骶骨骨折致腰骶叢神經損傷的MRI評估進展

董瀟蔓，田維，郭林，王植*

(1.天津市天津醫院放射二科，天津 300211；2天津市天津醫院骨盆科，天津 300211)

外傷性骶骨骨折較少見，但在骨盆骨折中發生率較高，為10%～45%[1]。其常繼發于高暴力損傷，創傷嚴重且合并癥多，合并神經損傷的發生率較高，為15%～40%[2]。其中Denis Ⅱ、Ⅲ型骶骨骨折較常見，部分學者[3]認為骨折線越靠近骶骨中線伴發神經損傷可能性越大。由于骶骨周圍結構復雜且常伴有嚴重的合并傷，掩蓋合并神經損傷所致的功能缺失，易出現漏診及誤診而不能及早治療。然而周圍神經有一定再生能力，早期檢測治療可防止力量下降、運動受限或感覺喪失的永久性損傷[4-5]。周圍神經損傷的評估傳統上主要依賴于臨床病史、體格檢查、電診斷測試[包括肌電圖(electromyography，EMG)、神經傳導研究(nerveconduction study，NCS)和軀體感覺誘發電位(somatosensory evoked potential，SSEP)]中獲得的信息。NCS能夠確定是否有損傷，但無法精準判斷損傷部位及評估損傷程度及周圍毗鄰關節。神經結構的影像學有助于確定神經功能障礙的位置及原因，此外，神經損傷和修復的量化可以監測病變的進展和恢復[6]。雖然超聲已用于淺表神經的觀察，但受操作者主觀影響較大，而且對于位置深在的腰骶叢的顯示是其盲區。1992年Howe等[7]提出磁共振神經成像(magnetic resonance neurography，MRN)可直接顯示神經的形態和信號改變。由于其無創性，可單獨顯示周圍神經，直觀觀察神經損傷的部位及程度，定量評估進展和恢復，被臨床逐漸應用。目前MRN具有采集時間短，信噪比高，分辨率高，圖像對比度滿意等優點，能夠清晰顯示周圍神經，正逐漸成為臨床實用的影像檢查方法。骶骨骨折雖發生率不高，但合并神經損傷的發生率較高，明確神經損傷的發生、位置及程度對臨床診療決策非常重要。本文針對骶骨骨折分型、腰骶叢神經損傷分型、骶骨骨折致腰骶叢神經損傷特點，腰骶叢神經MRN成像發展概況、技術特點及其在骶骨骨折致腰骶叢神經損傷的成像作用等作一綜述。

1 骶骨骨折分型

Denis等[1]于1988年提出了骶骨骨折最廣泛使用的分類，并根據骨折相對于神經孔的位置將骶骨分為三個區，用于預估神經損傷的風險和類型。Gibbons等[8]將Denis Ⅲ型骨折又分為縱形骨折和橫形骨折，橫形常伴嚴重的神經損傷，多用于評估神經損傷風險，對手術治療方案的制定有一定指導意義。1985年Roy-Camille首次提出了一種橫行骶骨骨折的分型，Strange-Vognsen和Lebach于1991年進行改良[9]。改良的Roy-Camille分型用于預估神經損傷的風險，并為手術治療提供指導，但其只針對橫向骨折，并且為手術治療提供的指導有限。2012年Lehman等[10]基于骨折形態、骶后韌帶復合體完整性和神經損傷程度提出腰骶部損傷分類及損傷程度評分系統(lumbosacral injury classification and severity score，LSICS)，通過將每個類別的加權評分相加計算而來，根據綜合損傷嚴重度評分采取相應的治療方案。此評分系統非常全面，但可靠性還需進一步證實。

2 神經損傷分型

Seddon[11]于1943年提出神經損傷分級：神經麻痹、軸突斷裂及神經斷裂。1968年，Sunderland[12]在Seddon分級的基礎之上進一步細化，將神經損傷分為5度，Ⅰ度：傳導阻滯；Ⅱ度：軸突中斷，但神經內膜管完整，損傷遠端發生華勒變性；Ⅲ度：神經纖維(包括軸突和鞘管)橫斷，而神經束膜完整；Ⅳ度：神經束遭到嚴重破壞或斷裂，但神經干由神經外膜組織保持連續；Ⅴ度：整個神經干完全斷裂。不同程度的損傷所展示的病理表現也各有特點。

