磁共振SWI技術(shù)在急性脊髓損傷中的應(yīng)用及對(duì)神經(jīng)功能的評(píng)價(jià)

張軍偉，郝曉寧，楊曉慧，解國(guó)輝，謝鴻儒

近年來(lái)，隨著車禍等交通事故的增加，急性脊髓損傷(acute spinal cord injury，ASCI)的發(fā)生率也隨之增長(zhǎng),重者不能自理，對(duì)患者及其家屬造成很大的生活負(fù)擔(dān)，因此，對(duì)其進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確全面地診斷尤為重要[1-2]。磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)作為近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的磁共振特殊序列，依據(jù)其原理可以清楚、客觀、全面地顯示出急性脊髓損傷的受損情況[3-4]。SWI根據(jù)人體組織間的磁敏感性不同，表現(xiàn)出高分辨率、三維、高信噪比，能夠進(jìn)一步增加組織間的對(duì)比度，尤其是對(duì)出血性病灶更敏感，可以發(fā)現(xiàn)病灶的微出血產(chǎn)物，對(duì)判斷脊髓損傷的程度及臨床治療尤為重要[5]。現(xiàn)對(duì)磁共振SWI技術(shù)在ASCI中的應(yīng)用及對(duì)神經(jīng)功能的評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年9月—2020年9月山西省運(yùn)城市中心醫(yī)院脊柱外科診治脊髓損傷患者80例，根據(jù)磁共振檢查將80例患者分為研究組(急性脊髓損傷51例)、對(duì)照組(通過(guò)CT檢查判斷為非急性脊髓損傷29例)。研究組男26例，女25例，年齡22～55(34.75±8.08)歲；受傷原因：交通事故25例，高處跌落16例，墜物砸傷10例；臨床表現(xiàn)：下肢截癱10例，下肢麻木23例，排尿困難18例；ASCI 程度：輕度19例(損傷平面以下肌肉功能不完全，可扶拐行走)，中度17例(損傷平面以下僅某些肌肉有運(yùn)動(dòng)功能，有無(wú)用功能存在)，重度15例(損傷平面以下深淺感覺(jué)完全消失，僅存某些骶區(qū)感覺(jué))。對(duì)照組男15例，女14例，年齡22～55(35.62±8.12)。受傷原因：由椎管狹窄而引起的脊髓損傷17例，脊柱結(jié)核引起的脊髓損傷12例。臨床表現(xiàn)：患者受傷脊柱相應(yīng)部位壓痛12例，坐骨神經(jīng)痛9例，頸部出現(xiàn)僵硬、麻木8例。2組患者性別、年齡比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[審批號(hào)(2017)倫理第32號(hào)]，患者及其家屬知情同意并簽署知情同意書(shū)。

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)[6](1)納入標(biāo)準(zhǔn)：研究組患者均經(jīng)臨床特征、實(shí)驗(yàn)室檢查確診為急性脊髓損傷，符合急性脊髓損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；無(wú)惡性腫瘤等嚴(yán)重疾病；非二次轉(zhuǎn)診。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：合并急性感染病；免疫系統(tǒng)疾病或肝腎功能異常者；有血液系統(tǒng)疾病、精神病病史。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)與方法

1.3.1 磁共振SWI掃描參數(shù)：(1)SWI技術(shù)。應(yīng)用德國(guó)西門(mén)子3.0T超導(dǎo)磁共振掃描儀(Siemens 公司)，采用量通道頭頸聯(lián)合線圈采集信號(hào)，對(duì)患者行矢狀面、橫斷面掃描。矢狀面T1WI ：軸位掃描，掃描層數(shù)20層，層厚5 mm，重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)/回波時(shí)間(echo time，TE)=700/10 ms，翻轉(zhuǎn)角70°，視野230 mm×184 mm，體素大小0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，矩陣 448×358。掃描時(shí)間2分10秒 ；T2WI：掃描層數(shù)20層，層厚5 mm，重復(fù)時(shí)間6 000 ms，回波時(shí)間89 ms，翻轉(zhuǎn)角 120°，視野 230 mm×184 mm，體素大小0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，矩陣(matrix) 448×358。TR/TE=3 000/107 ms，掃描時(shí)間2分10秒；STIR：TR/TE/翻轉(zhuǎn)時(shí)間(inversion time，TI)=3 000/49/210 ms，均采用同樣的中心進(jìn)行掃描。橫斷面ME2D：TR/TE=470/17 ms，翻轉(zhuǎn)角為30°，層厚3 mm，層間隔30%；SWI：TR/TE=35/14 ms。翻轉(zhuǎn)角15°，層厚2 mm，層間隔1 mm，掃描層數(shù)均隨病變范圍而變化。通過(guò)機(jī)器自帶的SWI軟件自動(dòng)生成磁據(jù)圖、相位圖、融合圖和最小密度投影圖。ME2D和SWI均采用同樣中心掃描。(2)圖像分析。全部數(shù)據(jù)輸入Siemens公司提供的Syngo Acquisition工作站內(nèi)，并應(yīng)用Neuro3D軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。校正形變及選定閾值后，每一個(gè)層面分別對(duì)脊髓病理組織進(jìn)行分析，并測(cè)定FA值、ADC值、平行與頸椎的長(zhǎng)徑、前后徑的本征值λ1、λ2值。

