原发性三叉神经痛：三叉神经微观结构与神经脑桥夹角的相关性

庞惠泽， 范国光

原发性三叉神经痛(primary trigeminal neuralgia，PTN)是三叉神经感觉支分布区域内剧烈短暂的发作性疼痛，常单侧发病[1]。神经血管压迫(neurovascular compression，NVC)是原发性三叉神经痛的主要病因。三维稳态采集快速成像(three dimensional-fast imaging employing steady state acquisition，3D-FIESTA)序列不仅可以确定责任血管，还可进行形态学测量[2-5]，许多研究发现PTN患者同时存在三叉神经长度较短、桥小脑角池面积减少和神经-脑桥夹角过小等形态学改变[6-8]。随着影像学技术的发展，利用扩散张量成像(DTI)技术观察三叉神经微观结构的变化逐渐成为研究热点，进一步研究发现PTN的病因是血管压迫导致的神经脱髓鞘改变[9-12]。然而，目前尚未有研究对神经-脑桥夹角与神经微观结构的变化进行相关性分析。本文通过分析神经-脑桥夹角与FA和ADC值以及临床变量与影像学参数之间的关系，旨在为术前PTN的影像诊断评估提供客观依据。

材料与方法

1.临床资料

选取2016年10月-2018年2月在本院经临床诊断为TN的患者25例，其中男13例、女12例；年龄42～75岁，平均(59.00±8.47)岁；病程1～5年，平均(3.40±1.63)年。均为单侧TN，左侧16例，右侧9例。术前采用视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)对PTN患者进行评分，患者组VAS评分为6.40±1.35。纳入标准：符合国际头痛协会制定的TN诊断标准[13]，MRI检查后接受了微血管减压手术(microvascular decompression，MVD)，术中证实存在不同程度的NVC。排除标准：患有其它颅脑疾病、既往有颅脑手术病史、继发性三叉神经痛以及其它可能影响中枢神经系统的疾病。

此外，同期纳入年龄、性别相匹配的25例健康志愿者，男12例，女13例，年龄40～70岁，平均(55.20±10.20)岁。纳入标准：既往无神经系统疾病及TN等相关症状，体内无金属异物。

实验前向所有研究对象告知实验目的及方法，并签署知情同意书。

2.MRI检查方法

使用GE Signa 3.0T磁共振扫描仪和8通道头颅正交线圈，扫描平面平行于三叉神经脑池段，扫描范围包含整个桥脑。神经形态像采用三维稳态采集快速成像(3D-FIESTA)序列，扫描参数：TR 5.1 ms，TE 1.9 ms，视野20 cm×17 cm，翻转角60°，矩阵320×288，层厚1.0 mm。微观结构像采用DTI序列，扫描参数：TR 7100 ms，TE 94 ms，视野20 cm×20 cm，矩阵160×160，层厚2.0 mm，b=1000 s/mm2，梯度场方向30个。

3.图像分析

将3D-FIESTA图像传输至AW4.6工作站后处理系统，采用多曲面重组等后处理方法来评估桥小脑角区的解剖结构。分别在冠状面、横轴面和矢状面图像上观察三叉神经与血管的关系，在放大图像上进行形态学参数的测量。由两位高年资影像科医师采用双盲法对图像进行后处理及分析，每一项参数均由两位观察者分别重复测量3次，取平均值。测量方法：选取横轴面图像上三叉神经显示最佳层面测量神经-脑桥夹角，即三叉神经内侧缘与脑桥前缘切线之间的夹角；测量脑池段三叉神经的长度，即三叉神经根进入区(root entry zone，REZ)至出脑池段的长度；测量桥小脑角池的横截面积，前缘为前正中线，后缘为小脑，包含了三叉神经REZ段(图1)。

DTI图像传至AW4.4工作站，采用functool后处理软件进行分析。采用勾画感兴趣区(regions of interest，ROI)的方法测量三叉神经的FA和ADC值，ROI的选取应尽量避开三叉神经周围的脑脊液，ROI面积尽量保持一致，大小为(20±7.5) mm2。将三叉神经自脑干发出处至出Meckel腔处的全长分为三等分，在连续层面上进行分段测量，取多层面测量的平均值作为最终测量结果，重复测量3次取平均值。

4.统计学分析

使用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。神经-脑桥夹角、FA及ADC值在各组间的比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA)中的post hoc检验。神经长度及桥小脑角池的横截面积在三组间的比较采用Kruskal-Wallis检验。不同责任血管类型之间神经-脑桥夹角的比较采用独立样本U检验。对神经-脑桥夹角与FA和ADC值、以及神经-脑桥夹角、FA和ADC值与VAS评分和病程的相关性采用Pearson相关分析法。以P<0.05为差异具有统计学意义。

