磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 临 床 研 究 Clinical Articles 脊 髓 型 颈 椎 病 (cervical spondylotic myelopathy, CSM)

临 床 研 究 Clinical Articles 磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 磁 共 振 扩 散 张 量 成 像 对 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 慢 性 损 伤 的 评 价 武 乐 斌 *, 朱 向 玉, 王 光 彬, 林 祥 涛, 王 涛 基 金 项 目 : 本 研 究 为 山 东 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (Y2006C97) 山 东 省 医 药 卫 生 科 技 发 展 项 目 (2009QZ027) 作 者 单 位 : 山 东 省 医 学 影 像 学 研 究 所,250021 第 一 作 者 简 介 : 武 乐 斌 (1951-), 男, 主 任 医 师, 教 授, 博 士 生 导 师, 泰 山 学 者 通 讯 作 者 : 武 乐 斌,E-mail: cjr.wulebin@vip.163.com 收 稿 日 期 :2010-02-20 接 受 日 期 :2010-03-20 中 图 分 类 号 :R445.2;R681.55 文 献 标 识 码 :A DOI: 10.3969/j.issn.1674-8034.2010.03.006 武 乐 斌, 朱 向 玉, 王 光 彬, 等. 磁 共 振 扩 散 张 量 成 像 对 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 慢 性 损 伤 的 评 价. 磁 共 振 成 像, 2010, 1(3): 188-193. [ 摘 要 ] 目 的 评 价 磁 共 振 扩 散 张 量 成 像 (DTI) 对 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 慢 性 损 伤 早 期 诊 断 的 可 行 性 方 法 采 用 单 次 激 发 平 面 回 波 成 像 (SE-EPI) 序 列 对 31 例 临 床 确 诊 的 脊 髓 型 颈 椎 病 患 者 行 颈 髓 常 规 MRI 和 DTI 检 查 测 量 病 变 处 ADC 值 和 FA 值 并 按 病 变 常 规 T2WI 高 信 号 阳 性 与 阴 性 分 组 进 行 数 据 分 析, 计 算 常 规 MRI 和 DTI 对 颈 髓 病 变 检 出 的 敏 感 度 特 异 度 阳 性 预 测 值 (PPV) 阴 性 预 测 值 (NPV) 结 果 所 有 脊 髓 型 颈 椎 病 患 者 均 能 完 成 DTI 检 查, 后 处 理 图 像 颈 髓 显 示 清 晰, 无 明 显 图 像 变 形 及 伪 影 9 例 (29%) 表 现 为 颈 髓 病 变 T2WI 高 信 号 的 患 者 均 出 现 颈 髓 受 压 平 面 ADC 值 升 高,FA 值 下 降, 平 均 ADC 值 为 (1183.44±121.96) 10-6 mm 2 /s, 相 应 FA 值 为 (432.56±59.97) 10-3, 与 正 常 值 相 比 有 统 计 学 意 义 ;22 例 (71%) 颈 髓 病 变 T2WI 高 信 号 阴 性 患 者 中,7 例 (32%) 病 变 处 平 均 ADC 值 及 FA 较 正 常 值 无 明 显 变 化 ;15 例 (68%) 颈 髓 受 压 平 面 ADC 值 升 高,FA 值 下 降, 平 均 ADC 值 (1055.07±80.61) 10-6 mm 2 /s,fa 值 为 (501.87±41.09) 10-3, 有 统 计 学 意 义 检 查 方 法 的 敏 感 度 常 规 T2WI 为 29.0%, DTI 为 67.7%; 特 异 度 常 规 T2WI 为 71.0%,DTI 为 22.6%;PPV 常 规 T2WI 为 27.3%,DTI 为 72.7%;NPV 常 规 T2WI 为 75.9%,DTI 为 24.1% 结 论 DTI 较 常 规 MRI 更 早 期 而 准 确 地 诊 断 脊 髓 型 颈 椎 病 颈 髓 慢 性 损 伤, 是 一 种 显 示 脊 髓 型 颈 椎 病 颈 髓 病 变 和 观 察 病 变 修 复 过 程 的 有 效 手 段 [ 关 键 词 ] 脊 髓 ; 扩 散 张 量 成 像 ; 颈 椎 病 ; 表 观 扩 散 系 数 ; 部 分 各 向 异 性 Diffusion tensor MR imaging of cervical spinal cord: cervical spondylosis-related changes WU Le-bin *, ZHU Xiang-yu, WANG Guang-bin, LIN Xiang-tao, WANG Tao Shandong Medical Imaging