, 王钊, 张希军, 张伟中 北京北亚骨科医院 放射科, 北京 102445
2020-03-27 收稿, 2020-06-29 录用
*通讯作者: 赵胜祥
摘要: 本文比较了磁共振神经成像3D-T2-FFE序列与PROSET序列显示腰骶丛神经解剖形态的效果。选取70例怀疑腰骶椎病变患者行常规腰骶椎MRI扫描后再行3D-T2-FFE及PROSET序列扫描。将扫描结果在工作站进行三维最大强度投影（MIP）重建，比较两种方法对腰骶丛神经的显示情况，同时比较图像信噪比和对比噪声比。结果显示3D-T2-FFE序列和PROSET序列均能显示腰骶丛神经的走行及形态，但PROSET序列较3D-T2-FFE序列更清晰地显示腰骶神经神经根、神经节及节后神经纤维的解剖结构和细节，PROSET序列的图像信噪比和对比噪声比均高于3D-T2-FFE序列（P < 0.05）。PROSET的缺点是扫描时间比较长，约283 s，而3D-T2-FFE序列扫描速度快，约182 s，患者更容易耐受。在临床工作中结合患者的实际情况，合理选择扫描序列，结合常规MR序列，可以为腰骶丛神经病变的诊断提供更多依据。
关键词: 腰骶丛3D-T2-FFEPROSET序列磁共振成像三维
Comparison of 3D-T2-FFE Sequence and PROSET Sequence in the Display of Lumbosacral Plexus
ZHAO Shengxiang
, WANG Zhao, ZHANG Xijun, ZHANG Weizhong Department of Radiology. Beijing Beiya Orthopedics Hospital, Beijing 102445, P. R. China
*Corresponding author: ZHAO Shengxiang
Abstract: In this paper, we compared the ability of 3D-T2-FFE sequence and PROSET sequence of displaying the anatomical morphology of lumbosacral plexus. 70 patients with suspected lumbosacral disease were scanned by routine lumbosacral MRI followed by 3D-T2-FFE and PROSET sequence. The scanning results were reconstructed by three-dimensional MIP at the workstation. The display of Lumbosacral plexus nerve by the two methods was compared, and the image signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio were also compared. The results showed that both 3D-T2-FFE sequence and PROSET sequence could show the course and morphology of lumbosacral plexus nerve, but PROSET sequence could show the anatomical structure and details of lumbosacral nerve root, ganglion and postganglionic nerve fiber more clearly than 3D-T2-FFE sequence. The signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio of PROSET were higher than those of 3D-T2-FFE (P < 0.05). The disadvantage of 924 PROSET is that the scanning time is longer (about 283 s), while the 3D-T2-FFE sequence scan speed is much faster (about 182 s), which is easier for the patients to tolerate. In clinical work, reasonable selection of scanning sequence combined with conventional MR sequence can provide more evidence for the diagnosis of lumbosacral plexus neuropathy.
