弥散张量成像及弥散张量纤维束在脊髓型颈椎病中的诊断价值

吴广忠，陈嘉江，许雪冬，吴 朋，郎晓燕，崔国庆，李艳捧

（1.河北北方学院附属第一医院影像中心，河北 张家口075000；2.河北省宣化县人民医院影像科，河北 宣化075100；3.河北省张家口市沙岭子医院放射科，河北 宣化075100）

颈椎病是临床上常见病、多发病，主要以椎间盘退变、椎体后缘骨赘形成、椎小关节增生及黄韧带肥厚等一系列病理改变，对脊髓、供应脊髓的血管形成压迫，周围静脉丛血液回流不畅，使脊髓缺血、水肿，从而导致脊髓不可逆损伤，其致残率及后遗症发生率较高。因此早期发现、早期诊断、早期治疗，对颈椎病预后十分重要。随着MRI磁共振成像技术的不断发展，弥散张量成像 （DTI）和弥散张量纤维束（DTT）在临床上广泛应用，是在DWI的基础上发展起来的新的成像技术，能准确地反映体内水分子的运动情况，并且能够直观、清晰地发现中枢神经系统病灶的病理生理变化及解剖结构改变，从而为临床诊断提供更多的信息[1－2]，本研究旨在评估DTI和DTT对颈椎病脊髓损伤的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2011－01—2013－08月河北北方学院附属第一医院收治的129例颈椎病患者，其中男76例，女53例；年龄13～82岁，平均年龄49.9岁；病程长短不一；均进行常规MRI检查和DTI检查。主要临床表现：以侧束及锥体束损害损伤为主，其早期症状表现为四肢乏力，行走、持物困难，严重者为上运动神经元瘫痪。129例患者均有不同程度神经体征，其中5例截瘫，引出病理反射35例。对照组为健康志愿者30例，其中男19例，女11例；年龄23～58岁，平均年龄40.4岁；各项生命体征均正常，常规MRI检查和DTI检查正常。

1.2 检查方法

1.2.1 进行MRI检查前详细询问体内是否存在金属异物，家属或病人同意后签署同意书。

1.2.2 应用德国SIEMENS公司avanto1.5T超导型MRI扫描机。常规MRI扫描：所有病例均行横断位（FSE）T1WI （TR 597ms，TE 11ms）、失状位 （FSE）T1WI （TR 543ms，TE 11ms）、T2WI（TR 2 800ms，TE 86ms），STIR T2WI（TR 3 300ms TE 121ms）FOV 220mm×220mm，层厚5.0mm，层间距1.5mm，矩阵320×192，FOV 220mm×220mm，层厚5.0mm，层间距1.5mm，矩阵288×192，NEX＝2。DWI（SE－EPI）序列参数：TR＝5 150ms，TE＝75ms，层间距1.5mm，矩阵160×160，NEX＝2；DTI序列扫面参数如下：采用单次激发平面回波序列 （SSFSE－EPI），进行颈部脊髓横断位扫描，扫描范围：上达颅底水平，下方包括T1椎体水平，TR＝12 000ms，TE＝80ms，b＝1 000，弥散敏感梯度方向数15个，FOV 220mm×220mm，层厚5.0mm，ROI＝25mm×32mm。

1.2.3 数据和图像后处理 将上述DTI图像传入SIEMENS工作站，经nero 3D软件进行后处理，构建患者的ADC图、FA图，重建白质纤维束图，分别记录ROI内，所测定ADC值、FA值，经对DTI原始数据ROI进行白质神经DTT成像。测量ADC值、FA值时正常组与颈椎病组必须在同一水平面进行比较。

1.3 统计学方法

采用SPSS 17.0软件进行数据统计学分析，计量资料用均数±标准差 （±s）表示，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 常规MRI图像显示结果

129例受检者总计643个椎间盘，645个椎体，1 290个椎小关节，1 290条黄韧带，其中突出椎间盘有498个 （77.4%）；膨出椎间盘有322（50.0%）；椎体后缘骨赘增生645个 （100%）；432个椎小关节；544条黄韧带肥厚。有112例 （43.3%）受检者中T2WI颈髓内见高信号。石璐等[3]按照受压程度将脊髓受压分为3度：硬膜囊轻度受压为Ⅰ度，本组157个 （24.4%）；脊髓受压为Ⅱ度，本组352个（54.6%）；脊髓明显受压且椎管前后径小于10mm为Ⅲ度，本组134个 （20.9%）。