1.3.2 神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分：依照美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(NIHSS)[8]對(duì)腦卒中患者臨床神經(jīng)功能缺損程度進(jìn)行評(píng)估。評(píng)分范圍為0～42分，0～1分表示正常或近乎正常；1～4分表示輕度；5～15分表示輕中度；16～20分表示中重度；21～42分表示重度。記錄患者第7、15、30、90 d臨床神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分。

1.3.3 病情嚴(yán)重程度相關(guān)神經(jīng)功能指標(biāo)測(cè)定：(1)神經(jīng)細(xì)胞因子，全部受試者次日晨抽取空腹肘靜脈血5 ml，離心獲取血清，采用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)血清神經(jīng)絲輕鏈(neurofilament light chain，NFL)、胱抑素C(cystatin C，CysC)水平，試劑盒由北京科美東雅生物技術(shù)有限公司提供。(2)神經(jīng)功能，參照脊髓損傷神經(jīng)學(xué)分類國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(2011年修訂)[9]評(píng)估患者美國(guó)脊髓損傷協(xié)會(huì)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分(ASIA感覺(jué)、運(yùn)動(dòng)評(píng)分) 。

2 結(jié) 果

2.1 2組磁共振SWI掃描參數(shù)比較 研究組FA參數(shù)低于對(duì)照組，ADC、λ1、λ2參數(shù)高于對(duì)照組 (P<0.01)。研究組重度ASCI患者FA參數(shù)低于輕中度ASCI患者，ADC、λ1、λ2參數(shù)高于輕中度ASCI患者(P均<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 研究組及對(duì)照組磁共振SWI掃描參數(shù)比較

2.2 不同嚴(yán)重程度ASCI患者神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分比較 重度ASCI患者入院第7、15、30、90 d神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分高于輕中度ASCI患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見(jiàn)表2。

表2 不同程度ASCI患者神經(jīng)功能缺損程度評(píng)分比較分)

2.3 病情嚴(yán)重程度相關(guān)神經(jīng)功能比較 重度ASCI患者血清NFL、CysC水平高于輕中度ASCI 患者，ASIA感覺(jué)評(píng)分、ASIA運(yùn)動(dòng)評(píng)分低于輕中度患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，見(jiàn)表3。

表3 不同程度ASCI患者神經(jīng)功能相關(guān)指標(biāo)比較

2.4 ROC曲線分析磁共振SWI對(duì)急性脊髓損傷的診斷價(jià)值 ROC曲線結(jié)果顯示，F(xiàn)A、ADC、λ1、λ2診斷ASCI的AUC分別為0.923、0.662、0.763、0.653，4項(xiàng)聯(lián)合的AUC為0.967，高于單項(xiàng)指標(biāo)診斷(Z/P=2.353/0.001、2.465/0.031、2.386/<0.001、2.597/0.041)，見(jiàn)表4、圖1。

表4 ROC曲線分析磁共振SWI對(duì)急性脊髓損傷的診斷價(jià)值

圖1 磁共振SWI參數(shù)診斷急性脊髓損傷的ROC曲線

3 討 論

隨著現(xiàn)在社會(huì)節(jié)奏變快，交通事故、建筑事故及運(yùn)動(dòng)外傷導(dǎo)致的急性脊髓損傷發(fā)生率呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家急性脊髓損傷發(fā)病率為(15～40)/100萬(wàn)人口，而我國(guó)北京地區(qū)2018年達(dá)到68/100萬(wàn)人口[10-11]，較20世紀(jì)80年代發(fā)病率上升了10倍。急性脊髓損傷是全世界專家均關(guān)注的醫(yī)學(xué)難題，不僅危及生命，還會(huì)造成不同程度的癱瘓、大小便功能障礙，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和社會(huì)活動(dòng)能力[12]。

