3D-SPACE雙反轉恢復序列在多發性硬化空間多發性的MR診斷中的價值

李春星，符益綱，朱明明，周 儀

（鹽城市第一人民醫院磁共振室，江蘇 鹽城 224000）

多發性硬化（Multiple sclerosis，MS）是以自身免疫介導的中樞神經系統慢性炎性脫髓鞘病變。本病最常受累的部位為腦室周圍白質、視神經、脊髓、腦干和小腦，傳統上被認為是白質的病變，近年來超高場磁共振成像清晰顯示MS大腦灰質中也存在病灶[1]。1983年Poser等首次提出了MS的診斷標準[2]，隨著MRI在MS診斷中的應用，MS的診斷標準也在不斷修訂[3-6]，其修訂的重點在于通過MR平掃及增強掃描證明病灶的時空多發性。隨著影像技術的不斷發展，一些先進的MRI技術如雙反轉恢復（Double inversion recovery，DIR）序列、磁化準備快速梯度回波序列等用于MS空間多發性的診斷[7-8]，相比傳統MRI在顯示病灶的數量及分布上，其敏感性及特異性更高。本文重點介紹3D-SPACE（Sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions）DIR序列在診斷MS中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧2014年8月—2016年10月收集的18例首次發病的MS患者，診斷參照McDonald標準[5]，其中男 5例，女 13 例，年齡 24～50 歲，平均（36.5±8.5）歲。

1.2 掃描儀器、掃描序列及掃描參數

使用Siemens skyra 3.0T MR掃描儀，采用頭頸聯合線圈，T2液體衰減反轉恢復序列（T2fluid attenuated inversion recovery，T2-FLAIR），TR/TE=6000ms/85 ms，采集次數 1，層數 22，矩陣 256×256，體素為0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，掃描時間 1.38 min；T2WI矢狀位，TR/TE=6000 ms/99 ms，采集次數 1，層數 20，矩陣 256×256，體素 0.4 mm×0.4 mm×5.0 mm，掃描時間 1.02min；3D-DIR 矢狀位，TR/TE=7500ms/320ms，采集次數 1，層數 144，矩陣 256×256，體素 1.4 mm×1.4 mm×1.4 mm，掃描時間 6.24 min。

1.3 方法

針對腦內病灶的分布，把病灶分為幕上和幕下兩部分，探尋3D-SPACE DIR序列和FLAIR序列識別幕上和幕下病灶的能力。

2 結果

18例 MS患者，在小腦幕下（圖 1），3D-SPACE DIR序列顯示10例患者存在幕下病灶分布于腦干或小腦，而FLAIR序列在幕下未見明顯顯示的病灶，在T2WI上顯示6例分布于腦干的病灶（圖2），但病灶數目減少，其中4例未顯示的病灶位于小腦半球，且病灶直徑小于5 mm；在小腦幕上，FLAIR序列與3D-SPACE DIR序列對于近皮層、半卵圓中心區、側腦室旁及胼胝體的病灶均能顯示 （圖1），但FLAIR序列顯示的清晰度不如3D-SPACE DIR序列，尤其是對于近皮層斑點樣的病灶，FLAIR序列與3DSPACE DIR序列相比顯示欠清，甚至由于層間距及部分容積效應的原因而漏掉病灶或病灶顯示模糊難以辨認（圖 3）。

3 討論

反轉恢復（Inversion recovery，IR）序列就是在自旋回波（Spin echo，SE）或快速自旋回波（Turbo spin echo，TSE）序列前施加一個180°反轉預脈沖，其中，把180°反轉脈沖中點到90°脈沖中點的時間間隔定義為反轉時間（Inversion time，TI），當選擇不同的TI時可選擇性抑制不同T1值組織的信號。FLAIR序列就是選擇抑制自由水的TI時間，使自由水宏觀縱向磁化矢量為0，在給予90°脈沖時，自由水不被激發，不產生信號，因此又被稱為黑水序列。在T2WI上，當病變相對較小且靠近腦脊液時（如大腦皮質病變、腦室旁病變），呈略高信號或高信號，常被更高信號的腦脊液掩蓋而不能清晰顯示，T2-FLAIR序列能有效抑制T2WI上腦脊液的高信號，從而清晰顯示病灶，進而提高了MRI對顱腦病變的檢出率與定量診斷能力。所以，T2-FLAIR已成為診斷MS的常規檢查序列，但本研究發現T2-FLAIR的這一優勢只存在于對幕上病變的診斷中，對于小腦幕下的病灶，T2WI顯示病灶的能力優于T2-FLAIR序列。