Research Institute, Jinan 250021, China * Correspondence to: Wu LB, E-mail: cjr.wulebin@vip.163.com Received 20 Feb 2010; Accepted 20 Mar 2010 Abstract Objective: To investigate the capacity of diffusion tensor MR imaging in the spondylosis-related changes of the cervical spinal cord. Materials and Methods: Thirty-one patients with cervical spondylosis were examined with routine MRI and DTI on SIEMENS Sonata 1.5T MR scanner using single shot echo planar imaging (SE- EPI) sequences. The images of cervical spinal cord were obtained. Apparent diffusion coefficient (ADC), fractional anisotropy (FA) values were measured on a sagittal section according to whether there were high signal on T2-weighted images or not. Results: All 31 cervical spondylosis cases completed the examinations without obvious artifacts on the diffusion tensor images. The average ADC and FA values of high signal lesions on conventional T2-weighted images (9 cases) were 1183.44±121.96 10-6 mm 2 /s and 432.56±59.97 10-3 (P<0.01, vs normal cervical spinal cord). The average ADC and FA values of normal signal on T2-weighted images (15 of 22 cases) were 1055.07±80.61 10-6 mm 2 /s and 501.87±41.09 10-3 (P<0.01, vs normal cervical spinal cord), 7 of 22 cases showed no significant difference compared with normal cervical spinal cord. The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value of T2-weighted images and DTI were 29.0% and 67.7%, 71.0% and 22.6%, 27.3% and 72.7%, 75.9% and 24.1%, respectively. Conclusion: Diffusion tensor imaging is a reliable tool in demonstrating the early spondylosis-related changes of the cervical spinal cord compared with conventional T2-weighted images. It can provide useful information for chronic injury and regeneration of the cervical spinal cord. Key words Spinal cord; Diffusion tensor imaging; Cervical spondylosis; Apparent diffusion coefficient; Fractional anisotropy 188 http://www.cjmri.cn

磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 临 床 研 究 Clinical Articles 脊 髓 型 颈 椎 病 (cervical spondylotic myelopathy, CSM) 是 中 老 年 人 的 常 见 病, 慢 性 持 续 压 迫 造 成 脊 髓 慢 性 受 压 和 缺 血, 引 起 脊 髓 功 能 性 和 器 质 性 损 害 早 期 准 确 诊 断 脊 髓 损 伤 及 程 度, 了 解 轴 突 损 伤 再 生 及 再 髓 鞘 化 过 程, 对 于 脊 髓 型 颈 椎 病 治 疗 及 评 估 预 后 具 有 重 要 意 义 磁 共 振 是 检 出 脊 髓 疾 病 的 最 佳 影 像 学 方 法, 但 常 规 MRI 检 查 低 估 了 脊 髓 损 伤 的 程 度 [1], 不 能 及 时 准 确 地 评 估 脊 髓 的 损 伤 程 度, 有 关 脊 髓 的 功 能 评 价 和 疗 效 验 证 主 要 依 靠 临 床 主 观 评 价, 缺 乏 客 观 的 影 像 学 标 准 磁 共 振 扩 散 张 量 成 像 (diffusion tensor imaging,dti) 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 进 行 量 化 检 测, 已 成 功 地 用 于 脑 组 织 微 观 结 构 改 变 的 定 量 分 析 及 神 经 纤 维 束 成 像 早 期 的 动 物 研 究 证 实 DTI 能 敏 感 地 反 映 脊 髓 中 水 分 子 扩 散 各 向 异 性 的 改 变, 从 而 有 可 能 提 供 活 体 脊 髓 的 细 微 病 理 生 理 结 构 变 化 的 信 息 [2], 目 前 初 步 应 用 于 包 括 脊 髓 肿 瘤 和 脊 髓 损 伤 等 脊 髓 疾 病 的 临 床 研 究 中 [3] 有 报 道 称 [4],ADC 图 在 检 测 脊 髓 压 迫 损 伤 方 面 较 常 规 MRI 图 像 能 提 供 更 多 有 价 值 的 信 息 本 研 究 探 索 将 DTI 技 术 应 用 于 脊 髓 型 颈 椎 病 检 查, 了 解 脊 髓 慢 性 损 伤 DTI 参 数 特 点 及 临 床 应 用 价 值 1 材 料 和 方 法 1.1 研 究 对 象 对 临 床 诊 断 为 脊 髓 型 颈 椎 病 的 31 例 患 者 行 颈 髓 磁 共 振 常 规 及 DTI 检 查, 男 19 例, 女 12 例, 年 龄 27~83 岁, 平 均 年 龄 56 岁, 主 要 临 床 表 现 为 颈 部 疼 痛 头 晕 双 肩 痛 及 上 肢 麻 木 等 大 多 数 患 者 表 现 为 缓 慢 起 病, 进 行 性 或 突 然 加 重, 均 有 不 同 程 度 脊 髓 及 脊 髓 神 经 根 受 压 表 现 1.2 仪 器 设 备 采 用 SIEMENS 公 司 的 Sonata 1.5 T 超 导 型 磁 共 振 扫 描 机, 采 用 Zoom 模 式, 梯 度 场 40 mt/m, 切 换 率 200 mt/m/ms, 发 射 线 圈 使 用 体 线 圈, 接 受 线 圈 采 用 四 通 道 相 控 阵 脊 柱 线 圈 图 像 工 作 站 为 Leonado 图 形 图 像 工 作 站, 测 量 表 观 扩 散 系 数 (apparent diffusion coefficient, ADC) 和 部 分 各 向 异 性 (fractional anisotropy, FA) 值 的 分 析 软 件 为 DTI TaskCard 1.69 1.3 磁 共 振 扫 描 颈 髓 常 规 FSE 序 列 扫 描 : 所 有 患 者 均 采 用 快 速 扰 相 位 梯 度 回 波 序 列 进 行 定 位 扫 描, 使 用 快 速 自 旋 回 波 序 列 (FSE) 完 成 矢 状 面 T2WI 及 T1WI 扫 描 扫 描 参 数 T2WI:TR 3280 ms/te 98 ms,t1wi:tr 501 ms/te 11 ms, 层 厚 3.0 mm, FOV 280 mm 250 mm, 采 集 矩 阵 120 128 http://www.cjmri.cn 颈 髓 DTI 扫 描 : 采 用 单 次 激 发 自 旋 回 波 平 面 序 列 (SE-EPI) 行 颈 髓 的 矢 状 面 成 像, 全 部 使 用 自 动 匀 场 和 抑 脂 技 术 扫 描 层 面 与 常 规 矢 状 面 扫 描 定 位 相 同 扩 散 敏 感 梯 度 取 12 个 方 向,TR 2400 ms,te 74 ms, FOV 280 mm 280 mm, 矩 阵 120 128, 层 厚 3.0 mm, 层 间 距 0, 层 数 20, 扩 散 加 权 系 数 (b) 值 分 别 取 0 700 s/mm 2, 数 据 采 集 次 数 6, 扫 描 时 间 为 4 分 5 秒 1.4 图 像 后 处 理 及 数 据 分 析 全 部 数 据 均 存 储 在 S I E M E N S 公 司 提 供 的 Leonado 图 形 图 像 工 作 站 上, 应 用 DTI TaskCard 1.69 软 件 进 行 后 处 理 生 成 颈 髓 矢 状 位 DTI 图 按 常 规 矢 状 位 T2WI 中 颈 髓 损 伤 病 变 区 是 否 出 现 高 信 号, 将 患 者 分 为 阳 性 和 阴 性 两 组, 在 DTI 后 处 理 视 窗 的 Zoom 及 3D 模 式 下, 在 选 定 的 脊 髓 层 面 内 采 用 相 同 大 小 的 感 兴 趣 区 ( 约 2~3 个 像 素 大 小 ), 分 别 放 置 于 脊 髓 病 变 区 中 央, 避 开 脑 脊 液 和 伪 影 的 影 响, 在 TRA SAG COR 方 向 确 认 ROI 设 置 准 