MR 3D-FIESTA序列对腰椎间盘突出症腰骶神经根受压程度的评估价值

罗维斯，董斐然，刘志方

韶关市中医院放射科，广东 韶关 512026

腰椎间盘突出是骨科的多发病、常见病，主要是由于髓核、纤维环、软骨板等发生退行性病变后，在外力作用下椎间盘的髓核从破裂的纤维环突出[1]，使邻近的脊神经根术受刺激或压迫，从而产生腰腿疼痛、麻木等症状。清晰显示腰骶神经根的形态及其与周围组织的解剖关系是准确判定神经根是否受压和治疗方案选择的关键[2]。X线片、CT、椎管造影等影像学手段在腰骶神经检查上均有各自的局限性，均无法全程显示腰骶神经根。三维双激发平衡式稳态自由进动(3D-FIESTA)序列是近年来发展起来的MR技术，借助多种后期处理技术能够全面、清晰显示腰骶神经根及其与周围软组织的关系[3-4]。本研究探讨了3D-FIESTA序列对腰椎间盘突出症腰骶神经根受压程度评估的应用价值，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019年10月至2021年4月韶关市中医院收治的120例因腰椎间盘突出致腰腿痛的患者为研究对象，其中男性57 例，女性63 例；年龄23~71岁，平均(53.87±6.19)岁。纳入标准：①临床主要表现为腰部酸胀、疼痛，伴有单侧或双侧下肢发麻和疼痛；②病史超过3个月；③均在上述医院顺利完成常规 MRI、3D-FIESTA 序列和水脂分离技术(IDEAL)序列成像。排除标准：①MRI检查禁忌证者；②肿瘤、感染、骨折或代谢性骨病者。本研究经医院医学伦理委员会审核批准，所有患者知情并签署知情同意书。

1.2 检查方法 检查仪器选择美国GE Discovery 750 3.0T扫描仪，线圈采用8通道CTL相控阵靶线圈。所有患者取仰卧位、头先进进行腰椎扫描，扫描序列包括矢状位T1WI序列、横断位T2WI序列、矢状位迭代最小二乘估算法水脂分离技术(IDEAL)序列和3D-FIESTA序列，扫描参数见表1。采用GE ADW4.6后处理工作站对所有图像进行后期处理，选择合适的层厚和旋转角度，获得最佳神经根图像。由两名经验丰富的影像学医师采用双盲法对两序列所得图像进行评价。

表1 各序列的扫描参数

1.3 观察指标与评价方法 (1)腰骶神经根、受压神经根清晰度。腰骶神经根清晰程度的评价标准[5]：从图像整体清晰度、神经根形态结构、神经根边缘清晰度和神经根边缘光滑锐利程度四个方面进行评价，图像的整体清晰、神经根的形态结构连续、神经根的边缘清晰、神经根边缘光滑锐利各计1分，四项累加为腰骶神经根清晰度的最终得分。受压神经根的清晰程度分为清晰、清晰度尚佳和不清晰，分别记为3分、2分、1分。(2)两种扫描序列的图像质量分级情况。图像质量分为Ⅰ级~Ⅲ级，Ⅰ级：腰骶丛神经各部分(包括神经根、神经节、节前神经、节后神经)完全清晰且边缘锐利；Ⅱ级：腰骶丛神经各部分边缘不够清晰，但结构尚可分辨；Ⅲ级：腰骶丛神经各部分显示不良，结构难以辨认[6]。(3)两种扫描序列的载噪比(CNR)、信噪比(SNR)。以L5神经节为兴趣对象，从原始图像中找出其显示的最大横截面，在神经结处、邻近神经根侧椎体边缘区、脑脊液区和背景区上分别选择一处感兴趣区(ROI)，ROI面积分别为：神经根1 mm2，椎体2 mm2，脑脊液2 mm2，背景噪声面积2 mm2，ROI位置、大小尽可能一致，测量三次取平均值作为最终结果。CNR=(SI神经根-SI椎体(脑脊液))/SD背景；SNR=SI椎体(脑脊液)/SD背景[7]。

1.4 统计学方法 应用SPSS20.0 统计软件分析数据。计量资料符合正态分布，以均数±标准差()表示，组间均数比较采用t检验；等级资料比较采用秩和检验。均以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种扫描序列显示的腰骶神经根、受压神经根的清晰度评分比较 3D-FIESTA 序列显示腰骶神经根、受压神经根上的清晰度评分均明显高于IDEAL序列，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。IDEAL 序列显示椎间盘图像清晰，而3D-FIESTA 序列重建图像能够清晰显示脊神经与椎间盘的空间位置关系，见图1、图2。

表2 两种扫描序列显示的腰骶神经根、受压神经根的清晰度评分(分，)

表2 两种扫描序列显示的腰骶神经根、受压神经根的清晰度评分(分，)

