磁共振STIR-FLAIR序列对视神经炎的诊断价值初探

许庆刚，刘云福*，代飞飞，牛延涛，鲜军舫

（1.首都医科大学附属北京同仁医院放射科，北京 100730；2.首都医科大学附属北京同仁医院神经内科，北京 100730）

视神经炎（optic neuritis，ON）泛指累及视神经的各种炎性病变，是中青年人最易罹患的致盲性视神经疾病。ON 通常可以引起突发的单眼视力下降，同时伴有眼痛或眼球转动疼痛[1]。本病为自限性疾病，通常在发病后几周内视力有所恢复[1]，但随后视力改善进展缓慢[2]，甚至部分患者会出现长期的视力障碍。临床上患者出现ON 症状，同时辅以视觉诱发电位（visual-evoked potentials，VEP）异常表现，基本可以明确ON 的诊断。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）有助于提高ON 诊断的敏感性并可判断患侧视神经受累部位及范围，便于判断预后[3]。

眼眶内视神经周围的脂肪组织可影响观察ON 内高信号的判断，同时也可产生化学位移伪影，因此脂肪抑制序列对于诊断ON 非常重要[4]。冠状面短时间反转恢复序列（short time inversion recovery，STIR）能提高T2WI内高信号的显示率，ON 的诊断效能亦得到提高。然而STIR 序列为重T2加权成像，颅内及视神经周围脑脊液的高信号显得尤为突出，同时视神经断面本身较小，因此部分容积效应所产生的伪影严重地影响了视神经病变的观察。液体衰减反转恢复序列（fluid-attenuated inversion recovery，FLAIR）可抑制脑脊液的高信号，临床上辅以较长回波时间，增加T2 权重，最终可获得高分辨的MRI图像[5]。本文旨在探讨联合应用STIR-FLAIR序列对ON的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2020年7月～2021年1月在我院神经内科及神经眼科确诊为ON 的28例患者的影像学资料，其中男9 例、女19 例；年龄14～66 岁，平均39.6±11.8 岁；随访时间10～12 个月。10 例健康志愿者，男4 例、女6 例；年龄32～52 岁，平均39.4±5.7岁。ON 诊断标准参考视神经炎诊断和治疗专家共识（2014年）[6]，神经眼科检查VEP、视野和眼底均在患者行MRI 检查前2～4 周内完成。ON 患者入组标准：（1）急性视力下降，伴或不伴有眼痛；（2）视神经损害相关性视野异常；（3）VEP 异常；（4）除外感染性视神经炎或自身免疫性视神经病；（5）除外视交叉及交叉后的视路和视中枢病变；（6）除外其他眼眶疾病；（7）除外非器质性视力下降。

1.2 检查方法

所有受试者均采用飞利浦3.0T 磁共振扫描仪（Ingenia，荷兰）扫描。扫描序列及参数：（1）横断面快速自旋回波（TSE）序列，T1WI（TR 400～600ms，TE 9～20ms），T2WI（TR 2000～4000ms，TE 80～120ms），回波链长11～27，激励2～4 次，矩阵228×216，视野20cm×20cm，层厚2～3mm，层间距0～0.5mm；（2）冠状面增强T1WI，TR 606.11ms，TE 7～8ms，矩阵224×241，视野20cm×20cm，层厚3mm，层间距0～0.5mm，对比剂使用马根维显（0.1mmol/kg，德国拜耳），注射流率2.0ml/s；（3）STIR及STIR-FLAIR序列，详见表1。

表1 STIR及STIR-FLAIR 序列成像参数

1.3 图像处理及分析方法

将源图像传至工作站（Philips IntelliSpace Portal），选择视神经病变最大层面，将圆形感兴趣区（region of interest，ROI）置于病变中心。为减少部分容积效应的影响，须将图像放大，将圆形ROI 放置视神经中心，避开视神经周围脑脊液信号的干扰（图1）。2 名有经验的放射科医师进行阅片评价。冠状面视神经内异常的高信号（与脑白质比较）视为有效病变，而视神经鞘的异常环形信号不作为有效病变。视神经病变范围为扫描序列图像的层厚及层间距之和。为了便于比较，将视神经病变与额叶脑白质的比值来计算不同序列间的差别。公式如下：Sn=So/Sw，So为视神经病变的信号强度，Sw 为正常额叶脑白质的信号强度[6，7]。同时，采用对比噪声比（contrast-to-noise ratio，CNR）来评价序列图像质量差异，分别计算：（1）ON 病变的信号强度/同侧眼眶眶内脂肪信号强度（1 或7 点钟方向）（SON/SIfat）；（2）ON 病变的信号强度/对侧视神经信号强度（SON/SCON）[7，8]。视神经病变部位则按解剖分段进行定位：眶内段、管内段及颅内段（包括视交叉）。

图1 ROI 正常视神经冠状面STIR 放大图，示测量视神经信号强度ROI 放置位置，注意ROI 放置视神经中心，避开视神经周围脑脊液信号的干扰。

1.4 统计学方法

应用SPSS24.0 进行统计学分析。诊断一致性检验采用Kappa 检验，视神经病变相对信号强度及STIR、STIR-FLAIR 序列CNR 比值采用配对t检验。受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）用于2 个序列对ON 诊断效能的比较，DeLong 检验用于2 个方法曲线下面积（area under the curve，AUC）的比较。

