DTI在颈椎间盘突出症致臂丛神经受累中的应用

徐睿 康新国 何玺 曾宪春 刘昌杰

[摘要] 目的 探討DTI对颈椎间盘突出所致臂丛神经受累病变的应用价值。 方法 方便选择该院2015年10月—2017年12月间臂丛牵拉试验阳性，存在单侧颈椎间盘突出患者（病变组）及健康成人（健康组）各50例，分别行DTI扫描后测量病变组患侧、健侧以及对照组同病变组患侧的臂丛FA值和ADC值，并行臂丛DTT成像。比较两组资料中三者的FA值和ADC值。 结果 病变组患侧臂丛，健侧及对照组同病变侧平均FA值分别为（0.338±0.027）、（0.405±0.009）及（0.410±0.011），ADC值分别为（1.741±0.091）×10-3mm2/s、（1.297±0.095）×10-3mm2/s及（1.297±0.089）×10-3mm2/s。分别行成组t检验，差异有统计学意义（t=4.13，P<0.05；t=4.52，P<0.05）。通过进一步两两比较，健康对照组和病变组患者同侧对应的臂丛束的平均FA值和ADC值存在差异（P<0.05），病变组患侧臂丛的FA值显著低于健康对照组的，ADC值显著高于健康对照组；病变组患者健侧与患侧对应的臂丛束的平均FA值和ADC值存在差异（P<0.05），病变组患侧臂丛的FA值显著低于健侧，ADC值显著高于健侧；病变组患者健侧与健康对照组同侧臂丛的FA值和ADC值没有显著性变化（P>0.05）。结论 臂丛DTI成像，可以显示臂丛神经解剖形态及走行，并可通过量化分析，提供神经根病变的定量数据，更能反映出导致患者临床症状的臂丛神经情况。

[关键词] 磁共振成像；弥散张量成像；纤维束成像；臂丛神经

[中图分类号] R5 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2019）01（b）-0170-03

[Abstract] Objective To investigate the value of DTI in the diagnosis of brachial plexus involvement in cervical disc herniation. Methods From October 2015 to December 2017， the brachial plexus traction test was positive. There were 50 patients with unilateral cervical disc herniation （disease group） and healthy adults （healthy group）. The lesions were measured after DTI scan. The brachial plexus FA value and ADC value of the affected side， the healthy side and the control group were compared with the control group， and the brachial plexus DTT was imaged. The FA and ADC values of the three groups were compared. Results The mean FA values of the lateral brachial plexus， the healthy side and the control group were（0.338±0.027），（0.405±0.009） and（0.410±0.011）， respectively. The ADC values were （1.741±0.091）×10-3mm2/s and （1.297±0.095）×10-3 mm2/s and （1.297±0.089）×10-3 mm2/s. The t-test was performed in groups， and the difference was statistically significant （t=4.13， P<0.05； t=4.52， P<0.05）. By further comparison， the mean FA value and ADC value of the ipsilateral brachial plexus bundles in the healthy control group and the disease group were different （P<0.05）， and the FA value of the lateral brachial plexus in the lesion group was significantly lower than that of the healthy group. In the control group， the ADC value was significantly higher than that in the healthy control group； the mean FA value and ADC value of the brachial plexus bundle corresponding to the affected side and the affected side of the lesion group were different （P<0.05）， and the diseased group had the lateral brachial plexus. The FA value was significantly lower than that of the healthy side， and the ADC value was significantly higher than that of the healthy side. There was no significant change in the FA value and ADC value of the ipsilateral brachial plexus between the healthy side and the healthy control group （P>0.05）. Conclusion Brachial plexus DTI imaging can show the anatomy and movement of brachial plexus， and quantitative analysis can provide quantitative data of radiculopathy， which can better reflect the brachial plexus that leads to clinical symptoms.

