用1.5 T 磁共振利用T2-STIR 壓脂序列及冠狀位三維快速穩(wěn)態(tài)進(jìn)動采集(3D fast imaging employing steady-state acquisition,3D-FIESTA)序列對疑似臂叢神經(jīng)損傷的嬰幼兒進(jìn)行掃描,認(rèn)為兩者對臂叢神經(jīng)節(jié)前、節(jié)后損傷的早期診斷、早期治療及預(yù)后康復(fù)具有重要的臨床價(jià)值。

        脂肪抑制T2 加權(quán)成像結(jié)合三維高分辨率掃描是目前最新的用于臂叢神經(jīng)的MRN 技術(shù),其優(yōu)勢在于通過三維各向同性的采集體素,在后期對臂叢神經(jīng)進(jìn)行多平面重建,顯示臂叢神經(jīng)全程及走行、多個(gè)方向顯示臂叢神經(jīng)病變,跟蹤迂曲走形的神經(jīng)纖維,可以明顯提高診斷效率和診斷的準(zhǔn)確性,Brandon 等[25]利用3D-T2 高分辨MR 掃描序列評估新生兒臂叢神經(jīng)和脊髓之間的物理聯(lián)系,認(rèn)為節(jié)前撕脫傷的損傷中可能存在可用的運(yùn)動神經(jīng)元,而非傳統(tǒng)意義上的臂叢神經(jīng)節(jié)前損傷是全或無的結(jié)論。三維短時(shí)反轉(zhuǎn)恢復(fù)快速自旋回波成像(3D short inversion time inversion recovery sampling perfection with application optimized contrasts using different flip angle evolutions,3D-STIR SPACE)序列是西門子設(shè)備中臂叢神經(jīng)成像的序列,其將短時(shí)反轉(zhuǎn)脂肪抑制和頻率選擇脂肪抑制(spectral attenuated inversion recovery,SPAIR)兩種技術(shù)相結(jié)合,能更好地抑制背景脂肪組織,有利于增加脂肪抑制的均勻性,從而提高臂叢神經(jīng)與周圍組織的對比[26]。國內(nèi)兩家兒童醫(yī)院醫(yī)院使用增強(qiáng)的3D-STIR SPACE 序列認(rèn)為該序列能有效去除頸部小靜脈信號對臂叢神經(jīng)顯示的影響,可以提高嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的診斷率,有效縮短掃描時(shí)間,便于開展臨床應(yīng)用[27-28]。3D Nerve 序列是飛利浦公司專門為做臂叢神經(jīng)設(shè)計(jì)的序列,即在3D-STIR-TSE 序列增加了一組運(yùn)動敏感梯度,即iMSDE(improved motion-sensitized driven equilibrium),該梯度類似于擴(kuò)散序列中的擴(kuò)散梯度,可以減低移動組織的信號強(qiáng)度,從而有效地抑制了動脈和靜脈(頸部靜脈及鎖骨下動脈)內(nèi)的血流信號對臂叢神經(jīng)的視覺干擾,同時(shí)不增加掃描時(shí)間,使得對臂叢神經(jīng)的觀察更加便捷因此,STIR-iMSDE-3D-TSE可作為臂叢神經(jīng)MRN 的臨床檢查方法[29],國內(nèi)有學(xué)者使用該序列用于新生兒臂叢神經(jīng)損傷的檢查認(rèn)為在新生兒臂叢神經(jīng)損傷中的成像效果明顯優(yōu)于背景抑制擴(kuò)散加權(quán)成像序列(diffusion weighted imaging with background body signal suppression,DWIBS)及3D-STIR 序列[30]。3D-TSE-mDixon 在水脂分離的同時(shí)抑制血管緩慢的血流信號,并通過使用多回波方法來獲取所需的同反相回波,可以縮短3D-TSE-mDixon 的掃描時(shí)間[31]。3D-STIR 序列在3.0 T 和1.5 T 設(shè)備中,都存在各自的局限性,3.0 T設(shè)備頸部脂肪抑制效果不甚滿意,1.5 T靜脈及淋巴結(jié)抑制效果不滿意[32]。

        4.3 MR功能成像

        目前使用DWIBS和擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI),這兩種方法都是依賴水分子在神經(jīng)髓鞘內(nèi)擴(kuò)散的各向異性進(jìn)行成像[33]。水分子在神經(jīng)束的長軸方向擴(kuò)散不受限制,在垂直方向受限。功能圖像不僅能夠顯示臂叢神經(jīng)的走行及分布,DTI序列還可以得到定量的FA值、ADC值,對病變進(jìn)行定量分析[34]。磁共振功能成像序列的局限性在于空間分辨率較低,對于粗大的外周神經(jīng)成像效果尚可,如對成人四肢神經(jīng)和腰骶叢成像中,效果較好,但對于新生兒及小嬰兒的神經(jīng)成像效果不理想。部分學(xué)者認(rèn)為新生兒臂叢神經(jīng)較細(xì)小,其內(nèi)所含有的水分子數(shù)量不足以達(dá)到DWIBS 序列成像所需的數(shù)量有關(guān),DWIBS 并不適于新生兒臂叢神經(jīng)損傷的診斷[35]。DTI掃描時(shí)間長,噪聲大,臨床應(yīng)用于嬰幼兒也受到很大限制。

        綜上,隨著磁共振成像技術(shù)的發(fā)展,磁共振神經(jīng)成像序列已經(jīng)具有較高的解剖及組織分辨率,能夠清晰地顯示嬰幼兒臂叢神經(jīng)的節(jié)前及節(jié)后神經(jīng)根,在嬰幼兒臂叢神經(jīng)損傷的定性、損傷程度的評估具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值,并為后續(xù)治療方法的選擇及手術(shù)方案的制定提供可觀的依據(jù),最終實(shí)現(xiàn)改善患兒預(yù)后,提高患兒生存質(zhì)量。

        作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無利益沖突。

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