磁共振SWI技术在急性脊髓损伤中的应用及对神经功能的评价

张军伟，郝晓宁，杨晓慧，解国辉，谢鸿儒

近年来，随着车祸等交通事故的增加，急性脊髓损伤(acute spinal cord injury，ASCI)的发生率也随之增长,重者不能自理，对患者及其家属造成很大的生活负担，因此，对其进行及时、准确全面地诊断尤为重要[1-2]。磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)作为近年来逐渐发展起来的磁共振特殊序列，依据其原理可以清楚、客观、全面地显示出急性脊髓损伤的受损情况[3-4]。SWI根据人体组织间的磁敏感性不同，表现出高分辨率、三维、高信噪比，能够进一步增加组织间的对比度，尤其是对出血性病灶更敏感，可以发现病灶的微出血产物，对判断脊髓损伤的程度及临床治疗尤为重要[5]。现对磁共振SWI技术在ASCI中的应用及对神经功能的评价进行分析，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年9月—2020年9月山西省运城市中心医院脊柱外科诊治脊髓损伤患者80例，根据磁共振检查将80例患者分为研究组(急性脊髓损伤51例)、对照组(通过CT检查判断为非急性脊髓损伤29例)。研究组男26例，女25例，年龄22～55(34.75±8.08)岁；受伤原因：交通事故25例，高处跌落16例，坠物砸伤10例；临床表现：下肢截瘫10例，下肢麻木23例，排尿困难18例；ASCI 程度：轻度19例(损伤平面以下肌肉功能不完全，可扶拐行走)，中度17例(损伤平面以下仅某些肌肉有运动功能，有无用功能存在)，重度15例(损伤平面以下深浅感觉完全消失，仅存某些骶区感觉)。对照组男15例，女14例，年龄22～55(35.62±8.12)。受伤原因：由椎管狭窄而引起的脊髓损伤17例，脊柱结核引起的脊髓损伤12例。临床表现：患者受伤脊柱相应部位压痛12例，坐骨神经痛9例，颈部出现僵硬、麻木8例。2组患者性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准[审批号(2017)伦理第32号]，患者及其家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 病例选择标准[6](1)纳入标准：研究组患者均经临床特征、实验室检查确诊为急性脊髓损伤，符合急性脊髓损伤的诊断标准[7]；无恶性肿瘤等严重疾病；非二次转诊。(2)排除标准：合并急性感染病；免疫系统疾病或肝肾功能异常者；有血液系统疾病、精神病病史。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 磁共振SWI扫描参数：(1)SWI技术。应用德国西门子3.0T超导磁共振扫描仪(Siemens 公司)，采用量通道头颈联合线圈采集信号，对患者行矢状面、横断面扫描。矢状面T1WI ：轴位扫描，扫描层数20层，层厚5 mm，重复时间(repetition time，TR)/回波时间(echo time，TE)=700/10 ms，翻转角70°，视野230 mm×184 mm，体素大小0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，矩阵 448×358。扫描时间2分10秒 ；T2WI：扫描层数20层，层厚5 mm，重复时间6 000 ms，回波时间89 ms，翻转角 120°，视野 230 mm×184 mm，体素大小0.5 mm×0.5 mm×5.0 mm，矩阵(matrix) 448×358。TR/TE=3 000/107 ms，扫描时间2分10秒；STIR：TR/TE/翻转时间(inversion time，TI)=3 000/49/210 ms，均采用同样的中心进行扫描。横断面ME2D：TR/TE=470/17 ms，翻转角为30°，层厚3 mm，层间隔30%；SWI：TR/TE=35/14 ms。翻转角15°，层厚2 mm，层间隔1 mm，扫描层数均随病变范围而变化。通过机器自带的SWI软件自动生成磁据图、相位图、融合图和最小密度投影图。ME2D和SWI均采用同样中心扫描。(2)图像分析。全部数据输入Siemens公司提供的Syngo Acquisition工作站内，并应用Neuro3D软件对数据进行处理。校正形变及选定阈值后，每一个层面分别对脊髓病理组织进行分析，并测定FA值、ADC值、平行与颈椎的长径、前后径的本征值λ1、λ2值。

1.3.2 神经功能缺损程度评分：依照美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)[8]对脑卒中患者临床神经功能缺损程度进行评估。评分范围为0～42分，0～1分表示正常或近乎正常；1～4分表示轻度；5～15分表示轻中度；16～20分表示中重度；21～42分表示重度。记录患者第7、15、30、90 d临床神经功能缺损程度评分。

1.3.3 病情严重程度相关神经功能指标测定：(1)神经细胞因子，全部受试者次日晨抽取空腹肘静脉血5 ml，离心获取血清，采用酶联免疫法检测血清神经丝轻链(neurofilament light chain，NFL)、胱抑素C(cystatin C，CysC)水平，试剂盒由北京科美东雅生物技术有限公司提供。(2)神经功能，参照脊髓损伤神经学分类国际标准(2011年修订)[9]评估患者美国脊髓损伤协会感觉运动功能评分(ASIA感觉、运动评分) 。

2 结 果

2.1 2组磁共振SWI扫描参数比较 研究组FA参数低于对照组，ADC、λ1、λ2参数高于对照组 (P<0.01)。研究组重度ASCI患者FA参数低于轻中度ASCI患者，ADC、λ1、λ2参数高于轻中度ASCI患者(P均<0.05)，见表1。

