腰骶丛DTI对慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病的诊断价值

李冲， 朱恂， 赵彦胤， 刘含秋

慢性炎性脱髓鞘性多发性神经根神经病(chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy,CIDP)是一种免疫介导的慢性神经根神经病，典型临床表现为持续8周以上的对称性四肢远端的感觉与运动障碍，脑脊液蛋白升高及神经传导速度减慢。CIDP的病理改变主要是神经的脱髓鞘化。CIDP诊断的金标准是穿刺活检。但穿刺活检是有创检查，临床应用困难。尽管临床症状和肌电图可提示诊断，但都是间接诊断，无法直接观测神经根损害。磁共振检查可直接显示神经根形态学和信号变化，为CIDP临床诊断提供帮助。早期的研究表明，对CIDP患者行臂丛神经MRI检查，提示神经根及臂丛神经的增粗及T2信号增高，亦可伴有病变神经的异常强化[1-4]。笔者另一项的研究表明，CIDP患者腰骶丛较健康者增粗具有诊断意义，然而对个体病例来说，并不是每一个CIDP患者的腰骶丛都在MRI成像上具有增粗和信号增强的改变，尤其在初次发病或者病程较短的病例中[5]，神经根形态学和信号均未发生明显改变。

扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一种非侵袭性检查方法，在中枢神经系统中应用广泛[6]。DTI不同于常规MRI检查，它可以提供常规磁共振形态学改变以外的神经扩散功能信息。尤其是神经组织的各向异性变化，可以提供神经的完整性与否等更多信息。在之前一些报道中，神经扩散加权成像用来显示增粗的周围神经[5]，有研究[5,7]对臂丛及腰骶丛神经测量了表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)的变化，还有对CIDP患者周围神经比如胫神经进行DTI成像，行各向异性指数的测量与比较，但对CIDP患者腰骶丛神经的DTI参数变化尚未见有研究报道。

材料与方法

1.研究对象

经临床诊断为16例CIDP患者为实验组。CIDP诊断标准参考2010欧洲神经学会/外周神经协会联合会(EFNS/PNS)第一版CIDP诊断及治疗指南[8]。招募11名健康志愿者，进行DTI扫描，志愿者纳入标准为：均无头颈部及肩颈部不适，无脊柱外伤、手术病史，无MRI检查禁忌症。

2.数据采集

采用3.0T GE Discovery MR750磁共振扫描仪进行腰骶丛神经扫描，使用脊柱线圈，实验组及对照组病例均采用仰卧位，头先进的方式，磁场中心定于肚脐。常规MRI腰椎序列：矢状面T2WI FSE (TR 2566 ms，TE 121 ms)，层厚4 mm，图像层数11层，矩阵352×256，扫描时间1 min 41 s。矢状面T1WI FSE(TR 803 ms，TE 8.5 ms)，层厚4 mm，图像层数11，矩阵320×192，扫描时间2 min 27 s。横轴面T2WI (TR 4837 ms，TE 120 ms)，层厚3.5 mm，图像层数23，矩阵320×224，扫描时间2 min 56 s。冠状面STIR(TR 6000 ms，TE 47 ms，TI 180 ms)，层厚1.8 mm，图像层数32层，矩阵320×224，扫描时间11 min 32 s。腰骶丛神经DTI成像序列包括：横轴面DTI，TR 3968 ms，TE 73.3 ms；层厚3 mm，矩阵128×128，b值600 s/mm2，方向25 directions，扫描时间10 min 32 s。扫描线平行于椎间盘，扫描范围包括L4～S1椎体。

3.图像处理和分析

采用GE ADW4.6工作站，Functool Tensor打开DTI图像，软件自动计算出FA、λ1、λ2和λ3参数图。然后将各参数图分别与横轴面FSE T2WI解剖图像进行融合，以解剖图像为参考，由两名神经放射学医师用标记兴趣区(region of Interest，ROI)对每个层面所显示的神经行FA、λ1、λ2、λ3值测量。ROI为圆形，面积约10 mm2，尽量放置于神经横轴面中心处，以减少部分容积效应的影像。每个ROI测量两次，取平均值，所得λ1、λ2及λ3值通过公式计算得出相应神经的轴向扩散系数(axialdiffusivity，AD)，径向扩散系数(radial diffusivity，RD)及平均扩散系数(mean diffusivity，MD)。每个病例采集图像28～35层，每个病例所测得左右两侧数值共40～100个(图1)。

4.统计分析

采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析，病例组和对照组的DTI参数的FA、AD、RD、MD值采用两独立样本t检验。以P<0.05为差异具有统计学意义。