2.2 DTI、DTT图像显示结果

获得121例患者DTI图，均存在显著异常信号，图像显示为正常蓝色的颈髓内出现小片状浅绿色异常信号 （86.6%）或绿色异常信号 （13.4%），测量结果显示颈椎病组的ADC值明显高于正常组、FA值明显低于正常组，其差异具有统计学意义 （P＜0.05）（表1）。在本组资料中，共成功重建出DTT图55例，得到符合诊断要求的白质纤维束完整的解剖结构和异常表现，其中正常组15例 （27.2%），颈椎病组40例 （72.8%）。在颈椎病组中，DTT可清晰、直观地观察到白质纤维束的异常表现，表现为受压32例（58.2%）、移位13例 （23.6%），伴或不伴纤维束的中断5例 （9%）。伴有纤维束中断患者在T2WI上表现为软化灶影，同时伴有椎管向心性狭窄。

表1 正常组和颈椎病组同一水平ADC值、FA值测量结果

3 讨 论

3.1 目前普遍认为脊髓型颈椎病发病机制是脊髓局部持续性受压，或相应动脉供血不足，使脊髓长时间血供不足，导致局部组织缺氧、缺血、水肿，最终造成脊髓灰、白质神经元细胞膜通透性增加、髓鞘脱失、神经元细胞变性、坏死等[4－5]。常规MRI能够较全面评估脊髓大体解剖结构和异常情况改变及周围结构的关系，如颈髓受压程度、脊髓信号的改变、周围骨质增生等，但常规MRI不能显示脊髓的微观解剖结构改变，难以对早期脊髓型颈椎病做出准确诊断。DTI成像技术能够早期、敏感地反映脊髓中水分子各向异性变化，是目前唯一能够在活体上显示脊髓细微解剖和病理变化的成像技术。

3.2 本组资料研究显示，颈椎病组ADC值明显高于正常组、FA值明显低于正常组，并且指出ADC值、FA值改变早于常规MRI，为脊髓型颈椎病的早期诊断，病变程度提供了诊断依据。结果显示ADC值＞0.10，FA值＜0.60时，提示脊髓存在异常改变，据推测可能是细胞外水增加，导致ADC值升高、FA值降低。由长城等[6]对3组病例资料进行测量显示，脊髓损伤越重，ADC值增高，FA值降低明显，并指出可早期、量化发现脊髓异常。脊髓型颈椎病在DTI图上表现为正常蓝色区域出现小片状浅绿色异常信号或绿色异常信号，说明DTI能够较早检出异常信号。DTT图能清晰、直观地显示白质纤维束细微解剖结构变化，在本组资料中，脊髓白质纤维表现为受压32例、移位13例，伴或不伴纤维束的中断5例。DTT图能够直观显示纤维束损伤情况。

3.3 DTI、DTT能在活体量化分析脊髓型颈椎病，但也存在一定局限性：①图像的信噪比要求高，EPI序列磁敏感伪影及运动伪影较明显，直接影响成像效果；②部分容积效应导致病变边缘病灶FA值降低，目前尚无有效方法处理这些问题。

综上所述，磁共振弥散张量成像不仅对早期颈髓损伤的敏感性较常规MRI高，同时有利于评估颈髓损伤的程度，是诊断脊髓型颈椎病的有效检查方法，可为临床诊断、治疗方案及效果评价提供有效的参考依据。

[1]于春水，李坤成.弥散张量成像纤维跟踪技术的研究进展[J].中国医学影像技术，2004，20（3）：477－479.

[2]于春水，李坤成，李永恩，等.人脑连合纤维的弥散张量纤维束成像[J].中国医学影像技术，2004，20（3）：378－380.

[3]石璐，戎倩雯，王夕富，等.颈椎病脊髓损伤 MRI弥散张量成像（DTI）的评价[J].上海医学影像，2010，19，（2），108－109.

[4]Larocca H.Cervical spondylotic myelopathy：natural history[J].Spine，1988，13（7）：854－855.

[5]Ito T，Oyanagi K，Takahashi H，et al.Cervical spondylotic myelopathy[J].Spine，1996，21（7）：827－833.

[6]由长城，朱凯，闫景龙，等.3.0T磁共振扩散张量成像技术对轻度脊髓型颈椎病的诊断价值[J].中国脊髓脊柱杂志，2011，21（10）：839－847.