表1 研究组及对照组磁共振SWI扫描参数比较

2.2 不同严重程度ASCI患者神经功能缺损程度评分比较 重度ASCI患者入院第7、15、30、90 d神经功能缺损程度评分高于轻中度ASCI患者，差异均有统计学意义(P<0.01)，见表2。

表2 不同程度ASCI患者神经功能缺损程度评分比较分)

2.3 病情严重程度相关神经功能比较 重度ASCI患者血清NFL、CysC水平高于轻中度ASCI 患者，ASIA感觉评分、ASIA运动评分低于轻中度患者，差异均有统计学意义(P<0.01)，见表3。

表3 不同程度ASCI患者神经功能相关指标比较

2.4 ROC曲线分析磁共振SWI对急性脊髓损伤的诊断价值 ROC曲线结果显示，FA、ADC、λ1、λ2诊断ASCI的AUC分别为0.923、0.662、0.763、0.653，4项联合的AUC为0.967，高于单项指标诊断(Z/P=2.353/0.001、2.465/0.031、2.386/<0.001、2.597/0.041)，见表4、图1。

表4 ROC曲线分析磁共振SWI对急性脊髓损伤的诊断价值

图1 磁共振SWI参数诊断急性脊髓损伤的ROC曲线

3 讨 论

随着现在社会节奏变快，交通事故、建筑事故及运动外伤导致的急性脊髓损伤发生率呈逐年增长的趋势。据统计，发达国家急性脊髓损伤发病率为(15～40)/100万人口，而我国北京地区2018年达到68/100万人口[10-11]，较20世纪80年代发病率上升了10倍。急性脊髓损伤是全世界专家均关注的医学难题，不仅危及生命，还会造成不同程度的瘫痪、大小便功能障碍，严重影响患者的生活质量和社会活动能力[12]。

SWI是利用人体不同组织在磁场中的敏感性不同而成像，它不同于常规T1WI、T2WI成像，其具有高信噪比、高分辨率，采用三维梯度回波成像,它首先产生的强度和相位图，经过适当滤波处理及融合，利用最小密度重建得到磁敏感图像[13]。SWI能够准确判断脊髓损伤平面及程度关系到患者的处理与预后，有研究发现，SWI检测颅内微出血较常规MR敏感，但目前，SWI在中枢神经系统疾病中的应用较常见，尤其在各种原因所造成的颅内出血性病变的诊断方面，而在脊髓出血性疾病中的应用较少[14-15]。有学者研究得出[16]，SWI可以作为筛选血管急性病变的理想手段，微出血是急性脊髓损伤常见的病理表现，SWI能检测出脑损伤的出血部位、出血灶的数目和大小[17]。SWI对血液的代谢产物、静脉血管、铁质沉积及空气和脂肪等具有很高的敏感度，尤其是对脱氧血红蛋白等顺磁性物质极其敏感[18-19]。近年来，SWI在脑肿瘤、脑血管病、脑外伤及神经并行疾病等中枢神经系统病变中有较高的临床应用价值，尤其是对检出微小出血灶非常敏感[20]。

血清神经丝轻链(NFL)大量表达于轴突生长中，在细胞运输中起着重要作用[21]。NFL也是唯一可以自我组装成功能性纤维的神经丝蛋白，NFL的异常表达可引起多种神经系统疾病的发生[22]。胱抑素C(CysC)是一种分子量低的碱性分泌蛋白，由有核细胞以恒定的速率产生。CysC及其降解产物可对中性粒细胞的迁移、吞噬和趋化作用产生影响，具有促进炎性反应的作用，并对脑神经元产生一定损伤[23]。本结果显示，急性脊髓损伤患者FA参数低于非急性脊髓损伤患者，ADC、λ1、λ2参数高于非急性脊髓损伤患者；重度急性脊髓损伤患者FA参数低于轻中度急性脊髓损伤患者，ADC、λ1、λ2参数高于轻中度急性脊髓损伤患者。究其原因可能是脊髓损伤越严重，细胞崩解破坏就越多，血管源性水肿则越严重，同时，因为纤维轴索损伤，患者机体脊髓长轴中的水分子扩散障碍会进一步降低，但其横向扩散能力会增加，所以急性脊髓损伤患者及重度患者λ1、λ2、ADC值升高，FA 值降低；而对于脊髓震荡与正常人本征值无明显差异，可能原因是脊髓震荡伤患者脊髓损伤较轻，水分子的轴向及垂直向的扩散能力改变相对较小所致。且重度急性脊髓损伤相关指标水平高于轻中度患者，提示磁共振SWI扫描参数扫描范围更广泛，可对患者进行全面扫描、图像分辨率高，多项参数联合对脊髓损伤患者诊断价值较高，成像速度快可以有效缩短诊断时间，有效提升诊断的准确度。

本结果显示，磁共振SWI扫描参数与急性脊髓损伤相关，可用于诊断此病，但目前临床中对磁共振SWI技术在急性脊髓损伤中的应用及研究较少，存在一定的局限性，本研究纳入样本量较少，在数据统计时可能存在一定的偏倚，因此仍需要进一步的深入研究。

综上所述，磁共振SWI技术可用于急性脊髓损伤的诊断，且与神经功能相关，可用于评估患者疾病情况，值得在临床上推广应用。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

张军伟、郝晓宁：设计研究方案，实施研究过程，论文撰写；杨晓慧：提出研究思路，分析试验数据，论文审核;解国辉、谢鸿儒：实施研究过程，资料搜集整理，论文修改