圖1 女，38歲，左側肢體無力2周。圖1a～1c為T2-FLAIR圖像，圖1d～1f為3D-SPACE DIR重組后的橫斷面圖像。可見在腦橋、左側腦橋臂的病灶，FLAIR圖像未見明顯顯示，而3DSPACE DIR圖像顯示清楚；在右側顳葉的病灶，FLAIR圖像顯示模糊，而3D-SPACE DIR圖像顯示清楚；在兩側半卵圓中心區的病灶，FLAIR和3D-SPACE DIR都能顯示，但FLAIR圖像不如3D-SPACE DIR顯示清楚。Figure 1. A 38-year-old female with weakness of left extremities for 2 weeks.Figure 1a～1c are the FLAIR images,Figure 1d～1f are 3D-SPACE DIR images.3D-SPACE DIR image displays that lesions located in the brainstem,while the FLAIR sequence not;FLAIR image displaying distribution of lesions is not significantly different from 3D-SPACE DIR image in the supratentorial region,but 3D-SPACE DIR image provides far greater clarity than FLAIR image.

圖2 男，32歲，為同一患者前后相隔2月的MR檢查，其中圖2a～2d為初始圖像，圖2e～2h為2月后復查圖像。T2WI及3D-SPACE DIR顯示在延髓及胼胝體壓部出現新發病灶，而T2-FLAIR只在胼胝體壓部顯示新發病灶，可見同為在延髓及胼胝體的白質病變，在小腦幕下T2-FLAIR顯示不清（圖中出現的虛線為前兩幅T2-FLAIR圖像在T2WI及3D-SPACE DIR上的定位線，其目的為顯示新發病灶的位置）。Figure 2.A 32-year-old man.Figure 2 is the same patient MR images 2 months apart.T2WI and 3D-SPACE DIR display new lesions in the medulla and the splenium of the corpus callosum,while FLAIR only shows new lesion in the splenium of the corpus callosum.

圖3 女，37歲，視力下降，雙側肢體麻木1月。圖3a為T2-FLAIR圖像顯示欠清晰，容易被忽略；圖3b～3d為3D-SPACE DIR圖像橫斷位、矢狀位及冠狀位，清楚準確的定位顯示近皮層的小病灶。Figure 3. A 37-year-old female with reduced bilateral vision and numbness of the extremities for 1 month.3D-SPACE DIR images clearly and accurately display near cortex lesions from transverse,sagittal and coronal,while hyperintense lesions are not displayed or not clearly displayed by FLAIR images.

DIR是對兩個反轉預脈沖的TI進行調整，可以選擇性的抑制腦脊液和腦白質信號而突出腦灰質的信號，且腦白質信號被壓低，從而使腦灰白質分界清楚，這樣存在于腦白質的稍高信號及高信號的病灶更容易顯示出來，而T2-FLAIR只是進行自由水的抑制，灰白質分界不如DIR清晰，此外，經液體反轉恢復序列生成的T2-FLAIR，其腦白質信號明顯比T2WI信號增高，這可能也是發生在小腦、腦干的病灶更容易在T2WI上顯示的原因，進而推測T2-FLAIR相比T2WI更容易顯示病灶的優勢僅局限于幕上，在幕下反而不如T2WI，而DIR除了進行自由水抑制，還進行白質信號的壓低，所以不管在幕上、幕下其對稍高信號或高信號的病灶依然可以清晰顯示。3D-SPACE DIR序列實現了高分辨的三維TSE對比成像，由于能夠采集高分辨率各向同性數據，可任意層面進行重組，能更精確地定位病灶的位置（位于白質、灰質或是灰白質混合），且其薄層無間隙掃描，顯著增加了病灶的檢出率。所以，從本研究可知，在小腦幕下，T2-FLAIR序列顯示病灶的能力很差，不如T2WI，更不如3D-SPACE DIR序列；在小腦幕上，T2-FLAIR序列可以很好地顯示病灶，但清晰度不如3D-SPACE DIR序列；同為白質病變，T2-FLAIR序列可以清晰顯示在小腦幕上胼胝體壓部的病灶，而對小腦幕下延髓的病灶卻不能顯示（圖3）。

