腰骶叢DTI對慢性炎性脫髓鞘性多發性神經根神經病的診斷價值

李沖， 朱恂， 趙彥胤， 劉含秋

慢性炎性脫髓鞘性多發性神經根神經病(chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy,CIDP)是一種免疫介導的慢性神經根神經病，典型臨床表現為持續8周以上的對稱性四肢遠端的感覺與運動障礙，腦脊液蛋白升高及神經傳導速度減慢。CIDP的病理改變主要是神經的脫髓鞘化。CIDP診斷的金標準是穿刺活檢。但穿刺活檢是有創檢查，臨床應用困難。盡管臨床癥狀和肌電圖可提示診斷，但都是間接診斷，無法直接觀測神經根損害。磁共振檢查可直接顯示神經根形態學和信號變化，為CIDP臨床診斷提供幫助。早期的研究表明，對CIDP患者行臂叢神經MRI檢查，提示神經根及臂叢神經的增粗及T2信號增高，亦可伴有病變神經的異常強化[1-4]。筆者另一項的研究表明，CIDP患者腰骶叢較健康者增粗具有診斷意義，然而對個體病例來說，并不是每一個CIDP患者的腰骶叢都在MRI成像上具有增粗和信號增強的改變，尤其在初次發病或者病程較短的病例中[5]，神經根形態學和信號均未發生明顯改變。

擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種非侵襲性檢查方法，在中樞神經系統中應用廣泛[6]。DTI不同于常規MRI檢查，它可以提供常規磁共振形態學改變以外的神經擴散功能信息。尤其是神經組織的各向異性變化，可以提供神經的完整性與否等更多信息。在之前一些報道中，神經擴散加權成像用來顯示增粗的周圍神經[5]，有研究[5,7]對臂叢及腰骶叢神經測量了表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)的變化，還有對CIDP患者周圍神經比如脛神經進行DTI成像，行各向異性指數的測量與比較，但對CIDP患者腰骶叢神經的DTI參數變化尚未見有研究報道。

材料與方法

1.研究對象

經臨床診斷為16例CIDP患者為實驗組。CIDP診斷標準參考2010歐洲神經學會/外周神經協會聯合會(EFNS/PNS)第一版CIDP診斷及治療指南[8]。招募11名健康志愿者，進行DTI掃描，志愿者納入標準為：均無頭頸部及肩頸部不適，無脊柱外傷、手術病史，無MRI檢查禁忌癥。

2.數據采集

采用3.0T GE Discovery MR750磁共振掃描儀進行腰骶叢神經掃描，使用脊柱線圈，實驗組及對照組病例均采用仰臥位，頭先進的方式，磁場中心定于肚臍。常規MRI腰椎序列：矢狀面T2WI FSE (TR 2566 ms，TE 121 ms)，層厚4 mm，圖像層數11層，矩陣352×256，掃描時間1 min 41 s。矢狀面T1WI FSE(TR 803 ms，TE 8.5 ms)，層厚4 mm，圖像層數11，矩陣320×192，掃描時間2 min 27 s。橫軸面T2WI (TR 4837 ms，TE 120 ms)，層厚3.5 mm，圖像層數23，矩陣320×224，掃描時間2 min 56 s。冠狀面STIR(TR 6000 ms，TE 47 ms，TI 180 ms)，層厚1.8 mm，圖像層數32層，矩陣320×224，掃描時間11 min 32 s。腰骶叢神經DTI成像序列包括：橫軸面DTI，TR 3968 ms，TE 73.3 ms；層厚3 mm，矩陣128×128，b值600 s/mm2，方向25 directions，掃描時間10 min 32 s。掃描線平行于椎間盤，掃描范圍包括L4～S1椎體。

3.圖像處理和分析

采用GE ADW4.6工作站，Functool Tensor打開DTI圖像，軟件自動計算出FA、λ1、λ2和λ3參數圖。然后將各參數圖分別與橫軸面FSE T2WI解剖圖像進行融合，以解剖圖像為參考，由兩名神經放射學醫師用標記興趣區(region of Interest，ROI)對每個層面所顯示的神經行FA、λ1、λ2、λ3值測量。ROI為圓形，面積約10 mm2，盡量放置于神經橫軸面中心處，以減少部分容積效應的影像。每個ROI測量兩次，取平均值，所得λ1、λ2及λ3值通過公式計算得出相應神經的軸向擴散系數(axialdiffusivity，AD)，徑向擴散系數(radial diffusivity，RD)及平均擴散系數(mean diffusivity，MD)。每個病例采集圖像28～35層，每個病例所測得左右兩側數值共40～100個(圖1)。

4.統計分析

采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析，病例組和對照組的DTI參數的FA、AD、RD、MD值采用兩獨立樣本t檢驗。以P<0.05為差異具有統計學意義。

