高分辨3.0 T MRI多序列聯合掃描顯示腰神經的應用研究

那曼麗，李海波，呂喆，張濱，李夢參，耿冀

北京大學首鋼醫院 醫學影像科，北京 100041

引言

近年來隨著MRI設備及成像技術的快速發展，在腰骶神經成像的應用也日益增多[1]，但多是通過一個特殊序列對椎管外神經根的形態進行觀察，對椎管內神經的形態較少提及。筆者在日常工作中發現，椎管內神經和椎管外神經使用同一個序列進行觀察不滿意。本文應用3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列，經過多平面（Multiple Planar Reconstruction，MPR） 及 多 曲 面 重 組（Curved Planar Reformation，CPR）分別顯示椎管內神經及椎管外神經形態效果滿意。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年3月至2017年2月，健康志愿者15人，男性5人，女性10人，平均年齡（30.53±8.01）歲。志愿者均簽訂磁共振掃描知情同意書，均無MRI檢查禁忌癥。

1.2 掃描參數

使用GE 3.0 ND CTL456線圈，受檢者仰臥位，頭先進，囑受檢者平靜呼吸。所有受檢者先行常規腰骶椎掃描（T1WI和T2WI矢狀位及T2WI椎間盤層面橫斷位），及3D-FIESTA序列、3D-T2*FGRE序列斜冠狀位掃描。常規掃描參數：T1WI：TR 567 ms，TE 12.3 ms，FOV 28 mm，矩陣320×256，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，帶寬50，掃描時間2.45 min。T2WI：TR 2800 ms，TE 125.7 ms，FOV 28 mm，矩陣256×256，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，帶寬41.67，掃描時間1.24 min。3D-FIESTA序列掃描參數：TR 4 ms，TE 1.7 ms，FOV 32 mm，矩陣288×256，層厚1.0 mm，層間距0 mm，帶寬125，掃描時間5.20 min。3D-T2*FGRE序列掃描參數：TR 18.4 ms，TE 5.9 ms，FOV 32 mm，矩陣320×256，層厚1.6 mm，層間距0 mm，帶寬15.63，掃描時間6.04 min（表1）。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列矢狀位定位像以腰3椎體為中心，上下范圍包含腰2椎體上緣至骶1椎體下緣，前后范圍包括椎體前緣至棘突中部，方向與腰椎縱軸方向一致，預飽和帶位于椎體前方。

1.3 圖像處理

由同一名醫師在工作站中進行沿神經走行方向進行多平面重組及多曲面重組，再由兩名高年資神經組主治醫師獨立閱片，按顯示滿意、顯示不滿意行進評價，顯示滿意指神經走行清楚、邊界清晰。

2 統計學分析

所有數據運用Epidate建立數據庫。本次統計分析以SAS 9.2軟件進行。采用單樣本K-S檢驗進行正態性分析。3D-FIESTA對不同節段椎管內段神經根顯示滿意率比較采用多重樣本率的卡方檢驗；3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對椎管內外脊神經滿意度比較采用四格表資料的卡方檢驗，P小于0.05表示差異有統計學意義。

3 結果

使用3D-FIESTA序列對15位志愿者進行雙側腰骶神經重建，共計120根神經，包括雙側腰2神經30根，雙側腰3神經30根，雙側腰4神經30根，雙側腰5神經30根。腰2 神經椎管內顯示滿意率為30.0%（9/30），腰3神經椎管內顯示滿意率為76.67%（23/30）、腰4神經椎管內顯示滿意率為90.0%（27/30），腰5神經椎管內顯示滿意率為86.67%（26/30）。腰骶神經在3D-FIESTA序列中為連續的、低信號線樣影，邊界清楚，硬膜囊呈高信號（圖1）。

圖1 3D-FIESTA序列重建雙側腰骶神經影像

使用3D-T2*FGRE序列對15位志愿者進行雙側腰骶神經重建，共計120根神經（包括雙側腰2神經30根，雙側腰3神經30根，雙側腰4神經30根，雙側腰5神經30根）顯示效果滿意。除3根腰2神經、2根骶1神經受卷邊偽影影響外，余115根神經就能清晰顯示。腰骶神經在3D-T2*FGRE序列中為連續的、高信號條索影，邊界清楚，稍高于椎間盤信號（圖2）。

圖2 3D-T2*FGRE序列重建雙側腰骶神經影像

表1 常規序列、3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列掃描參數

3D-FIESTA序列對不同節段椎管內段神經根顯示滿意率比較發現，3D-FIESTA序列對L2椎管內段神經根滿意度較其他節段差，其他節段兩兩間滿意率比較無統計學差異（表2）。3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對椎管內外脊神經滿意度比較發現，3D-FIESTA序列對椎管內段神經根顯示較3D-T2*FGRE序列好；而對于椎管外段神經根顯示，3D-T2*FGRE序列較3D-FIESTA序列有高的滿意度（表3）。

