戴敏方,龔霞蓉,王 波,畢國(guó)力,張 潔,陳渝暉
(云南省第一人民醫(yī)院磁共振科,云南 昆明 650032)
隨著MRI檢查技術(shù)的不斷發(fā)展及各種檢查序列和后處理技術(shù)的開(kāi)展應(yīng)用,周圍神經(jīng)成像成為目前影像學(xué)檢查中的研究熱點(diǎn),由于周圍神經(jīng)本身的解剖行程以及其所在不同部位的解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,現(xiàn)在的影像學(xué)檢查方法(包括普通放射、CT及MRI常規(guī)掃描)都不能清楚顯示正常周圍神經(jīng)及病變而導(dǎo)致的神經(jīng)改變。本文應(yīng)用IDEAL序列進(jìn)行正常臂叢神經(jīng)冠狀面成像,結(jié)合最大信號(hào)強(qiáng)度投影(MIP)及多平面重建(MPR)等后處理方法顯示臂叢神經(jīng),并對(duì)IDEAL序列與常規(guī)T1WI及STIR序列進(jìn)行對(duì)比,探討顯示正常臂叢神經(jīng)的較好序列。
一般資料:2010年12月—2011年5月,對(duì)30例正常志愿者進(jìn)行MR掃描,男16例,女15例,年齡 24~60歲。無(wú)外傷史及臂叢區(qū)腫瘤病史。
成像技術(shù):使用GE HDxt 3.0T雙梯度磁共振成像系統(tǒng),頭頸聯(lián)合線圈。患者仰臥位,頭、肩部稍墊高使頸椎曲度減少。3種序列的層厚均為2.0 mm,無(wú)間隔掃描。掃描參數(shù):快速自旋回波序列(FSE)T1加權(quán)(T1WI),TR=580 ms,TE=11.7 ms,NEX=2,矩陣 288×192;壓脂 T2加權(quán)(T2WI,STIR),TR=5800ms,TE=38 ms,NEX=3,矩陣 320×224;IDEAL 序列,TR=4 500 ms,TE=102 ms,NEX=2,矩陣 320×256。掃描方位均為冠狀位,用矢狀位作定位計(jì)劃,當(dāng)頸椎、胸椎排列連線為直線或類似直線時(shí),掃描線與各椎體后緣平行,當(dāng)它們排列連線為曲線時(shí),掃描線與C5、C6椎體后緣的連線平行,掃描范圍前后包括椎體前緣和椎管后緣,兩側(cè)包括雙肩關(guān)節(jié)在內(nèi)。
MR影像學(xué)分析:所得圖像由2名高年資診斷醫(yī)師盲法評(píng)估。評(píng)價(jià)指標(biāo):對(duì)節(jié)后神經(jīng)組織對(duì)比度、邊緣銳利度及圖像質(zhì)量幾方面進(jìn)行觀察。觀察組織對(duì)比度及邊緣銳利度:1分為效果差;2分為效果一般;3分為效果好。圖像質(zhì)量:1分表示部分神經(jīng)不能顯示,不能提供診斷信息;2分代表結(jié)構(gòu)可見(jiàn),可以做出診斷。3分代表顯示清楚,且能達(dá)到診斷水平。
統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:使用SPSS 11.0軟件,臂叢神經(jīng)顯示情況采用卡方檢驗(yàn);組織對(duì)比度及邊緣銳利度、圖像質(zhì)量采用Wilcoxon檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
臂叢神經(jīng)在冠狀 T1WI(圖1)、冠狀 STIR(圖2)及 IDEAL(圖3)序列上均能顯示。臂叢神經(jīng)節(jié)后段顯示率在上述序列中無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。圖像質(zhì)量、組織對(duì)比度及邊緣銳利度比較,IDEAL 序列優(yōu)于 T1WI和 STIR 序列(P<0.05)(表1)。
通過(guò)冠狀位MIP、MPR可見(jiàn),臂叢神經(jīng)節(jié)后部分表現(xiàn)為由C5~C8和T1神經(jīng)孔旁起始的條索狀高信號(hào)結(jié)構(gòu),其中C5~C8和T1節(jié)前神經(jīng)以及由它們合成的上、中、下3干清晰可見(jiàn)(圖4,5)。
表1 T1WI、STIR、IDEAL序列的組織對(duì)比度、邊緣銳利度及圖像質(zhì)量對(duì)比