3 骶骨骨折合并腰骶叢神經損傷的機制

與骶骨骨折相關的急性神經損傷包括牽拉傷、卡壓傷或根性損傷(神經根的離斷)[13]。牽拉傷病理損傷機制為受損神經生理功能的損害，表現為神經伸直及斷裂；卡壓傷病理改變多為缺血導致的神經腫脹、脫髓鞘乃至神經纖維水解。全仁夫等[14]證實骶骨骨折常累及一側或兩側神經根。高能量暴力極易造成骶骨骨折，導致骶孔變形、縮小，骨折塊對腰骶神經產生卡壓及牽拉，導致腰骶神經損傷。腰骶神經損傷機制與所受暴力的性質相關，垂直暴力常造成牽拉性損傷，側方暴力多引發擠壓性損傷。Dahlin等[15]研究認為，神經損傷除了隨受壓時間的延長而加重外，還包括神經受壓時血流灌注受損所致的缺血性損傷。

4 MRN用于腰骶叢神經的成像原理和方法

MRN技術是利用脂肪抑制及血流抑制等技術只對周圍神經顯像的MR成像技術，由Howe最先報道[7]。當今的高分辨率MRN技術大致可分為T2加權成像(T2WI)和擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)。隨著MRN軟件及硬件技術的不斷發展，脂肪抑制技術得到了飛速提升，脂肪抑制更均勻，故基于T2WI的MRN技術能夠更好的反應神經的走形、形態及信號改變。基于擴散的MRN技術主要包括擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)及擴散張量成像(diffuse tensor imaging，DTI)，隨著序列信噪比的提高，其能敏感反映出水分子擴散特性，可根據表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)和各向異性分數(fraction anisotropy，FA)等參數更早地檢出病變并定量分析。目前MRN成像常用序列包括：基于反轉恢復的非選擇性短反轉時間反轉恢復(short time inversion recovery，STIR)和化學選擇性光譜絕熱反轉恢復(spectral attenuated inversion recovery，SPAIR)、基于化學位移的Dixon等脂肪抑制序列[16]、磁共振擴散加權神經成像序列(DW-MRN)、DTI。隨著三維(3D)MR序列的引入，對神經根、神經干、神經分支的解剖和細節結構的顯示更容易、更直觀。Obara等[17]最近提出了一種使用改進的運動敏化驅動平衡(improved motion-sensitized driven-equilibrium，iMSDE)序列的方法，有效地抑制了血管信號。部分研究顯示MRN增強檢查可以顯著改善血管、淋巴管等背景抑制效果，提高信噪比和對比度分辨率，能更清晰地顯示周圍神經[18]。

5 MRN評估骶骨骨折伴腰骶叢神經損傷的研究現狀

骶骨骨折伴腰骶叢神經損傷的MRN評估有兩個方面：(1)形態學的評估，即包括損傷的位置、形態及走形；(2)定量評估，即通過測量相關參數的數值反應神經損傷的狀態。

5.1 形態學研究現狀 由于高分辨率基于T2WI抑脂技術的MRN序列信噪比更高，對比度、分辨率更強，能夠顯示周圍神經位置、形態、走行及信號改變。其中Dixon序列的脂肪抑制效果更優，常作為首選[19]。3D STIR快速自旋回波(turbo spin echo，TSE)及3D SPAIR TSE能夠獲得各向同性采集，可進行三維重建，直觀觀察解剖細節且不失真，而SPAIR具有較高的信噪比，但其掃描時間長。而壓縮感知(compressed sensing，CS)技術是以超低的采樣頻率對k空間進行數字化隨機欠采樣，通過非線性迭代重建算法消除圖像中的非相干偽影，以小波逆變和傅里葉逆變恢復欠采樣的k空間數據，因此CS具有更短的掃描時間或更高的空間分辨率，大幅地降低掃描時間[20]。Dessouky等[21]應用MRN觀察脊柱術后持續疼痛患者的腰叢神經形態學改變，得出MRN比常規MRI陽性檢出率增加了63%。周圍神經損傷需要明確神經損傷位置、神經瘤形成或連續性中斷，但由于損傷神經局部出血、水腫和亞急性損傷時瘢痕的形成會影響周圍神經形態，其診斷準確率可能會因此下降[22]。因此，周圍神經形態學觀察還涉及內部結構連續性的問題。高分辨率MRN能夠清晰顯示神經纖維束增粗、斷續或完全消失等改變，具有較高診斷價值，有助于對周圍神經損傷分期。根據Seddon分類分級，神經麻痹為輕微損傷，MRN表現為形態輕度增粗、信號增高；軸索斷裂為中度損傷，MRN表現為形態斷續，有或無連續性神經瘤形成；神經斷裂為重度損傷，MRN表現為形態不連續[23]。MRN難以區分Sunderland分級的Ⅱ級和Ⅲ級損傷，需要進行綜合分析評估，有研究證實神經直徑增大(超過對側神經50%)時常提示Ⅲ級損傷[24]。