SWI是利用人體不同組織在磁場(chǎng)中的敏感性不同而成像，它不同于常規(guī)T1WI、T2WI成像，其具有高信噪比、高分辨率，采用三維梯度回波成像,它首先產(chǎn)生的強(qiáng)度和相位圖，經(jīng)過(guò)適當(dāng)濾波處理及融合，利用最小密度重建得到磁敏感圖像[13]。SWI能夠準(zhǔn)確判斷脊髓損傷平面及程度關(guān)系到患者的處理與預(yù)后，有研究發(fā)現(xiàn)，SWI檢測(cè)顱內(nèi)微出血較常規(guī)MR敏感，但目前，SWI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用較常見(jiàn)，尤其在各種原因所造成的顱內(nèi)出血性病變的診斷方面，而在脊髓出血性疾病中的應(yīng)用較少[14-15]。有學(xué)者研究得出[16]，SWI可以作為篩選血管急性病變的理想手段，微出血是急性脊髓損傷常見(jiàn)的病理表現(xiàn)，SWI能檢測(cè)出腦損傷的出血部位、出血灶的數(shù)目和大小[17]。SWI對(duì)血液的代謝產(chǎn)物、靜脈血管、鐵質(zhì)沉積及空氣和脂肪等具有很高的敏感度，尤其是對(duì)脫氧血紅蛋白等順磁性物質(zhì)極其敏感[18-19]。近年來(lái)，SWI在腦腫瘤、腦血管病、腦外傷及神經(jīng)并行疾病等中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變中有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值，尤其是對(duì)檢出微小出血灶非常敏感[20]。

血清神經(jīng)絲輕鏈(NFL)大量表達(dá)于軸突生長(zhǎng)中，在細(xì)胞運(yùn)輸中起著重要作用[21]。NFL也是唯一可以自我組裝成功能性纖維的神經(jīng)絲蛋白，NFL的異常表達(dá)可引起多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生[22]。胱抑素C(CysC)是一種分子量低的堿性分泌蛋白，由有核細(xì)胞以恒定的速率產(chǎn)生。CysC及其降解產(chǎn)物可對(duì)中性粒細(xì)胞的遷移、吞噬和趨化作用產(chǎn)生影響，具有促進(jìn)炎性反應(yīng)的作用，并對(duì)腦神經(jīng)元產(chǎn)生一定損傷[23]。本結(jié)果顯示，急性脊髓損傷患者FA參數(shù)低于非急性脊髓損傷患者，ADC、λ1、λ2參數(shù)高于非急性脊髓損傷患者；重度急性脊髓損傷患者FA參數(shù)低于輕中度急性脊髓損傷患者，ADC、λ1、λ2參數(shù)高于輕中度急性脊髓損傷患者。究其原因可能是脊髓損傷越嚴(yán)重，細(xì)胞崩解破壞就越多，血管源性水腫則越嚴(yán)重，同時(shí)，因?yàn)槔w維軸索損傷，患者機(jī)體脊髓長(zhǎng)軸中的水分子擴(kuò)散障礙會(huì)進(jìn)一步降低，但其橫向擴(kuò)散能力會(huì)增加，所以急性脊髓損傷患者及重度患者λ1、λ2、ADC值升高，F(xiàn)A 值降低；而對(duì)于脊髓震蕩與正常人本征值無(wú)明顯差異，可能原因是脊髓震蕩傷患者脊髓損傷較輕，水分子的軸向及垂直向的擴(kuò)散能力改變相對(duì)較小所致。且重度急性脊髓損傷相關(guān)指標(biāo)水平高于輕中度患者，提示磁共振SWI掃描參數(shù)掃描范圍更廣泛，可對(duì)患者進(jìn)行全面掃描、圖像分辨率高，多項(xiàng)參數(shù)聯(lián)合對(duì)脊髓損傷患者診斷價(jià)值較高，成像速度快可以有效縮短診斷時(shí)間，有效提升診斷的準(zhǔn)確度。

本結(jié)果顯示，磁共振SWI掃描參數(shù)與急性脊髓損傷相關(guān)，可用于診斷此病，但目前臨床中對(duì)磁共振SWI技術(shù)在急性脊髓損傷中的應(yīng)用及研究較少，存在一定的局限性，本研究納入樣本量較少，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)可能存在一定的偏倚，因此仍需要進(jìn)一步的深入研究。

綜上所述，磁共振SWI技術(shù)可用于急性脊髓損傷的診斷，且與神經(jīng)功能相關(guān)，可用于評(píng)估患者疾病情況，值得在臨床上推廣應(yīng)用。

利益沖突：所有作者聲明無(wú)利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

張軍偉、郝曉寧：設(shè)計(jì)研究方案，實(shí)施研究過(guò)程，論文撰寫(xiě)；楊曉慧：提出研究思路，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，論文審核;解國(guó)輝、謝鴻儒：實(shí)施研究過(guò)程，資料搜集整理，論文修改