[Key words] Magnetic resonance imaging； Diffusion tensor imaging； Fiber bundle imaging； Brachial plexus

颈椎间盘突出症（Cervical Disc Herniation，CDH）作为临床常见病，是导致颈肩部疼痛最常见的病因[1]。常规磁共振颈椎矢状位及轴位扫描仅能评估蛛网膜下腔、脊髓及神经根受压移位情况，难以显示臂丛的解剖形态及走行，更不能进行神经根定量分析。磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）神经纤维束示踪成像（diffusion tensor tractography，DTT）可提供外周神经细微结构的显示和定量分析[2]。该研究方便收集2015年10月—2017年12月间50例颈椎间盘突出致臂丛受损的患者，应用该技术来显示臂丛的走行形态及定量分析，探讨臂丛神经FA值及ADC值的变化，为诊断及疗效评估等提供有效的临床证据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

方便选择单侧颈肩部疼痛疑颈椎间盘突出患者50例，既往无脊髓创伤史，椎管占位史及手术史。其中男31例，女19例，最小年龄40，最大年龄65岁，平均年龄（50.1±2.6）岁。所有健康对照组都无腰痛或坐骨神经痛史、无外伤或手术史、无神经系统疾病及磁共振成像禁忌症，依照患者年龄和性别配对50位健康对照组（年龄35～56岁，平均年龄为（38.6±4.2）岁，其中男性28例，女性22例）。所有受试者均均签注知情同意书，经医院伦理委员会批准。

1.2 扫描序列和参数

采用 Siemens Area 1.5T 超导型 MR 成像仪进行MR 检查， DTI横轴位扫描，采用单次激发回波平面成像 （Echoplanar imaging，EPI） 技术，扩散敏感因子（b） 值为 800 s/mm2，TR 9 700 ms，TE 82 ms，层厚 3.0 mm，层间距为0，层数为50，矩阵128 × 128，FOV：280 mm× 280 mm，扩散敏感梯度方向为12，扫描时间为5 min 。检查过程中要求受试者保持静止。

1.3 图像后处理和分析

在Siemens专用图像后处理工作站进行，使用Neuro 3D软件，在b0图上，于臂丛束区，每个节段的3个连续层面上手动选取感兴趣区（region of interest，ROI），大小25～35 mm2，分别记录 ROI 的各项异性分数（ fraction-al anisotropy，FA） 值及表观扩散系数（apparent coefficient，ADC）值，共放置 3 次，3 次平均值为最终的 FA 值及ADC值。然后进行纤维束成像，采用设置ROI 的方法进行臂丛神经纤维束成像。

1.4 统计方法

采用 SPSS 16.0统计学软件对采集数据进行处理。统计结果均以均数±标准差（x±s）表示，采用配对样本t检验分析比较，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

病变组及对照组共20例患者均可满意的显示臂丛走行情况（见图1、图2、图3）。

2.2 对应神经根的FA值、ADC值比较

病变组与健康对照组FA值、PDC值比较均差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

病变组患侧、健侧以及对照组同病变组患侧的臂丛FA值和ADC值比较，分别行成组t检验，差异有统计学意义（t=4.13，P<0.05；t=4.52，P<0.05）。通过进一步两两比较，健康对照组和病变组患者同侧对应的臂丛束的平均FA值和ADC值存在差异（P<0.05），病变组患侧臂丛的FA值显著低于健康对照组的，ADC值显著高于健康对照组；病變组患者健侧与患侧对应的臂丛束的平均FA值和ADC值存在差异（t=6.65、5.35，P<0.05），病变组患侧臂丛的FA值显著低于健侧，ADC值显著高于健侧；病变组患者健侧与健康对照组同侧臂丛的FA值和ADC值没有显著性变化（t=11.43、15.22，P>0.05）。