臂叢神經(jīng)屬周圍神經(jīng)中比較容易發(fā)生因創(chuàng)傷而導(dǎo)致的損傷或由于周圍病變壓迫而導(dǎo)致神經(jīng)繼發(fā)水腫等病理改變,從而引起較明顯且持久的臨床癥狀,甚至導(dǎo)致肢體功能障礙或殘廢。及時(shí)明確臂叢神經(jīng)的病理改變可為臨床選擇適當(dāng)?shù)闹委煷胧┨峁┮罁?jù)。MRI是評(píng)價(jià)臂叢神經(jīng)病變的主要檢查手段[1],在病變的鑒別診斷、定位及為因臨床診斷或電生理學(xué)檢查導(dǎo)致誤診尋找原因方面起著重要的作用[2]。
臂叢神經(jīng)由C5~C8和T1脊神經(jīng)前支組成。起源于相應(yīng)節(jié)段的脊髓腹外側(cè)溝及背外側(cè)溝處發(fā)出的神經(jīng)細(xì)絲(前根和后根),向外下移行至椎間孔。前后根離開(kāi)脊髓后,脊髓軟脊膜、蛛網(wǎng)膜和硬膜向外延續(xù),形成神經(jīng)根袖,呈漏斗狀改變,且形成的間隙與蛛網(wǎng)膜下腔相通,神經(jīng)根浸沒(méi)于腦脊液中。后根于椎間孔區(qū)連于背根神經(jīng)節(jié),神經(jīng)根袖止于此,而后前后根融合成單一的神經(jīng)根,神經(jīng)根袖延續(xù)為神經(jīng)外膜,覆蓋神經(jīng)根表面。臂叢神經(jīng)穿過(guò)相應(yīng)椎間孔后在下頸區(qū)扇形向前下外展開(kāi),在第1肋上緣、斜角肌外緣入鎖骨上窩前形成上、中、下3干,C5、C6神經(jīng)前支形成上干,C7神經(jīng)前支單獨(dú)形成中干,C8神經(jīng)和T1神經(jīng)的前支形成下干。臂叢神經(jīng)干與鎖骨下動(dòng)脈伴行,在鎖骨平面各干分成前后股。上、中干的前股構(gòu)成外側(cè)束,位于鎖骨下動(dòng)脈外側(cè);下干前股構(gòu)成內(nèi)側(cè)束,位于鎖骨下動(dòng)脈內(nèi)側(cè);上、中、下3干后股組成后側(cè)束,位于鎖骨下動(dòng)脈后側(cè)。各束在喙突平面分成上肢的主要神經(jīng)支。臨床上為了治療的方便,將神經(jīng)節(jié)之前的硬膜囊內(nèi)神經(jīng)根稱為臂叢神經(jīng)節(jié)前部分,神經(jīng)節(jié)之后椎管以外者稱為臂叢神經(jīng)節(jié)后部分[3]。
正常臂叢神經(jīng)的顯示:C5~C8和T1節(jié)前神經(jīng)以及由它們合成的上、中、下3干正常臂叢節(jié)后神經(jīng)在T1WI、T2WI上均能顯示。T1WI圖像上顯示為低信號(hào)影,周圍為高信號(hào)的脂肪包繞。于STIR及IDEAL序列上臂叢神經(jīng)根和干稍高于肌肉信號(hào),而股和束及其向下的分支與肌肉信號(hào)相等。STIR及IDEAL序列采用MPR、容積重建后處理技術(shù),從不同方位任意旋轉(zhuǎn)可以更清楚地顯示臂叢神經(jīng)的位置、形態(tài)、大小及與鄰近結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系。
MR神經(jīng)成像術(shù):1992年磁共振神經(jīng)成像術(shù)被提出來(lái),MR神經(jīng)成像術(shù)常用的成像方法有2種,即重T2加權(quán)脂肪抑制術(shù)和彌散加權(quán)技術(shù)。彌散加權(quán)技術(shù)由日本學(xué)者[4]將彌散加權(quán)成像結(jié)合STIR、平面回波(EPI)等技術(shù)應(yīng)用于體部,獲得具有較高信噪比的圖像,即背景信號(hào)抑制彌散加權(quán)體部成像。該方法對(duì)神經(jīng)具有高度選擇性,但對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度級(jí)線圈要求特別高。且彌散加權(quán)成像技術(shù)剔除了自由水的信號(hào),所以臂叢神經(jīng)根這種纖細(xì)的神經(jīng)纖維有時(shí)難以清楚顯示,造成背景信號(hào)抑制彌散加權(quán)體部成像對(duì)臂叢神經(jīng)根顯示效果較重T2加權(quán)脂肪抑制術(shù)差。另一種是重T2加權(quán)脂肪抑制術(shù),該方法在臨床應(yīng)用較多。本研究所采用的STIR及IDEAL序列均屬于這種技術(shù)。重T2加權(quán)脂肪抑制術(shù)是基于神經(jīng)內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)及不同類型的組織水,其中起主要作用的是低蛋白的神經(jīng)內(nèi)膜內(nèi)的液體,它是神經(jīng)成像中起主要作用的組織水之一,通過(guò)抑脂技術(shù)將神經(jīng)周圍與神經(jīng)內(nèi)部神經(jīng)束間的脂肪成分抑掉,同時(shí)抑掉肌肉信號(hào),從而獲得只留有神經(jīng)束內(nèi)膜內(nèi)液體的T2WI圖像。