對于臨床孤立綜合征 （Clinically isolated syndrome，CIS）、影像孤立綜合征（Radiologieally isolated syndrome，RIS）或符合中樞神經系統炎性脫髓鞘疾病的對象，MRI可以通過顯示病灶的空間多發性和時間多發性來補充甚至替代臨床證據，同時可以排除類似MS的疾病，可做出早期MS診斷且具備高度敏感性和特異性。所以，2001年McDonald等[3]在MS診斷標準中首次提出增加MR時空多發性的診斷標準。隨著對MS的臨床及影像的深入研究，2016年MS MRI歐洲合作聯合網絡（European collaborative research network that studies MRI in multipl sclerosis，MAGNIMS）基于循證依據、專家共識及最新MRI發現[9-11]對之前的MS空間多發性的MRI診斷標準[4-5]進行修改和補充，其標準如下[6]：①至少3個腦室周圍病灶；②至少1個幕下病灶（腦干、小腦）；③至少1個脊髓病灶；④至少1個視神經病灶；⑤至少1個皮質/近皮質病灶。上述5個中樞神經系統部位中至少2個部位受累。此外，該次修改還建議使用高分辨影像序列檢查皮質病灶，本文采用的3D-SPACE DIR序列就是其推薦序列，可見選擇高分辨影像序列探查MS病灶非常有必要。

此外，3D-SPACE DIR序列在 MS、CIS及 RIS的診斷、鑒別診斷及后兩者轉歸為MS方面也起到了重要作用。CIS是急性或亞急性首次發作的中樞神經系統脫髓鞘病變，但在疾病的時間演變和空間進展上尚不能滿足MS的診斷標準[13]。CIS患者可以有多種轉歸，其中30%～70%的CIS最終發展為MS，而85%～90%的MS患者以CIS為首發表現[14]，研究顯示，CIS首次MRI正常者和異常者發展為臨床確診的MS的幾率分別為11%和83%，而病灶數量越多，越容易發展為繼發進展型MS[15]。RIS是指在影像學上高度提示MS，患者卻沒有相應的臨床表現和神經病學體征，且無法由其他疾病解釋的中樞神經系統多發異常脫髓鞘疾病[16]。研究發現它可能是MS的早期表現，存在進展為CIS或MS的風險[17]。所以，3D-SPACE DIR序列能更真實的反映病灶的數量及分布，能更合理的預測RIS、CIS的轉歸，對提早診斷MS有重要幫助。

總之，MS是一種復雜的臨床-神經影像疾病，由于MRI具備優良的軟組織分辨力，為顯示和分析MS病灶提供了有力的保障，已作為MS首選的影像學檢查方法，成為臨床早期診斷MS必不可少的檢查手段。3D-SPACE DIR序列具有三維各向同性采集、高分辨率、薄層掃描等成像特點，可任意層面進行重組而不影響圖像清晰度，能高清地顯示病灶，并通過橫斷面、矢狀面及冠狀面可準確定位病灶的位置，且在微小病灶的顯示能力上優于2D-DIR、T2-FLAIR及T2WI，進而對疾病的診斷、鑒別診斷及隨訪對照起到重要作用。考慮到3D-SPACE DIR序列是在常規掃描基礎上的一種補充序列，必須具備較高的病灶顯示能力，所以，三維、高分辨、薄層是必備的，這也是導致其掃描時間相對較長的原因。對于顱內病變，臨床上懷疑MS的患者，通常行T2-FLAIR、DWI及T2WI的常規MRI檢查，以便對病灶性質（如脫髓鞘、腦梗死或腫瘤等）進行診斷與鑒別，當常規MRI掃描顯示是脫髓鞘病變且數目或分布未達到MS空間多發性的診斷標準時，進行3D-SPACE DIR序列掃描是非常有必要的。