高分辨3.0 T MRI多序列联合扫描显示腰神经的应用研究

那曼丽，李海波，吕喆，张滨，李梦参，耿冀

北京大学首钢医院 医学影像科，北京 100041

引言

近年来随着MRI设备及成像技术的快速发展，在腰骶神经成像的应用也日益增多[1]，但多是通过一个特殊序列对椎管外神经根的形态进行观察，对椎管内神经的形态较少提及。笔者在日常工作中发现，椎管内神经和椎管外神经使用同一个序列进行观察不满意。本文应用3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列，经过多平面（Multiple Planar Reconstruction，MPR） 及 多 曲 面 重 组（Curved Planar Reformation，CPR）分别显示椎管内神经及椎管外神经形态效果满意。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年3月至2017年2月，健康志愿者15人，男性5人，女性10人，平均年龄（30.53±8.01）岁。志愿者均签订磁共振扫描知情同意书，均无MRI检查禁忌症。

1.2 扫描参数

使用GE 3.0 ND CTL456线圈，受检者仰卧位，头先进，嘱受检者平静呼吸。所有受检者先行常规腰骶椎扫描（T1WI和T2WI矢状位及T2WI椎间盘层面横断位），及3D-FIESTA序列、3D-T2*FGRE序列斜冠状位扫描。常规扫描参数：T1WI：TR 567 ms，TE 12.3 ms，FOV 28 mm，矩阵320×256，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，带宽50，扫描时间2.45 min。T2WI：TR 2800 ms，TE 125.7 ms，FOV 28 mm，矩阵256×256，层厚4.0 mm，层间距1.0 mm，带宽41.67，扫描时间1.24 min。3D-FIESTA序列扫描参数：TR 4 ms，TE 1.7 ms，FOV 32 mm，矩阵288×256，层厚1.0 mm，层间距0 mm，带宽125，扫描时间5.20 min。3D-T2*FGRE序列扫描参数：TR 18.4 ms，TE 5.9 ms，FOV 32 mm，矩阵320×256，层厚1.6 mm，层间距0 mm，带宽15.63，扫描时间6.04 min（表1）。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列矢状位定位像以腰3椎体为中心，上下范围包含腰2椎体上缘至骶1椎体下缘，前后范围包括椎体前缘至棘突中部，方向与腰椎纵轴方向一致，预饱和带位于椎体前方。

1.3 图像处理

由同一名医师在工作站中进行沿神经走行方向进行多平面重组及多曲面重组，再由两名高年资神经组主治医师独立阅片，按显示满意、显示不满意行进评价，显示满意指神经走行清楚、边界清晰。

2 统计学分析

所有数据运用Epidate建立数据库。本次统计分析以SAS 9.2软件进行。采用单样本K-S检验进行正态性分析。3D-FIESTA对不同节段椎管内段神经根显示满意率比较采用多重样本率的卡方检验；3D-FIESTA与3D-T2*FGRE序列对椎管内外脊神经满意度比较采用四格表资料的卡方检验，P小于0.05表示差异有统计学意义。

3 结果

使用3D-FIESTA序列对15位志愿者进行双侧腰骶神经重建，共计120根神经，包括双侧腰2神经30根，双侧腰3神经30根，双侧腰4神经30根，双侧腰5神经30根。腰2 神经椎管内显示满意率为30.0%（9/30），腰3神经椎管内显示满意率为76.67%（23/30）、腰4神经椎管内显示满意率为90.0%（27/30），腰5神经椎管内显示满意率为86.67%（26/30）。腰骶神经在3D-FIESTA序列中为连续的、低信号线样影，边界清楚，硬膜囊呈高信号（图1）。

图1 3D-FIESTA序列重建双侧腰骶神经影像

使用3D-T2*FGRE序列对15位志愿者进行双侧腰骶神经重建，共计120根神经（包括双侧腰2神经30根，双侧腰3神经30根，双侧腰4神经30根，双侧腰5神经30根）显示效果满意。除3根腰2神经、2根骶1神经受卷边伪影影响外，余115根神经就能清晰显示。腰骶神经在3D-T2*FGRE序列中为连续的、高信号条索影，边界清楚，稍高于椎间盘信号（图2）。

图2 3D-T2*FGRE序列重建双侧腰骶神经影像

表1 常规序列、3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列扫描参数

3D-FIESTA序列对不同节段椎管内段神经根显示满意率比较发现，3D-FIESTA序列对L2椎管内段神经根满意度较其他节段差，其他节段两两间满意率比较无统计学差异（表2）。3D-FIESTA与3D-T2*FGRE序列对椎管内外脊神经满意度比较发现，3D-FIESTA序列对椎管内段神经根显示较3D-T2*FGRE序列好；而对于椎管外段神经根显示，3D-T2*FGRE序列较3D-FIESTA序列有高的满意度（表3）。