图1 PTN患者横轴面FIESTA图像。a)测量三叉神经-脑桥夹角；b)测量三叉神经脑池段长度；c)测量桥小脑角池的横截面积。

结 果

1.形态学参数的比较

患侧三叉神经与脑桥的夹角为(39.11±5.76)°，显著小于健侧的(49.00±7.59)°及对照组的(45.20±5.76)°(图2)，三组间此夹角的差异有统计学意义(F=15.26，P<0.001)。患侧三叉神经脑池段的长度为(7.94±2.40) mm、桥小脑角池的横截面积为(180.24±77.92) mm2，略小于健侧的长度(8.33±2.42) mm及横截面积(193.88±64.76) mm2，但这2个指标在患者与健侧间的差异均无统计学意义(χ2分别为0.75和0.01，P>0.05)。

2.责任血管类型与神经-脑桥夹角的关系

手术后证实其中16例患者的责任血管为小脑上动脉(superior cerebellar artery,SCA)，在9例非小脑上动脉的责任血管中，4例为小脑前下动脉，1例为小脑后下动脉，3例为椎动脉，1例为小脑前下动脉合并小脑后下动脉。当责任血管为SCA时，患侧的神经-脑桥夹角为(36.69±4.90)°，小于非SCA组的(43.42±4.65)°，差异有统计学意义(U=156.5，P=0.002)。

3.FA及ADC值的比较

PTN组中，患侧的FA值(0.34±0.04)明显小于健侧(0.39±0.06)及对照组(0.39±0.02)，三组间FA值的差异具有统计学意义(F=9.78，P<0.001)；患侧的ADC值[(1.94±0.18)×10-9mm2/s]明显大于健侧[(1.71±0.25)×10-9mm2/s]及对照组[(1.66±0.17)×10-9mm2/s ]，三组间ADC值的差异具有统计学意义(F=13.53，P<0.001)。

4.相关性分析

相关性分析结果显示(图5～6)，神经-脑桥夹角与FA值呈正相关(r=0.56，P=0.000)，与ADC值呈负相关(r=-0.62，P=0.000)；VAS评分与FA值间呈负相关(r=-0.53，P=0.007)，而患侧神经-脑桥夹角、ADC值与VAS评分及三者与病程之间均无显著相关性(P>0.05)。

讨 论

TN是一种由多种机制导致的疼痛综合症。迂曲走行的血管接触或压迫三叉神经被认为是一种原发因素[14-15]。随着微创手术的发展，MVD已成为TN的主要治疗方法，同时也支持了NVC学说。目前，尚未有研究对PTN患者形态学参数与DTI参数进行相关性分析，以探究神经脑桥-夹角与神经微观结构之间可能存在的关系。本研究中的相关性分析结果显示，三叉神经-脑桥夹角与三叉神经的FA值呈显著正相关，与ADC呈显著负相关。

三叉神经起源于桥脑前外侧，走行于桥前池蛛网膜下腔中，三叉神经自脑桥发出后向前下外走行，于小脑幕游离缘下方进入Meckel腔，形成三叉神经节。有学者通过神经电生理发现三叉神经痛患者患侧神经根内呈现一种趋势，即内侧神经纤维集中分布，外侧虽可见神经纤维，但电生理上无电流传导[16]。同时，Rhoton等[17]发现三叉脑干角的差异会影响神经根内神经纤维分支的空间排布，他们认为三叉神经根纤维分布的差异及分支定位可能与三叉脑干角有关，然而他们并未说明三叉脑干角与TN之间的具体关系。进而有学者发现PTN患者患侧神经脑桥夹角明显减小，推测神经脑桥夹角会增加血管神经接触的概率，进而导致了TN症状的产生[6]。

PTN患者责任血管多为动脉，而SCA是三叉神经进入脑桥处时关系最密切的血管。SCA从基底动脉发出后，常会形成凸起的血管袢，接触甚至压迫神经根的内上方及背侧。此外，Sindou等[18]发现多数TN患者的NVC发生在神经根的内上方，这种分布也解释了TN的主要责任血管多为SCA这一现象。当神经-脑桥夹角过小时，神经根内侧与小脑上动脉血管袢之间的关系更密切，而神经内侧有功能的神经纤维集中分布，联合“短路学说”[19-20]，有功能的神经纤维之间发生“传导短路”，从而反复发生“扳机点”样疼痛症状，这也解释了我们的发现，即PTN组患侧神经-脑桥夹角明显减小。然而，有学者研究发现TN患者双侧神经-脑桥夹角的差异并无统计学意义[21]，造成这种差异的原因可能是纳入研究的患者责任血管构成比的差异，当责任血管中SCA比例较大时，神经-脑桥夹角对NVC的影响较大，则双侧神经-脑桥夹角的差异更倾向于具有统计学意义。 同时，相关性分析结果显示神经-脑桥夹角越小，神经根的微观结构变化越显著，结构动力学因素的改变继发了神经微观结构的异构，神经微观结构的异构诱发了神经病理改变，进而产生了临床症状。