结 果

病例组16例，男13例，女3例，平均年龄(42±17)岁，病例所测得的FA值为0.239±0.071，AD值为(5.114±0.394)×10-3mm2/s，RD值为(5.646±0.310)×10-3mm2/s，MD值为(4.802±0.323)×10-3mm2/s；对照组共11例进行了腰骶丛DTI序列采集，男7例，女4例，平均年龄(37±11)岁，所测得FA值为0.342±0.802，AD值为(5.004±0.702)×10-3mm2/s，RD值为(4.543±0.547)×10-3mm2/s，MD值为(4.697±0.500)×10-3mm2/s。CIDP组与健康对照组相比，FA及ADC值明显下降，AD、RD、MD值明显升高(P均<0.05)，见表1、2。

表1 CIDP组与健康对照组DTI参数测量值

表2 CIDP组与健康对照组DTI直接测量值

图1 神经根DTI参数值测量方法。a) 冠状面STIR图像； b) DTI与解剖图像T2WI匹配，确认神经根解剖位置在DTI图像上显示； c) ADC图像； d～f) 为b=0的DTI图像其中三层，每一层可见的双侧神经根处都放一个ROI，大小约10mm2，选取点尽量放在神经根中心处，以减少部分容积效应的影响。

讨 论

DTI在中枢神经系统中应用广泛[6,9]，它不同于常规MRI检查，可以对成像成分提供更多微观上的信息。尤其是神经纤维的各向异性变化，可以提供神经的完整性与否等更多信息[10]。但目前对于周围神经的DTI研究中也有应用[11]。Takagi等[12]在测量大鼠坐骨神经DTI参数时，只选择了三处测量点。Chhabra等[13]在图像配准后只在周围神经肿瘤性病变实性部分手动画取ROI测量DTI参数值。在本研究中，对扫描范围内所有显示腰骶丛神经的层面都进行了DTI参数测量，测量值最少也达40个，最多达100多个，每个层面均由两名放射科医生分别进行测量，并取平均值进行统计学分析，最大程度的确保了数据测量的可重复性。在CIDP的DTI研究中，利用此种方法进行参数测量研究尚属首次。

在本研究中，对DTI每一个参数值的测量，均先通过横轴面DTI参数图与横轴面T2WI图像行解剖学融合，并选择神经解剖显示较清晰的T2WI解剖图像作为参考，放置ROI，确保了DTI参数的ROI放置的准确性。各ROI放置位置尽量选择神经根中心处，以减少部分容积效应的影响。

DTI所有参数中，FA值在先前的周围神经DTI研究中被广泛应用。在本研究中也发现，CIDP病例组FA值较健康对照组明显降低，提示所测量神经纤维的各向异性是降低的，神经纤维内自由水分子的扩散更倾向于不受方向的限制，原来受制于神经髓鞘的束缚作用越来越小，这与CIDP患者主要病理变化为神经脱髓鞘相一致。

与FA值相比，AD和RD参数的使用相对较少，之前多用于对中枢神经系统进行评估，但对其意义的解释受到复杂的纤维结构的干扰，在中枢神经临床应用中难以区分轴突和髓鞘损害。而另一方面，由于外周神经相对简单的单向结构，因此对AD及RD的变化的解释更加相对简单，所以外周神经可能更易通过AD与RD对轴突和髓鞘完整性进行评估。在既往对病变神经DTI的成像的研究中，Eguchi和Pasquelle分别对椎间盘突出患者和先天性脊柱裂患儿行磁共振DTI成像，测量FA值并且对腰骶神经丛进行纤维追踪，结果表明DTI腰骶丛神经成像具有可行性，并提供了健康对照的FA值及AD、RD、MD的参考值[14]。

轴索以及髓鞘的细胞膜是阻碍水分子自由扩散的一种屏障，因此在平行或是垂直于神经纤维的方向上所进行的参数值的测量，能在一定程度上反应神经纤维内部的微观环境是否有变化。对于本研究中的CIDP来说，病例组FA值明显降低，AD、RD及MD均较对照组显著升高。FA值降低说明神经纤维中自由水分子的轴向扩散及径向扩散程度都增加了，从而导致神经纤维的各项异性程度减低，趋于各向同性。结合CIDP患者的周围神经活检[15-16]，其神经不断脱髓鞘与髓鞘再生改变可导致神经纤维发生炎症、水肿性病变，最终导致水分子各个方向扩散程度增加。有研究报道，神经的华勒式变性(Wallerian)可以导致水分子扩散的各向异性降低[17]。

在临床工作中，对于CIDP患者的腰骶丛神经病变的观察，主要是通过MRI形态学成像，通过本研究发现，通过DTI的参数值也可以反映CIDP患者的腰骶丛神经病变的微观变化。