神经根型颈椎病磁共振检查的技术研究进展

杨俊松综述，邓忠良审校（重庆医科大学附属第二医院骨科，重庆400010）

神经根型颈椎病磁共振检查的技术研究进展

杨俊松综述，邓忠良审校（重庆医科大学附属第二医院骨科，重庆400010）

颈椎；脊神经根；脊柱骨赘病；磁共振成像；综述

在颈椎病的各项分型中，神经根型颈椎病（cervical spondylotic radiculopathy，CSR）占50%～60%。对其诊断大多依据临床症状（颈肩、项背以及上肢的麻木、放射性疼痛）和影像学检查中椎间孔狭窄的情况进行诊断[1]。目前，不同医生对于磁共振成像（MRI）的了解程度不一，同时常规MRI对于颈椎神经根管的显露欠佳，都可以影响CSR的确诊；尤其是在那些椎间孔狭窄不明显的患者中，更容易造成临床上的误诊甚至漏诊。在临床工作中也发现，部分症状很重但磁共振检查提示阴性的CSR患者。因此针对CSR，由于其诊断和治疗的特殊性，做出准确的定位诊断越来越受到重视[2]。

MRI技术自Lauterbur于1973年首次提出以来逐渐发展，日趋成熟，已广泛应用于神经系统病变的检查。鉴于临床工作中发现部分CSR患者症状与磁共振检查结果不一致的这一情况，为进一步提高磁共振技术对CSR诊断的灵敏度及特异度，本文就近年来磁共振检查在CSR中的应用进展综述如下。

1 主要的磁共振形态成像技术

1.1 颈椎MRI平扫。中立矢状位-T1WI和T2WI及横断面-T2WI已成为CSR诊治中不可缺少的检查方法。矢状位成像可同时清晰地显示所有颈段椎间盘，有助于全面了解所有颈椎椎间盘病变；横断面成像可以直接显示神经根管内神经根的压迫，最终结合多方位、多层面成像，相互补充，极大地提高了诊断的阳性率。然而与脊髓压迫时的情况不同，即使在清晰的MRI上也很少能够准确地显示神经根受到压迫的情况[3]。同时MRI平扫也有其局限性：组织分辨率高但密度分辨率低（因此对于区分神经根管周围的韧带和骨质不是很理想，特别是钙化物可呈假阴性），运动伪影干扰，体内金属异物不宜检查，横断面呈像不如CT扫描图像均匀等。

1.2 颈椎MRI斜矢状位平扫。由于颈椎神经根管特殊的解剖特点：其不是在单一平面内走行的管道，而是与冠状面前后成角40°～45°与水平面向下成角10°～15°[4]。因此为了提高MRI平扫的灵敏度，Shim等[4]提出了与冠状面成角40°～45°的MRI平扫角度。因其尽可能地垂直于神经根管截面，可以更加充分地暴露神经根管的内容物，也能在同一层面上同时显示多个椎间孔。相对于常规的MRI平扫来说，极大地提高了诊断的准确度。但是这种检查方法增加了检查的时间，同时因神经根管并非只与冠状面成角，并且也与水平面成角，因此，前文所述的扫描方法并非完全垂直于神经根管，最佳平扫角度也需后续研究进一步确定。

1.3 在MRI平扫检查过程中，患者是处于静止的非负重状态下。由于只是颈椎的静态成像，因此无法真实地反映患者在正常生理负重下疼痛诱发时的状态，部分患者则可能得到阴性的检查结果。Yu等[5]在部分脊髓型颈椎病患者的MRI检查中发现，当患者处于过伸状态下，角度在10°以上时，随着运动幅度的增大，病变处T2WI的信号明显升高，因此可以提高该检查的敏感性。同时，为进一步模拟正常生理状态，可尝试在检查过程中给予患者外加的可量化的轴向压力负荷。

1.4 MRI脊髓成像（MR myelography，MRM）和颈、臂丛全身背景信号抑制弥散加权（diffusion wighted imaging with the background signal suppression，DWIBSS）MRI脊髓造影，其作为一种无创的影像检查手段，受呼吸、肠道蠕动和血管搏动的影响较小。相对于传统的脊髓造影来说，MRM和DWIBSS MRI脊髓造影的三维成像，覆盖范围广且可以任意角度旋转观察。同时，由于其成像的高对比性，可检测出常规造影不易发现的轻度椎间盘突出。虽然MRM在颈和上胸段脊髓、神经根和神经根梢的显影方面优于传统椎管造影，但是MRM并不能代替常规MRI，尤其是针对硬膜外病变。因为其虽然可显示硬膜囊的压迫和受压范围，但是对病变本身的显示不及常规MRI。