結 果

病例組16例，男13例，女3例，平均年齡(42±17)歲，病例所測得的FA值為0.239±0.071，AD值為(5.114±0.394)×10-3mm2/s，RD值為(5.646±0.310)×10-3mm2/s，MD值為(4.802±0.323)×10-3mm2/s；對照組共11例進行了腰骶叢DTI序列采集，男7例，女4例，平均年齡(37±11)歲，所測得FA值為0.342±0.802，AD值為(5.004±0.702)×10-3mm2/s，RD值為(4.543±0.547)×10-3mm2/s，MD值為(4.697±0.500)×10-3mm2/s。CIDP組與健康對照組相比，FA及ADC值明顯下降，AD、RD、MD值明顯升高(P均<0.05)，見表1、2。

表1 CIDP組與健康對照組DTI參數測量值

表2 CIDP組與健康對照組DTI直接測量值

圖1 神經根DTI參數值測量方法。a) 冠狀面STIR圖像； b) DTI與解剖圖像T2WI匹配，確認神經根解剖位置在DTI圖像上顯示； c) ADC圖像； d～f) 為b=0的DTI圖像其中三層，每一層可見的雙側神經根處都放一個ROI，大小約10mm2，選取點盡量放在神經根中心處，以減少部分容積效應的影響。

討 論

DTI在中樞神經系統中應用廣泛[6,9]，它不同于常規MRI檢查，可以對成像成分提供更多微觀上的信息。尤其是神經纖維的各向異性變化，可以提供神經的完整性與否等更多信息[10]。但目前對于周圍神經的DTI研究中也有應用[11]。Takagi等[12]在測量大鼠坐骨神經DTI參數時，只選擇了三處測量點。Chhabra等[13]在圖像配準后只在周圍神經腫瘤性病變實性部分手動畫取ROI測量DTI參數值。在本研究中，對掃描范圍內所有顯示腰骶叢神經的層面都進行了DTI參數測量，測量值最少也達40個，最多達100多個，每個層面均由兩名放射科醫生分別進行測量，并取平均值進行統計學分析，最大程度的確保了數據測量的可重復性。在CIDP的DTI研究中，利用此種方法進行參數測量研究尚屬首次。

在本研究中，對DTI每一個參數值的測量，均先通過橫軸面DTI參數圖與橫軸面T2WI圖像行解剖學融合，并選擇神經解剖顯示較清晰的T2WI解剖圖像作為參考，放置ROI，確保了DTI參數的ROI放置的準確性。各ROI放置位置盡量選擇神經根中心處，以減少部分容積效應的影響。

DTI所有參數中，FA值在先前的周圍神經DTI研究中被廣泛應用。在本研究中也發現，CIDP病例組FA值較健康對照組明顯降低，提示所測量神經纖維的各向異性是降低的，神經纖維內自由水分子的擴散更傾向于不受方向的限制，原來受制于神經髓鞘的束縛作用越來越小，這與CIDP患者主要病理變化為神經脫髓鞘相一致。

與FA值相比，AD和RD參數的使用相對較少，之前多用于對中樞神經系統進行評估，但對其意義的解釋受到復雜的纖維結構的干擾，在中樞神經臨床應用中難以區分軸突和髓鞘損害。而另一方面，由于外周神經相對簡單的單向結構，因此對AD及RD的變化的解釋更加相對簡單，所以外周神經可能更易通過AD與RD對軸突和髓鞘完整性進行評估。在既往對病變神經DTI的成像的研究中，Eguchi和Pasquelle分別對椎間盤突出患者和先天性脊柱裂患兒行磁共振DTI成像，測量FA值并且對腰骶神經叢進行纖維追蹤，結果表明DTI腰骶叢神經成像具有可行性，并提供了健康對照的FA值及AD、RD、MD的參考值[14]。

軸索以及髓鞘的細胞膜是阻礙水分子自由擴散的一種屏障，因此在平行或是垂直于神經纖維的方向上所進行的參數值的測量，能在一定程度上反應神經纖維內部的微觀環境是否有變化。對于本研究中的CIDP來說，病例組FA值明顯降低，AD、RD及MD均較對照組顯著升高。FA值降低說明神經纖維中自由水分子的軸向擴散及徑向擴散程度都增加了，從而導致神經纖維的各項異性程度減低，趨于各向同性。結合CIDP患者的周圍神經活檢[15-16]，其神經不斷脫髓鞘與髓鞘再生改變可導致神經纖維發生炎癥、水腫性病變，最終導致水分子各個方向擴散程度增加。有研究報道，神經的華勒式變性(Wallerian)可以導致水分子擴散的各向異性降低[17]。

在臨床工作中，對于CIDP患者的腰骶叢神經病變的觀察，主要是通過MRI形態學成像，通過本研究發現，通過DTI的參數值也可以反映CIDP患者的腰骶叢神經病變的微觀變化。