因此在這種高分辨率MR神經(jīng)成像圖像上,根據(jù)掃描角度不同,周圍神經(jīng)顯示為高、低信號(hào)相間的條紋狀或點(diǎn)簇狀結(jié)構(gòu)模式,其中神經(jīng)束表現(xiàn)為高信號(hào),而束間脂肪為低信號(hào)。該技術(shù)對(duì)神經(jīng)的顯示形似DSA顯示血管一樣清楚[5]。李新春等[6]研究也表明,采用重T2脂肪抑制MR神經(jīng)成像術(shù)對(duì)臂叢節(jié)后神經(jīng)、臂叢神經(jīng)根及鎖骨下束的顯示率明顯高于常規(guī) T1WI和T2WI。MIP、MPR圖像可清晰顯示臂叢神經(jīng)節(jié)后段直至腋窩區(qū)的神經(jīng)走形。
IDEAL序列成像技術(shù):本文對(duì)IDEAL序列及STIR序列進(jìn)行對(duì)比,IDEAL序列對(duì)臂叢神經(jīng)成像的組織對(duì)比度及邊緣銳利度均優(yōu)于STIR序列,其圖像質(zhì)量、信噪比亦高于STIR序列,這一結(jié)果與Scott等[7]的研究結(jié)果一致。且本研究認(rèn)為IDEAL序列對(duì)脂肪的抑制程度也優(yōu)于STIR序列。以往重T2WI神經(jīng)根成像對(duì)于重T2脂肪抑制技術(shù)可采用射頻脈沖選擇性激勵(lì)水信號(hào)或者飽和脂肪信號(hào)[8-10],但這些技術(shù)對(duì)B0及B1梯度場(chǎng)不均衡性較敏感,在臨床工作中對(duì)脂肪的抑制不穩(wěn)定。飽和脂肪信號(hào)T2脂肪抑制技術(shù)在低場(chǎng)強(qiáng)磁共振掃描儀中運(yùn)用效果較差,這也是它的主要的弱點(diǎn)。STIR在以往的報(bào)道中較為常用,對(duì)場(chǎng)強(qiáng)依賴性及磁場(chǎng)的均勻度要求也較低,因而相對(duì)于以往的飽和脂肪信號(hào)而言,其脂肪抑制程度及均勻度更強(qiáng),在神經(jīng)根成像方面應(yīng)用較多,但它還存在信噪比較低并有運(yùn)動(dòng)偽影的問(wèn)題,且對(duì)血管較敏感[11]。IDEAL序列在信噪比方面彌補(bǔ)了STIR這一缺點(diǎn)。
IDEAL序列也屬于重T2WI臂叢神經(jīng)成像技術(shù)。但它所采用的脂肪抑制方法不同于常規(guī)的STIR及脂肪飽和快速自旋回波T2加權(quán)成像方法,采用的是Dixon法水脂分離技術(shù)[12-17]。它利用的是水和脂肪的進(jìn)動(dòng)頻率的相位差別,從而將水和脂肪的信號(hào)單獨(dú)提取出來(lái)進(jìn)行成像,分別形成含水的圖像和含脂肪的圖像。1次掃描可獲得同相位、反相位、水像、脂像4種圖像,并能夠克服磁場(chǎng)不均勻性的影響,徹底的將水和脂肪分離開(kāi)。水脂分離技術(shù)與化學(xué)飽和法及頻率選擇性脂肪抑制法相比,脂肪抑制均勻,受磁場(chǎng)不均勻性的影響小[7,18],組織對(duì)比度較好,能夠徹底將水和脂肪分離開(kāi)。此外,同等條件下IDEAL序列可以明顯提高信噪比[11]。當(dāng)然由于脂肪抑制的原因,IDEAL序列對(duì)于周圍軟組織結(jié)構(gòu)的顯示欠佳,因此筆者與李新春等[6]的看法相同,認(rèn)為不論采用何種方法進(jìn)行神經(jīng)根成像,常規(guī)序列仍不可缺少。
綜上所述,筆者認(rèn)為IDEAL序列顯示臂叢節(jié)后神經(jīng)具有信噪比高、脂肪抑制效果好的特點(diǎn),與STIR序列相比,對(duì)臂叢神經(jīng)的顯示、對(duì)比度及邊緣銳利度都有很大提高,又可使圖像對(duì)比分辨率升高,可作為臂叢神經(jīng)病變的最佳成像序列加以推廣。此外,原始圖像包含信息更多,MPR圖像應(yīng)與原始圖像結(jié)合對(duì)照,增加對(duì)神經(jīng)根及其周圍結(jié)構(gòu)的識(shí)別能力。
[1]Bowen BC,Pattany PM,Saraf-Lavi E,et al.The brachial plexus:normal anatomy,pathology,and MR imaging[J].Neuroimaging Clin N Am,2004,14(1):59-85.