扫描序列3D-FIESTA序列IDEAL序列t值P值腰骶神经根4.64±0.76 4.01±0.53 7.448 4 0.001受压神经根4.51±0.64 3.89±0.51 8.299 3 0.001

图1 女，53岁，腰椎间盘突出症

图2 男，59岁，腰椎间盘突出症

2.2 两种扫描序列的图像质量分级情况比较 3DFIESTA序列的图像质量分级明显优于IDEAL序列，差异有统计学意义(Z=18.063 4，P=0.000 1<0.05)，见表3。

表3 两种扫描序列的图像质量分级比较[例(%)]

2.3 两种扫描序列的SNR、CNR比较 3D-FIESTA 序列的腰骶神经根-椎体SNR、腰骶神经根-椎体CNR明显低于IDEAL序列；腰骶神经根-脑脊液SNR、腰骶神经根-脑脊液CNR明显高于IDEAL 序列，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 两种扫描序列的SNR、CNR比较()

表4 两种扫描序列的SNR、CNR比较()

扫描序列3D-FIESTA序列IDEAL序列t值P值腰骶神经根-椎体SNR 51.46±6.46 117.25±18.03 37.629 5 0.001腰骶神经根-椎体CNR 36.09±5.71 73.26±9.86 35.736 0 0.001腰骶神经根-脑脊液SNR 269.18±28.48 216.26±20.43 16.539 6 0.001腰骶神经根-脑脊液CNR 284.23±21.77 103.57±14.79 75.194 7 0.001

3 讨论

腰骶神经的解剖结构较为复杂，走行迂曲，在不同椎间盘平面上具有不同的前突角度，较多的细小分支与周围组织边界并没有固定的解剖结构。另外，腰骶神经根周围包裹有大量的动静脉和淋巴组织结构，与周围的神经很难形成对比[5]。常规扫描获得的图像往往会受到周围组织较大干扰，硬脊膜下腔与神经根之间对比并不显著，难以清晰显示脊神经的细微结构和走行[8]。

本研究用于腰椎扫描的MRI 扫描序列包括矢状位T1WI、IDEAL序列和横断位T2WI。IDEAL序列对三点式DIXON 水脂分离技术进行了改进，克服了因磁场不均匀引起的抑制不彻底。借助后期处理技术，IDEAL序列能够一次性生成同相位、反相位、水像、脂像四种不同对比的图像结果[9]，结合矢状位T1WI、横断位T2WI，IDEAL 序列能够对脊柱各椎体、椎管、椎间盘病变作出诊断。相关报道显示，IDEAL序列对椎间盘退变的分级和诊断具有较高的应用价值[10]，但由于层厚和扫描采集模式的限制，常规扫描序列对脊神经的细微结构和走行难以清晰显示。3D-FIESTA 序列是Balance-SSFP 的改进序列，采用短TR、TE，并对空间的编码梯度进行平衡设计，减少了流动信号的失相位[11]，克服了以往因磁敏感效应产生的条纹状伪影。3D-FIESTA 序列能够产生较高的信噪比图像，在不使用对比剂的情况下也能够清晰显示脑脊液与神经根的对比关系，因此多应用于颅脑神经成像中[12]。

本研究应用3D-FIESTA 序列对腰椎间盘突出症患者腰骶神经根受压情况进行观察，结果发现，3D-FIESTA 序列能够清晰显示马尾神经的走行分布，较为直观地展现出椎间盘和脊神经之间的空间关系[13]，可清晰观察到神经根外侧脂肪间隙变窄或消失这一腰骶神经根受压的重要征象。与IDEAL 序列比较，3D-FIESTA序列在显示腰骶神经根、受压神经根上的清晰度评分均明显高于IDEAL序列，其图像质量也明显优于IDEAL序列。上述结果表明，3D-FIESTA序列在腰骶神经成像中对脊神经根的形态、大小、脊神经的走行及其与邻近椎间盘的关系均能够清晰显示[14]。

3D-FIESTA 序列的脑脊液表现为较强的高信号，神经根表现为低信号，二者能够形成鲜明的对比，神经根显示极为清晰。IDEAL 序列的神经高和脑脊液均表现为高信号，二者对比度较差，区分并不明显[15]，显示神经根的清晰度欠佳。因此，在本研究中，3D-FIESTA 序列的腰骶神经根-脑脊液SNR、腰骶神经根-脑脊液CNR 高于IDEAL 序列。另外，IDEAL 序列在椎管内外的神经根和神经节均表现为高信号，椎体则表现为低信号[16]，3D-FIESTA序列的腰骶神经根-椎体SNR、腰骶神经根-椎体CNR低于IDEAL序列。

综上所述，3D-FIESTA 序列具有较高的图像对比能力和细微解剖结构的显示能力，在显示脊神经的分支、走行及其与腰椎间盘的相对空间关系上效果较好，对于指导腰椎间盘突出症腰骶神经根受压程度的诊断和评估具有一定的临床意义和实用价值。