表2 3D-FIESTA對不同節段椎管內段神經根顯示滿意度比較（n）

表3 3D-FIESTA與3D-T2*FGRE序列對椎管內外脊神經滿意度 比較（n）

4 討論

腰腿疼痛是一種臨床常見病，并且隨著我國人口老齡化及人們生活習慣的改變發病率日益增高，其中腰椎間盤突出壓迫腰骶神經是引起臨床癥狀的一個主要原因[2]。MRI因為其優秀的軟組織分辨力被認為是腰椎間盤突出檢查的首選[3]，但也有文獻報道MRI觀察到的椎間盤突出情況與臨床癥狀不符[4]。如何直觀、準確的觀察到神經情況是目前研究的熱點，隨著今年來MRI技術的不斷發展，多種新的技術在不斷的運用到這方面研究。如Byun等[5]對24例極外側腰椎間盤突出癥患者行常規MR和PROSET掃描；孫莉華等[6]使用IDEAL序列觀察40例腰椎間盤突出患者的腰椎受壓情況；Eguchi等[7]使用DTI檢查觀察8例腰椎間孔狹窄患者的神經纖維束情況。這些研究顯示出MRI檢查在腰骶神經顯示中的優勢，但他們多集中討論一種掃描方法對腰骶神經的顯示。筆者在日常工作中發現，椎管內、外的神經根因周圍組織不同，不同序列會對組織間對比產生不同的影響，單一序列很難將腰神經從椎管內到椎管外同時清晰、連續顯示。本文在3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列無間隔掃描的基礎上，進行MPR及CPR重組，分別觀察椎管內神經及椎管外神經走行。

3D-FIESTA序列的應用：3D-FIESTA序列是磁共振神經成像技術的一種，它是改進穩態采集技術，其縱向磁化矢量和橫向磁化矢量都達到穩態的GRE序列[8]。因其能產生較高的信噪比圖像，多應用在腦神經成像中[9-10]。本文將其用來觀察椎管內的腰骶神經同樣得到滿意效果，在3D-FIESTA序列中椎管內腦脊液呈高信號，脊神經呈線樣低信號，在腦脊液的襯托下顯示清晰。但是由于脊髓在腰1～2椎體水平分出馬尾神經，在這段水平脊神經分支較多，分布密集，不易每根都進行重建，而從影響觀察。這也是本組數據中腰2神經椎管內段顯示欠滿意（顯示滿意率為30.0%）的重要原因。3D-FIESTA序列中椎管外神經呈低信號，而周圍骨質也呈低信號，當神經走行至骨骼旁時，不易分辨。

3D-T2*FGRE序列又稱3D-MERGE序列，是一種多回波合并的GRE序列。3D的激勵與采集方式都是診斷整個采集塊的，將整個采集塊內的整體進行多次編碼并平均，從而得到準確的圖像信息，提高信噪比，縮短采集時間，提高空間分辨率并減少磁敏感偽影[11-12]。本組數據中腰神經在該序列中為連續的、高信號條索影，邊界清楚，椎間盤呈稍高信號，相鄰椎體呈低信號，組織對比良好。通過MPR及CPR重組可以清晰顯示神經與椎間盤之間的關系。本組數據顯示3D-T2*FGRE序列對15位志愿者的共計115根脊神經椎管外走行顯示滿意。但在該序列中因神經根與腦脊液均呈高信號，無法分辨在椎管內神經。

后處理技術的應用：MPR及CPR重組是簡單的、成熟的后處理技術，因其成像迅速、圖像直觀等優勢廣泛的應用在CT掃描的各種檢查中，并在觀察周圍神經中取得一定成果[13-16]，但CT的放射劑量問題一直無法得到很好的解決。以往由于MRI多為間隔掃描，重組圖像分辨率不足，MPR及CPR重組技術很少應用。但近年來隨著核磁3D技術的發展及無間隔掃描的應用，重組技術已越來越多的應用到核磁圖像中來。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三維容積采集，圖像更容易進行后處理。它們可以沿椎管內、外的脊神經三維走行方向進行重組，使其在二維平面圖像中顯示出神經連續的形態，更好的觀察脊神經與周圍組織間的關系。

綜上所述，3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三維容積采集，都有較高的軟組織分辨率及信噪比，均能有效的縮短掃描時間，可以在掃描范圍內較好的觀察椎管內、外的脊神經。但它們的側重點又不相同，3D-FIESTA序列中椎管內脊神經呈低信號，在腦脊液的高信號中對比明顯。而3D-T2*FGRE序列中椎管外脊神經呈高信號，相鄰椎間盤呈稍低信號，椎體呈低信號，對比明顯。聯合應用這兩種序列并結合MPR及CPR重組技術，可以為臨床提供直觀、準確的脊神經情況。

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