Key words: lumbosacral plexus3D-T2-FFEPROSET sequenceMRI3D
腰骶丛神经解剖复杂，腰骶部疾病经常累及相邻脊神经产生相应临床症状，导致下肢功能障碍，严重者甚至导致终身残疾。MR常规扫描不能完整清晰显示腰骶丛神经，如何将病灶与腰骶部脊神经的解剖结构关系在磁共振图像上清晰、直观显示出来，是目前研究的难点之一。因此国内外****不断探讨显示腰骶丛的影像学方法[1, 2]。近年来随着磁共振神经成像(magnetic resonance neurography，MRN)技术越来越成熟，已广泛应用于临床工作中。PROSET和3D-T2-FFE两种序列均能显示腰骶丛神经，但两者各具优缺点，对于两者的比较鲜有文献报道。本研究采用Pilips 3.0T超导型MRI仪对70例患者进行腰骶神经扫描，比较了两种扫描序列在临床中的应用价值。
1 材料与方法1.1 病例资料选取2019年2月~2020年2月因腰骶部病变来我院就诊的患者70例，其中男性42例、女性28例，平均年龄(37±9)岁。70例患者中, 椎间盘突出/膨出患者64例、骶管囊肿4例、腰骶椎外伤2例，所有受检者均签署知情同意书。
1.2 成像设备及方法采用Philips Ingenia 3.0T核磁共振仪，患者取仰卧位，头先进，先行腰骶椎MRI常规序列扫描，包括快速自旋回波(TSE)矢状面T1WI、T2WI及横断面T2WI，然后在常规序列矢状面上进行冠状位的扫描定位，3D-T2-FFE序列及PROSET序列矢状位定位层面中心位于腰3椎体后上缘，层面上下方向与腰椎纵轴保持一致，范围自椎体前缘到棘突的前1/3，覆盖椎间孔周围区域。扫描参数见表 1。
表1
 表 1 腰骶部MR扫描参数表
| 表 1 腰骶部MR扫描参数表 |
1.3 图像分析扫描完成后将所得3D-T2-FFE及PROSET原始图像输入Philips intelliSpace工作站，进行最大强度投影(MIP)和容积再现技术(VRT)，观察腰骶丛神经形态，同时计算图像信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)。在原始图像同一层面的神经根、椎体及背景上各取一兴趣区(ROI)，ROI平均面积约为3 mm2，显示ROI的平均信号强度值(SI)及标准差(SD)，然后计算SNR及CNR：SNR＝SI神经根/SD背景；CNR＝(SI神经根－SI椎体)/SD背景。
所有图像测量均由一人完成。由两位有经验的影像科医生在不了解成像参数及患者临床信息的情况下，在工作站上分别对以上两组序列的图像进行分析，采用三等级评分标准评价腰骶丛神经显示情况。
评价标准[3]：Ⅰ级，腰骶丛神经的各部分显示清晰，神经节及节前、节后部分边缘锐利；Ⅱ级，腰骶丛神经各部分边缘模糊或形态扭曲，但各部分结构可辨认；Ⅲ级，腰骶丛神经显示不良，难以辨认。
1.4 统计学分析使用SPSS 19.0软件包进行统计学处理，P＜0.05为有统计学意义。
2 结果70例中PROSET和3D-T2-FFE两种序列均可显示腰骶从神经的形态和走形，见图 1。但PROSET序列在显示腰骶神经神经根、神经节及节后神经纤维的解剖结构和细节方面明显优于3D-T2-FFE序列(P＜0.05)，详见表 2。且PROSET序列图像的信噪比(125.25±14.10)及对比噪声比(75.44±11.20)均显著高于3D-T2-FFE序列(信噪比为72.51±20.32，对比噪声比为53.45±16.50)(P＜0.05)。但是3D-T2-FFE序列扫描时间为182 s，明显短于PROSET序列扫描时间(283 s)。
图 1
 | 图 1 腰骶丛神经的3D-T2-FFE和PROSET两种序列对比图 图①~③为同一病人，图①为腰骶丛神经的3D-T2-FFE序列，图②、③为PROSET序列的MIP及VR图像，两种序列均可在同一层面显示多个腰骶丛神经，但3D-T2-FFE序列图信噪比较差，节后神经显示模糊(Ⅱ级)，PROSE序列MIP及VR图像均可清晰显示神经根、神经节及部分节后神经(Ⅰ级)。图④~⑥为同一病人，图④常规轴位T2WI显示椎间盘向后突出，图⑤、⑥分别为3D-T2-FFE 和PROSET序列的MIP，均能显示突出的椎间盘压迫左侧S1椎弓根，但PROSET序列细节显示更清晰 |
表2
表 2 3D-T2-FFE序列和PROSET序列显示腰骶丛神经例数及显示率[n(%)]