在DWIBSS图像中，除C4外，C5～T1神经干几乎均可显示，并可向上追踪到腋神经[6]。但其主要对于神经节的显示较理想，对节后段神经根显示次之，而对节前段神经根显示最差，同时不能显示椎管内神经根袖部分。分析原因可能是：（1）背景抑制效果欠佳，因为该技术的成像原理决定了其成像范围内的含水组织均呈高信号，如慢血流的小血管及淋巴结；（2）磁场强度、层厚和重建间隔等，也可能不同程度地影响着其空间分辨率；（3）颈圈的不匹配。

因此结合CSR的发病特点：主要发生在C5～8，C4和T1很少发生[7]。因此，DWIBSS结合MRM技术可全程显影走行的神经根，对于CSR的诊断有一定价值。

2 主要的磁共振功能成像技术

一般病变的早期都伴随着细胞功能的减退，随后才是组织形态学的改变。因此很多学者为了早期地诊断疾病，早期干预，提出了MRI的功能成像技术。因脊髓与大脑同属中枢神经系统，该技术主要借鉴了以往用来评价大脑功能的功能成像技术，用于脊髓病变的诊断。

2.1 弥散加权成像（diffusion weight imaging，DWI）主要利用检测活体组织内水分子的运动扩散能力，根据水分子扩散的受限程度来显示病变区域。辛越等[8]对26例临床及影像学证实为脊髓型颈椎病的患者以及22例非脊髓型颈椎病患者，进行了颈髓MRI和DWI，分析病变情况并测量其表观扩散系数（ADC）值，发现可以通过受压脊髓ADC值的改变更早地反映脊髓的内部变化，较常规的MRI平扫来说，能更早、更准确地显示脊髓受压的情况。但是由于脑脊液的流动、呼吸运动的伪影、局部骨结构造成的磁场分布不均以及相对较小的脊髓体积，使DWI很难应用于临床。同时由于缺乏DWI对于CSR的相关实验的研究，其在CSR诊断中的价值需后续相关实验来证实。

2.2 扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是在DWI技术的基础上，进一步改进和发展而成的一种新的MRI技术。利用多个不同方向的扩散敏感梯度，对水分子扩散的各向异性（水分子在沿神经纤维走行的方向扩散比与其垂直的方向更容易，即各向异性扩散）进行量化检测，分析病灶处信号的特点并测量其ADC值和部分各向异性（FA）值，目前已成功地应用于神经纤维束成像以及检测脊髓损伤及再生修复的复杂动态过程，具有极高的临床应用价值。

2.2.1 DTI的优势。DTI同DWI一样，较常规MRI来说，可早期而准确地诊断神经的急慢性损伤，并且可作为术前评估，病变随访以及预后判断的有效依据。Gao等[9]发现在脊髓病变的患者中神经纤维束及其FA值的改变较T2WI更敏感，同时与临床的症状有更好的相关性。Demir等[10]采用了多次激励的DTI序列对脊髓型颈椎病患者进行了初步研究，发现DTI较常规方法具有更大的敏感度，与电生理结果比较分析时，DTI敏感度达80%，明显高于T2WI（仅为61%）。Ellingson等[11]研究发现：（1）早期的脊髓压迫可导致局部ADC值的下降以及FA值的升高。相反，慢性的脊髓压迫在晚期才能发现ADC值的升高以及FA值的下降。（2）相对于无症状的患者来说，ADC值的升高和FA值的下降多见于有症状的脊髓受压患者。（3）就术后症状的缓解程度来说，术前FA值较高的患者较FA值较低的恢复较好。因此可将术前FA值作为手术患者纳入的一项指标。而术后ADC值的下降以及FA值的上升提示脊髓结构和功能的改善[12]，可作为随访的指标。

2.2.2 DTI应用前尚待解决的问题。DTI目前多用于脊髓型颈椎病的诊断，由于其对于神经束成像的优势，因此可考虑将其应用于CSR的诊断，参考Krzyzak等[13]的研究，在大规模应用之前必须解决好以下几点：（1）成像的困难性。颈髓细小，横断面直径仅为12 mm，相对于颈髓来说神经根管内的神经根更加细小。（2）需要克服脊髓周围脑脊液搏动所造成的伪影以及吞咽、呼吸动作等运动的干扰。（3）脊髓慢性损伤会继发神经组织萎缩而蛛网膜下腔则相对增宽，因此脑脊液动力学的改变对测量的影响更加显著。（4）扫描的低信噪比、部分容积效应以及周围磁场的不均匀性，都可造成显像不清。（5）目前对于病变的特性评价缺乏组织病理学的“金标准”。