3 讨论

颈椎间盘突出易压迫相应神经根造成臂丛受累，从而导致颈肩痛。绝大多数颈椎间盘突出症发生在C4～5 和C5～6之间，这是因为该处受应力和活动度最大和最多，也最容易受损。神经根受压后神经根屏障破坏、细胞水肿、缺血，导致华勒氏变性和神经内膜破裂，白介素和肿瘤坏死因子等引起前列腺素E2的增加导致疼痛发生，引起颈肩症状的主要原因是神经根的炎性反应与刺激[3]。DTI可量化评价神经根炎性反应，DTT是DTI应用的扩展，经后处理软件对神经纤维束成像[4]，其FA值及ADC值反映的病理生理过程是不同的，外周神经的 FA 值可能与轴突变性或再生有关，ADC值的变化可能是由于神经水肿和华勒氏变性所致[5]。

DTI可显示臂丛神经纤维束的形态、分布及与邻近结构的毗邻关系，并能获得神经纤维的扩散量化特征。目前正常臂丛神经根的FA值和ADC值报道[6-7]尚没有统一标准。Vargas等[6]测得臂丛神经根的平均 FA值为左侧（0.29±0.08）、右侧（0.29±0.05）。陈妙玲等[7]所测的臂丛神经根平均FA 值为左侧（0.44±0.05）、右侧（0.43±0.05）；平均ADC值分别左侧（1.17±0.19）×10-3 mm2/s、右侧（1.18±0.18）×10-3 mm2/s。该研究所测对照组臂丛神经束区平均 FA 值为左侧（0.41±0.08）、右侧（0.43±0.09），平均ADC值左侧为（1.25±0.16）×10-3mm2/s、右侧为（1.28±0.15）×10-3mm2/s。与陈妙玲等[7]所得结果类似，与Vargas等[6]所得结果差异较大，推测原因可能与扩散方向数目、机器设备、测量方法、图像噪声和部分容积效应等因素不同有关。该研究显示患侧臂丛神经束区FA值降低，ADC值增高，与陈娟[8]的结果相仿。因此在颈椎椎间盘突出症中，对臂丛神经的DTI成像，显示量化特征，为诊断及疗效评估等提供有效的临床证据。但本研究存在以下不足：样本数偏少，存在误差；未进行治疗后病变神经根的成像研究，需在后续研究中进一步探讨。

综上所述， DTI，DTT能清楚显示臂丛解剖形态及走行、并能量化分析，是常规MR诊断的有效补充，为研究神经根病变提供了精准的影像学信息，为临床诊断和评估疗效提供更准确的依据。

[参考文献]

[1] TZ Orkun，T Bahattin，K Orkun，et al.Diffusion tensor imag ing of cervical spinal cord： A quantitative diagnostic tool in cervical spondylotic myelopathy[J].Journal of Craniovertebral Junction & Spine，2016，7（1）：26-30.

[2] MB Jirjis，A Vedantam，MD Budde，et al.Severity of spinal cord injury influences diffusion tensor imaging of the brain[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging，2016，43（1）：63-74

[3] Manoel Jacobsen Teixeira； Matheus Gomes da S da Paz，et al.Neuropathic pain after brachial plexus avulsion - central and peripheral mechanisms[J].Bmc Neurology，2015，15（1）：1-9.

[4] L Chuanting，W Qingzheng，X Wenfeng，et al.3.0T MRI tract ography of lumbar nerve roots in disc herniation[J].Acta Radiologica，2014，5（8）：69-75.

[5] WQ Ding，XJ Zhou，JB Tang，et al.Three-dimensional displ ay of peripheral nerves in the wrist region based on MR diffusion tensor imaging and maximum intensity projection post-processing [J] European Journal of Radiology，2015，84（6）：1116-1127

[6] Vargas M I，Viallon M，Nguyen D，et al.Diffusion tensor im aging （DTI） and tractography of the brachial plexus：Feasibility and initial experience in neoplastic conditions [J] .Neuroradiology ， 2010，52（3）：237-245.

[7] 陳妙玲，李新春，陈镜聪，等.磁共振扩散张量成像定量分析正常臂丛神经[J].中国医学影像技术，2012，28（1）：77-81.

[8] 陈娟.MR神经成像与DTI技术在周围神经损伤与修复中的应用研究[D].南昌：南昌大学，2016.

（收稿日期：2018-10-16）