2 结果

本研究入组28例ON患者，其中6例双眼受累，22例单眼受累。所有患者均为急性起病，视神经形态正常或略增粗（图2），视觉诱发电位符合视神经炎表现。而受视神经周围鞘内脑脊液的影响，STIR序列很难评价视神经形态及信号的改变。

图2 视神经炎冠状面MR图像

STIR 及STIR-FLAIR 序列显示视神经内的有效病变（高信号）一致性良好（κSTIR=0.80，κSTIR-FLAIR=0.86）。STIR 序列显示病变27 例，STIR-FLAIR 序列显示病变28例，具体受累部位见表2。视神经受累范围约3～30mm（层厚3mm+层间距0mm），STIRFLAIR 序列显示ON 受累范围比STIR 序列显著增大，差异有统计学意义（15.9±8.7mm 和12.7±7.9mm，P＜0.05）。Sn 值、SON/SIfat及SON/SCON，STIR-FLAIR 序列均与STIR 序列的差异有统计学意义（t=0.00035、0.0063、0.0249，P＜0.05）。

表2 STIR及STIR-FLAIR 序列显示ON病变部位（n）

ON 的MR 表现为视神经节段性高信号，STIR-FLAIR 序列具有较好的图像对比、较高的CNR 及病变范围检测率（图3）。图4 示，STIRFLAIR 序列显著高于STIR 序列，差异有统计学意义（AUCSTIR-FLAIR=0.982，AUCSTIR=0.884，Z=5.015，P＜0.05），提示该序列在临床诊疗中具有较高的应用价值。

图3 视神经炎冠状面MR图像

图4 STIR和STIR-FLAIR 序列ROC曲线

3 讨论

ON 的MR 表现为视神经节段性高信号，急性期患者还可出现视神经肿胀及增强T1WI 不同程度的强化[9，10]。本研究是基于STIR 及STIRFLAIR 序列来评价ON 患者视神经的异常改变。脂肪抑制技术在ON 的诊断方面具有广泛应用[4，11]。STIR 序列是一个短时反转恢复序列，该技术的最大优势在于针对水和脂肪的T1差异，而非进动频率差异，场强依赖性低，且不依赖于磁场的均匀性。STIR 序列可通过延长TE 时间而使图像对比效果更佳，更有利于ON 诊断的敏感性。但是STIR 序列其实是一个时间选择序列，在对比增强扫描时对比剂缩短病变T1 的时间和脂肪相同时，其强化部分会被抑制掉，影响病变的观察；除此之外，视神经周围鞘内脑脊液所产生的高信号不仅影响对脑脊液-视神经交界面的观察，还削弱了STIR 序列的T2 权重[12]。再加上STIR 序列的信噪比较低，以上诸多因素都会影响对ON 的观察。

FLAIR 属于反转恢复序列，主要采用180°-90°-180°脉冲组合，其具有抑制在T2WI表现为高信号的脑脊液的作用，可以避免脑脊液产生的部分容积效应及流动伪影的干扰，使脑表面及视神经周围蛛网膜下腔内的视神经等部位病灶能清晰显示；而且FLAIR 序列使用较常规T2WI 更长的TE 值，因而病变与周围背景组织的对比更加显著。目前，FLAIR 增强检查已开始应用于临床，这弥补了传统T2WI 不能使用钆剂进行增强扫描的缺陷[13]。其优势为可消除脑表面血管影的干扰及对细小病灶的检出率高，对ON 的诊断价值有待进一步研究。

本研究联合使用了STIR-FLAIR 序列同时抑制脂肪和水，使得视神经病变的显示更加敏感。该序列使用更长TR 值，增加了T2 权重，更能清晰地显示视神经病变与非病变区域的界限。与既往研究一致，本研究发现，与传统STIR 序列比较，STIR-FLAIR 序列对ON 诊断具有更高的准确性，提示STIR-FLAIR 序列对ON 的识别及受累范围的判定均具有较高的临床应用价值[14]。除此之外，颅内及眼眶内肿瘤，尤其是眶尖区的小肿瘤，亦可引起视神经信号增高，此为继发性改变，临床工作中需要排除这种情况。冠状面STIR-FLAIR在显示视神经颅内段时会出现脑脊液流动相关的异常高信号影，这种脑脊液流入层面现象会影响对病变的观察，而3D FLAIR 扫描可解决此类问题[15]。3D FLAIR序列具有高分辨空间各向同性，可进行全脑（包括眼眶）扫描，其信号-噪声比高，对薄层扫描细微结构（如视神经颅内段）的显示具有一定优势[12]。具体表现在延长FLAIR 回波链的采集时间、缩短回波间隔、TR 减少、优化数据采集。其次，基于自加速平行算法，使用较少回波数获得高分辨图像。最后，通过适当调整翻转角，延长FLAIR 技术通过限制驰豫恢复时间，从而使STIR-FLAIR 的长回波链效应得以显现。随诊功能磁共振的深入研究，可以从多参数、多方面、多角度显示病灶内部的细微结构，为视神经炎诊断和治疗提供更多信息[16]。

本研究表明联合应用STIR-FLAIR 序列具有良好的信噪比，增加了T2 权重，且可同时抑制脂肪和水，更有助于ON的诊断及治疗效果随访。