5.2 定量研究現狀 MRN定量分析主要包括神經信號值和基于擴散技術相關參數的測定。其中，神經信號值主要是基于T2WI的成像技術，其測值相對不夠穩定，而周圍神經彌散技術已逐漸成熟，為目前首選MRN定量分析方法。

5.2.1 MRNT2信號值測量 T2mapping和T2*mapping是測量神經信號值的主要技術。Shen等[25]研究動物神經受損及修復過程證實T2值是檢測神經損傷和再生過程的敏感指標之一。Sollmann等[26]研究健康人腰骶叢神經的T2值，測量了L4、L5、S1神經節前、神經節及節后段的T2值，所得數據差異有統計學意義。Hiwatashi等[27]通過慢性炎性脫髓鞘性多發性神經根神經病(chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy，CIPD)的對照研究證實，與健康人相比患者的平均T2值顯著增高。Riegler等[28]研究了腕管綜合征患者正中神經的T2值，結論為與健康人相比病變神經的T2值升高。神經T2值變化的病理因素有炎癥、水腫、纖維化和脂肪增生等，不具特異性，T2值增高作為單一指標評估神經損傷的特異度低于40%[29]，因此神經信號值需要與其他形態學改變相結合，有助于提高診斷準確性。

5.2.2 MRN彌散技術測量 DTI通過整合最大擴散一致性的路徑，精確描述組織的方向結構。DTI除了描繪纖維軌跡外，還可觀察纖維微觀結構，用纖維束描繪的神經束反映了軸突微結構[30]。基于彌散成像的主要參數有：ADC值、FA值、軸向擴散系數(axial diffusivity，AD)、徑向擴散系數(radial diffusivity，RD)及平均擴散系數(mean diffusivity，MD)，ADC描述體內不同方向水分子擴散運動的速度及范圍，FA反映細胞膜的完整性，可重復性高。Skorpil等[31]研究證實了DTI在MRN成像應用的可行性。部分研究表明[32-33]，DTI參數的改變與神經多種病理變化相關，其中FA和RD與軸突變性和脫髓鞘密切相關，反應髓鞘的完整性，ADC增加提示水腫，AD減少歸因于收縮和纖維化，反應軸突完整性。Lichtenstein等[34]研究與健康人相比慢性炎性脫髓鞘性多發性神經根神經病(chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy，CIPD)患者坐骨神經的FA值降低。曹金鳳等[35]研究與正常志愿者組比較，格林-巴利綜合征(guillain barre syndrome，GBS)組脛神經與腓總神經的FA、AD、RD值降低，ADC值升高，且差異有統計學意義。吳杏等[36]應用DTI評估腰骶叢神經根受壓程度，證實神經受損后FA值減小、ADC值增大，其與受壓程度相關。周圍神經損傷后，ADC值增大FA值減小，ADC值增大主要由受損神經脫髓鞘改變致水分子擴散速度增快[37]。量化的DTI參數有助于周圍神經損傷嚴重程度的分級，和Sunderland分級方法相一致[38]。

6 MRN技術臨床應用研究的不足與思考

MRN用于評估骶骨骨折伴腰骶神經損傷具有很強的臨床意義，但目前的應用與研究還存在不足。首先，腰骶叢神經MRN正常表現及變異的研究匱乏，非損傷性腰骶叢神經疾病的MRN研究不足，因此不利于與損傷性腰骶叢神經疾病的鑒別。在定量評估方面，與損傷性周圍神經疾病鑒別方面的研究罕見。骶骨骨折患者應用腰骶叢MRN技術可減少不必要的手術創傷，對于臨床醫生術前規劃有一定的指導意義，相信隨著該技術的不斷進步及發展，其在腰骶叢神經損傷性病變診斷和治療管理中發揮越來越大的作用。