图2 PTN组FA值与三叉神经-脑桥夹角的相关性分析散点图，显示两者呈正相关。 图3 PTN组ADC值与神经-脑桥夹角的相关性分析散点图，显示两者呈负相关。

图4 患者，男，57岁，左侧颌面部疼痛两年余。a)3D-FIESTA图像，显示三叉神经脑池段可见血管绕行(箭)；b)FA伪彩图显示双侧三叉神经；c)扩散张量纤维束成像图示左侧三叉神经纤维束较明显右侧细且稀疏。 图5 患者，男，59岁，左侧颌面部疼痛一年余。a)3D-FIESTA图像，显示左侧神经根出脑桥处有血管跨行(箭)；b)FA图显示双侧三叉神经；c)扩散张量纤维束成像图示左侧三叉神经纤维束较右侧细且稀疏。

Guclu等[22]测量桥小脑三角区的三叉神经中枢部、移行部及周围部的长度，发现三叉神经的长度和体积与TPN的 PTN的发病率存在相关性。然而我们并未发现患侧三叉神经脑池段的长度存在明显改变，这可能由于神经走行迂曲时，在横轴面图像上测量神经的长度不够准确。有些学者测量了TN患者桥小脑角池的横截面积，发现患侧桥小脑角池的面积明显减小[7,23]。在我们的研究中患侧桥小脑角池的横截面积略小于健侧及对照组，但差异无统计学意义。笔者认为其原因可能是由于本研究中样本量较小且中老年人存在脑萎缩等改变使得桥小脑角池面积相对较大。磁共振DTI可以反映神经纤维内水分子的微观运动。Leal等[24]发现TN患者患侧三叉神经的FA值明显减低，ADC值增加，并且减低的FA值和增加的ADC值呈负相关。我们的研究中也得出同样的结果。FA值反映了脑白质的完整性和方向性，PTN患者三叉神经的FA值减低是由于血管压迫而导致神经纤维脱髓鞘或轴索脱失。而ADC值反映的是组织中水分子的扩散情况，长期血管压迫，导致神经根慢性低灌注，细胞膜通透性增加，局部水分子扩散运动加快，使得ADC值增高。此外，本研究中发现三叉神经的FA值与患者临床症状VAS评分间呈负相关关系，这表明FA值可作为监测PTN患者临床症状严重程度的一项客观指标。

值得注意的是，我们发现有4例患者患侧非受压部位三叉神经的FA值也低于健侧，此4例患者NVC均发生在三叉神经根进入区(REZ)，其中3例患侧神经脑桥夹角小于健侧，且其夹角小于患侧的平均夹角值。三叉神经纤维分为靠近脑干端的中枢段与远端的周围段，神经轴突外被中枢髓鞘与周围髓鞘，两种髓鞘的性质及厚薄程度不同，中枢髓鞘对压迫刺激较敏感，易发生变性，周围髓鞘保护力较强，中枢段与周围段连接处为移行区(transition zone，TZ)，两种髓鞘类型均存在[25]。有实验证实与压迫有关的解剖学上的变异所引起的自发性异常神经冲动可传至邻近神经纤维[26-27]，而这种神经冲动可能也表现为神经微观的异构。随着年龄增加及压迫时间的延长，脱髓鞘首先发生在中枢段，随后可能会蔓延至相对薄弱的移行段，移行段逐步转变为中枢段，周围段则形成了新的移行段，逐步扩散发展。神经-脑桥夹角较小可能会使邻近血管压迫处的三叉神经发生慢性轻度变性，随着年龄的增加以及其它病理因素的产生，神经变性范围可能逐渐扩大，最终导致TN症状的产生。通过对三叉神经患者神经根微观结构的进一步研究，有学者发现可以利用多个扩散参数来预测TN患者的术后恢复情况，进而将神经根局灶性脱髓鞘改变作为一种监测预后的影像学标志物[28]。

然而，上述结论尚需要进一步的临床大样本研究，以及结合术前及术后的影像学变化，来进一步解释疾病的不同阶段神经髓鞘损伤的可逆程度，以期通过神经-脑桥夹角、FA及ADC值等影像学参数来预测术后患者的恢复情况。