[2]Sureka J,Cherian RA,Alexander M,et al.MRI of brachial plexopathies[J].Clin Radiol,2009,64(2):208-218.
[3]van Es HW.MRI of the brachial plexus[J].Eur Radiol,2001,11(2):325-336.
[4]Takahara T,ImaiY,Yamashita T,et al.Diffusion weighted whole body imaging with background body signalsuppression(DWIBS):technical improvement using free breathing,STIR and high resolution 3D display[J].Radiat Med,2004,22(4):275-282.
[5]Filler AG,Maravilla KR,Tsuruda JS.MR neurography and muscle MR imaging for image diagnosis of disorders affecting the peripheral nerves and musculature[J].Neurol Clin,2004,22(3):643-682.
[6]李新春,陳健宇,劉慶余,等.正常臂叢節(jié)后神經(jīng)MR神經(jīng)成像術(shù)[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2004,20(1):105-107.
[7]Reeder SB,Yu H,Johnson JW.T1-and T2-weighted fast spin-echo imaging of the brachial plexus and cervical spine with IDEAL water-fat separation[J].J Magn Reson Imaging,2006,24(4):825-832.
[8]Mao JT,Yan H,Bidgood WD Jr.Fat suppression with an improved selective presaturation pulse[J].Magn Reson Imaging,1992,10(1):49-53.
[9]Haase A,Frahm J,Hanicke W,et al.1H NMR chemical shift selective(CHESS)imaging[J].Phys Med Biol,1985,30(4):341-344.
[10]Meyer CH,Pauly JM,Macovski A,et al.Simultaneous spatial and spectral selective excitation[J].Magn Reson Med,1990,15(2):287-304.
[11]刑建明,胡春洪.三種MR序列對(duì)臂叢節(jié)后神經(jīng)顯示能力的比較[J]. 中國(guó)血液流變學(xué)雜志,2010,20(2):334-340.
[12]Reeder SB,Pineda AR,Wen Z,et al.Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation(IDEAL):application with fast spin-echo imaging[J].Magn Reson Med,2005,54(3):636-644.
[13]Ma J.Breath-hold water and fat imaging using a dual-echo two-point Dixon technique with an efficient and robust phasecorrection algorithm[J].Magn Reson Med,2004,52(2):415-419.
[14]Xiang QS,An L.Water-fat imaging with direct phase encoding[J].J Magn Reson Imaging,1997,7(6):1002-1015.
[15]Coombs BD,Szumowski J,Coshow W.Two-point Dixon technique for water-fat signal decomposition with B0inhomogeneity correction[J].Magn Reson Med,1997,38(6):884-889.
[16]Szumowski J,Coshow WR,Li F,et al.Phase unwrapping in the three-point Dixon method for fat suppression MR imaging[J].Radiology,1994,192(2):555-561.
[17]Hardy PA,Hinks RS,Tkach JA.Separation of fat and water in fast spin-echo MR imaging with the three-point Dixon technique[J].J Magn Reson Imaging,1995,5(2):181-185.
[18]Tagliafico A,Succio G,Neumaier CE,et al.Brachial plexus assessment with three-dimensional isotropic resolution fast spin echo MRI:comparison with conventional MRI at 3.0T[J].Br J Radiol,2011,Feb 22.[Epub ahead of print].