| 表 2 3D-T2-FFE序列和PROSET序列显示腰骶丛神经例数及显示率[n(%)] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 讨论传统X线椎管造影由于是有创检查，且软组织分辨率较低，现在临床已经很少应用，而CT对软组织分辨率不足，外周神经显示较差，上述方法均不能满足显微外科的临床需要[4]。传统常规MRI检查只能显示粗大的周围神经干的大体解剖形态，难以显示神经细微结构[5]，不能反映神经根受压后发生的炎症、水肿等病理改变，故在周围神经领域很少应用，因此近年来国内外****一直在不断探讨和研究周围神经的影像学形态显示方法。上世纪90年代初至今，经过不断研究和改进，MRN技术可以获得神经纤维束的高分辨力图像，使神经显示为高信号，较常规序列易于观察神经[6]。目前，MRN主要包括扩散加权法和重T2脂肪抑制法，不同厂家不同机型的序列名称不同[7]。近年来，将基于扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)的DWIBS序列和DTI序列应用于腰脊神经成像的研究比较多[8, 9]，但该序列对磁场不均匀敏感，易产生化学位移伪影[10]，对扫描设备及人员要求较高，临床不易推广。
本研究采用的3D-T2-FFE是刺激回波序列，去除了自由感应衰减(FID)，在自旋回波信号产生过程中产生刺激回波，利用读出梯度场切换采集回波信号，该回波对比权重主要是T2*，利用神经内膜内的低蛋白水分子与周围组织之间水分子T2值的差别，通过神经内膜中的水勾勒出周围神经结构[11]。它能直观地显示腰骶神经根的起源、路径及大小等信息，但图像信噪比和对比噪声比均比PROSET序列差，如表 2。其优点是扫描时间比较短，仅3 min左右。PROSET序列是利用水和脂肪中的质子在相同磁场条件下共振频率的不同，通过对水的选择性激发来达到抑制脂肪的目的，通常为121二项式90°脉冲，由22.5°、45°、22.5°分离脉冲组成，通过第2个脉冲选择性地向前或向后旋转磁化向量，可以有效抑制脂肪或水的信号[11]。PROSET技术参数的合理选择非常重要，如二项式脉冲11、121、1331脉冲序列的选择和翻转角的选择等都是技术关键，扫描时应根据患者腰骶神经受压情况适当调整参数。多数文献报道使用121脉冲序列，而本研究应用的选择性激励脉冲为1331二项式长脉冲序列(由11.25°、33.75°、33.75°、11.25°脉冲组成)，该脉冲操作更为复杂，成像技术要求较多，但图像对比度显著优于121脉冲序列[12]。本序列的腰骶丛显示情况如下：腰骶丛神经根显示为Ⅰ级的为56/70(80%)，腰骶丛神经节显示为Ⅰ级的为60/70(85.7%)，腰骶丛节后神经纤维显示为Ⅰ级的为46/70(65.7%)，均明显多于3D-T2-FFE序列。
腰椎间盘突出/膨出是脊柱外科的常见病和多发病，本研究选定的70例病人中椎间盘突出/膨出占64例。突出/膨出的椎间盘可压迫、刺激神经根或马尾神经等结构，使患者出现单侧或双侧下肢疼痛、麻木及运动障碍等症状，严重者可导致神经功能丧失、肢体瘫痪及大小便失禁等。目前临床上常用CT及MRI平扫，通过横断面和矢状面图像，一般都能够比较准确地做出诊断，但部分腰椎间盘突出/膨出患者临床症状与CT或MRI常规序列的影像表现不附，为医生带来困惑。近年来随着MRN技术逐渐成熟，已广泛应用于临床工作中。现已明确，多种MRN序列均能获得良好的腰骶脊神经成像，能突出显示硬膜囊内的脊髓、神经根、脊神经节及部分节后纤维，具有常规MRI序列无法比拟的优势[13, 14]。所以，当患者症状与常规MRI序列显示不符的时候或临床医生怀疑患者存在极外侧椎间盘突出时，笔者认为可行3D-T2-FFE序列或PROSET序列扫描。上述两个序列都能显示腰骶部神经根、神经节及部分节后神经纤维的解剖形态，可以了解相应部位脊神经病变、受压程度，术前了解脊神经根解剖变异、畸形。但两者显示程度不同，PROSET序列显示脊神经解剖结构细节方面优于3D-T2-FFE序列。而3D-T2-FFE序列的扫描时间比较短，部分椎间盘突出/膨出患者症状较重，不能长时间保持平卧不动，此时如果选用扫描时间较长的PROSET序列，有可能会出现运动伪影，不能得到有价值的周围神经影像，选用扫描速度较快的3D-T2-FFE序列，原始图像结合重建后的MIP、VR后处理等亦能为临床医生提供有价值的影像信息。
总之，3D-T2-FFE及PROSET序列神经成像术均操作简单、技术稳定，能直观显示脊神经的走行。充分掌握两者的技术原理，临床工作中合理选择，结合常规矢状位、横断位MR图像，对显示腰骶丛神经具有独特优势。不足之处为本组研究中患者样本量较少，病种间样本量差异大，需要在将来研究中增大腰骶部各种脊神经疾病样本量，以进一步验证两种序列对不同疾病的显示优缺点。
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