表2 3D-FIESTA对不同节段椎管内段神经根显示满意度比较（n）

表3 3D-FIESTA与3D-T2*FGRE序列对椎管内外脊神经满意度 比较（n）

4 讨论

腰腿疼痛是一种临床常见病，并且随着我国人口老龄化及人们生活习惯的改变发病率日益增高，其中腰椎间盘突出压迫腰骶神经是引起临床症状的一个主要原因[2]。MRI因为其优秀的软组织分辨力被认为是腰椎间盘突出检查的首选[3]，但也有文献报道MRI观察到的椎间盘突出情况与临床症状不符[4]。如何直观、准确的观察到神经情况是目前研究的热点，随着今年来MRI技术的不断发展，多种新的技术在不断的运用到这方面研究。如Byun等[5]对24例极外侧腰椎间盘突出症患者行常规MR和PROSET扫描；孙莉华等[6]使用IDEAL序列观察40例腰椎间盘突出患者的腰椎受压情况；Eguchi等[7]使用DTI检查观察8例腰椎间孔狭窄患者的神经纤维束情况。这些研究显示出MRI检查在腰骶神经显示中的优势，但他们多集中讨论一种扫描方法对腰骶神经的显示。笔者在日常工作中发现，椎管内、外的神经根因周围组织不同，不同序列会对组织间对比产生不同的影响，单一序列很难将腰神经从椎管内到椎管外同时清晰、连续显示。本文在3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列无间隔扫描的基础上，进行MPR及CPR重组，分别观察椎管内神经及椎管外神经走行。

3D-FIESTA序列的应用：3D-FIESTA序列是磁共振神经成像技术的一种，它是改进稳态采集技术，其纵向磁化矢量和横向磁化矢量都达到稳态的GRE序列[8]。因其能产生较高的信噪比图像，多应用在脑神经成像中[9-10]。本文将其用来观察椎管内的腰骶神经同样得到满意效果，在3D-FIESTA序列中椎管内脑脊液呈高信号，脊神经呈线样低信号，在脑脊液的衬托下显示清晰。但是由于脊髓在腰1～2椎体水平分出马尾神经，在这段水平脊神经分支较多，分布密集，不易每根都进行重建，而从影响观察。这也是本组数据中腰2神经椎管内段显示欠满意（显示满意率为30.0%）的重要原因。3D-FIESTA序列中椎管外神经呈低信号，而周围骨质也呈低信号，当神经走行至骨骼旁时，不易分辨。

3D-T2*FGRE序列又称3D-MERGE序列，是一种多回波合并的GRE序列。3D的激励与采集方式都是诊断整个采集块的，将整个采集块内的整体进行多次编码并平均，从而得到准确的图像信息，提高信噪比，缩短采集时间，提高空间分辨率并减少磁敏感伪影[11-12]。本组数据中腰神经在该序列中为连续的、高信号条索影，边界清楚，椎间盘呈稍高信号，相邻椎体呈低信号，组织对比良好。通过MPR及CPR重组可以清晰显示神经与椎间盘之间的关系。本组数据显示3D-T2*FGRE序列对15位志愿者的共计115根脊神经椎管外走行显示满意。但在该序列中因神经根与脑脊液均呈高信号，无法分辨在椎管内神经。

后处理技术的应用：MPR及CPR重组是简单的、成熟的后处理技术，因其成像迅速、图像直观等优势广泛的应用在CT扫描的各种检查中，并在观察周围神经中取得一定成果[13-16]，但CT的放射剂量问题一直无法得到很好的解决。以往由于MRI多为间隔扫描，重组图像分辨率不足，MPR及CPR重组技术很少应用。但近年来随着核磁3D技术的发展及无间隔扫描的应用，重组技术已越来越多的应用到核磁图像中来。3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三维容积采集，图像更容易进行后处理。它们可以沿椎管内、外的脊神经三维走行方向进行重组，使其在二维平面图像中显示出神经连续的形态，更好的观察脊神经与周围组织间的关系。

综上所述，3D-FIESTA序列及3D-T2*FGRE序列都是高分辨率的三维容积采集，都有较高的软组织分辨率及信噪比，均能有效的缩短扫描时间，可以在扫描范围内较好的观察椎管内、外的脊神经。但它们的侧重点又不相同，3D-FIESTA序列中椎管内脊神经呈低信号，在脑脊液的高信号中对比明显。而3D-T2*FGRE序列中椎管外脊神经呈高信号，相邻椎间盘呈稍低信号，椎体呈低信号，对比明显。联合应用这两种序列并结合MPR及CPR重组技术，可以为临床提供直观、准确的脊神经情况。

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