2.3 弥散峰值成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）由于DTI成像的前提为水分子运动的高斯分布[14]。但是在生物体中，大多数情况下，水分子运动为非高斯运动。因此针对水分子运动非高斯分布这一情况，部分研究者提出了DKI技术。其是DTI技术的延伸，具有以下优点：（1）可以更好地根据神经纤维的弥散特性进行成像，显示正常或异常状态下的灰、白质[15]。（2）峰值指标较常规弥散指标来说受灰质周围脑脊液部分容积效应影响小[16]。另外DKI可提供DTI不能提供的信息，可以反映体素内交叉情况下的局部神经纤维的情况[17]。因此较DTI检查来说，DKI可大大提高检查的准确度。但目前针对DKI的研究都还处于初步的探索阶段且主要用于大脑的相关疾病，比如缺血性脑卒中、退变、注意力缺陷多动障碍等疾病。其对CSR诊断的价值尚在探索中。

3 其他磁共振功能成像技术

3.1 波谱成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）主要通过检测组织内各种代谢物的浓度来研究人体的病理生理改变。相关的生化标记物有：N-乙酰天冬氨酸（NAA）、乳酸、胆碱和肌酐。沈康平等[18]对急性颈髓损伤进行了MRS与MRI的对照研究，与正常组相比，损伤组的NAA峰明显降低，而在损伤组中，MRI异常信号组的NAA峰降低更明显。Holly等[19]发现，脊髓型颈椎病患者的NAA与肌酐的比值，患者组与健康对照组相比，有明显的下降。目前的研究主要集中于颈段脊髓，对CSR的诊断少见报道。采集时间过长和运动伪影是MRS在临床应用的一个限制性因素。

3.2 磁共振灌注是指应用一定的影像检查手段来检测活体的灌注过程，通过血流动力学及功能的变化以反映所有研究组织器官的功能，获取微循环的信息。在脊髓病变的患者中，因其局部神经组织的损伤，以及继发的缺血缺氧导致了病情的恶化。因此可通过灌注成像来观察局部微循环的变化，进而早期地诊断。目前主要的技术包括：动态磁敏感增强，动态增强扫描以及动脉自旋标记成像。Stroman[20]在研究中提到，将来以灌注成像为代表的磁共振功能成像方面的研究将主要针对局部受损神经元功能的量化评估。

3.3 Q空间成像技术是一种弥散成像的技术，用于提供微观结构形态大小的量化信息。其在部分动物体内实验中，已经被成功地用于评估脊髓创伤模型的损伤情况，近年来也在探索其对于部分脊髓型颈椎病患者的临床价值，对CSR的诊断也不失为一个尝试的方向[21]。

3.4 分子光谱定量成像技术作为近年来新兴的一项技术，目前仍处于探索阶段。主要的成像技术包括：化学交换饱和转移成像（CEST）、酰胺质子转移成像（APT）以及磁化转移成像（MTI）等[22]。目前为止，MTI应用相对较成熟，因其可量化地评价神经鞘膜的完整性，主要应用于神经内科相关疾病的诊断，比如多发性硬化以及肌萎缩性脊髓侧索硬化症[23-25]，而各项技术中CEST以及APT在脊髓病变中应用较少。因分子光谱定量成像技术的优势，对于CSR的诊断来说，也可能是以后发展的方向。同时可通过结合功能成像的定量特点以及形态成像的定位特性，提供更丰富全面的信息。但是这一技术也有其局限：（1）神经根相对较小，因此极易被周围具有不同磁化率的邻近组织所干扰。在MRS的图像中，脊髓的横断面仅仅略大于图像的最小体素，因而体素位置的偏移会导致信噪比的显著下降。从而加大了将这一技术应用到CSR诊断的难度。（2）运动伪影极易发生。（3）由于呼吸周期及心脏搏动导致的脊髓生理性上下运动，会对成像产生影响。可尝试通过心脏门控、特制线圈的改良以及部分混杂信号的消除，提高成像质量。

综上所述，在形态成像的各项技术中，MRI平扫的临床应用较广，结合斜矢状位及动态平扫可进一步提高其诊断价值。功能成像技术目前仍处于探索阶段，虽然其技术种类较多，但是各项实验结果缺乏大量本临床数据的支持。同时因神经根自身较小的体积，成像过程中易被运动干扰等因素，也在一定程度上制约了其临床的推广。但是因功能成像可更早地提示病变的发生，因此磁共振功能成像技术具有广阔的探索价值。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2014.12.021

A

1009-5519（2014）12-1809-03

2014-02-28）

重庆市卫生局医学科研项目（20111053）。

杨俊松（1988-），男，四川达州人，在读硕士研究生，主要从事脊柱微创治疗的研究；E-mail：215069125@qq.com。

邓忠良（E-mail：zhongliang.deng@yahoo.com）。