确, 测 其 ADC 值 及 FA 值 等, 取 与 病 灶 相 距 2 个 椎 体 以 上 的 相 对 正 常 区 域 测 量 脊 髓 DTI 正 常 值 以 常 规 T2WI 矢 状 位 图 像 中 颈 髓 损 伤 病 变 处 出 现 高 信 号 为 常 规 MRI(+), 以 DTI 彩 色 编 码 FA 图 示 颈 髓 损 伤 病 变 处 出 现 异 常 不 均 匀 的 浅 绿 色 或 黄 色 信 号 为 DTI(+), 分 别 计 算 常 规 MRI 与 DTI 两 种 检 查 方 法 对 颈 髓 慢 性 病 变 检 出 的 敏 感 度 特 异 度 阳 性 预 测 值 (positive predictive value, PPV) 阴 性 预 测 值 (negative predictive value, NPV) 1.5 统 计 学 处 理 所 有 数 据 均 在 SPSS 10.0 软 件 上 进 行 统 计 学 分 析 处 理, 计 量 资 料 用 均 值 ± 标 准 差 表 示, 分 别 进 行 各 组 数 据 的 配 对 t 检 验 和 组 间 t 检 验,P<0.05 为 差 异 有 统 计 学 意 义 2 结 果 31 例 脊 髓 型 颈 椎 病 患 者 的 DTI 均 可 以 显 示 颈 髓 的 影 像 及 其 内 病 变 的 异 常 信 号, 无 明 显 变 形 和 伪 影 DTI 图 显 示 正 常 脊 髓 为 较 均 匀 的 深 蓝 色 信 号, 脑 脊 液 呈 红 色 均 匀 信 号, 病 变 区 为 不 均 匀 的 浅 绿 色 或 黄 色 信 号 2.1 颈 髓 病 变 常 规 T2WI 高 信 号 阳 性 组 9 例 (29%) 患 者 常 规 T2WI 图 像 出 现 颈 髓 病 变 处 的 高 信 号 ( 图 1) DTI 图 像 显 示 颈 髓 病 变 区 更 为 广 泛 9 例 患 者 颈 髓 T2 高 信 号 处 ADC 值 及 FA 值 统 计 结 果 见 表 1 结 果 显 示 颈 髓 慢 性 损 伤 处 较 正 常 部 位 ADC 值 明 显 升 高 (t =6.0450,P <0.01); 相 应 节 段 FA 值 明 显 下 降 (t=6.2461,p<0.01) 2.2 颈 髓 病 变 常 规 T2WI 高 信 号 阴 性 组 22 例 (71%) 患 者 常 规 MRI 未 出 现 颈 髓 慢 性 压 迫 处 T2WI 高 信 号 ( 图 2), 其 中 7 例 (32%) 其 平 均 ADC 值 189

临 床 研 究 Clinical Articles 磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 例 号 部 位 表 1 9 例 颈 髓 病 变 常 规 T2WI 高 信 号 阳 性 组 患 者 的 ADC 值 与 FA 值 测 量 结 果 病 灶 ADC 值 病 灶 FA 值 相 对 正 常 部 位 ADC 值 相 对 正 常 部 位 FA 值 1 C 5~6 1326.92±70.38 463.03±70.32 1002.47±81.23 609.94±83.17 2 C 3~4 1069.79±59.60 505.22±83.20 928.28±71.25 595.23±66.80 3 C 6~7 1141.11±82.61 406.03±26.82 945.94±57.80 562.91±82.34 4 C 5~6 1327.86±26.70 398.35±66.80 948.00±52.43 653.50±96.48 5 C 5~6 1326.45±70.54 325.29±94.23 895.09±69.03 625.06±23.96 6 C 6~7 1078.32±82.91 477.88±45.17 996.39±81.32 578.86±92.46 7 C 4~5 1084.57±55.32 507.04±34.71 944.93±58.00 620.39±79.27 8 C 6~7 1051.09±86.69 396.51±40.00 845.29±73.29 554.21±60.05 9 C 3~4 1249.94±03.29 416.29±50.02 1015.24±59.10 501.92±22.49 平 均 1183.44±121.96 432.56±59.97 946.44±54.23 588.56±45.56 注 :C 3~4 为 第 3 4 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段,C 5~6 为 第 5 6 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段,C 6~7 为 第 6 7 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段 例 号 部 位 表 2 15 例 颈 髓 病 变 常 规 T2WI 高 信 号 阴 性 组 的 ADC 值 与 FA 值 测 量 结 果 病 灶 ADC 值 病 灶 FA 值 相 对 正 常 部 位 ADC 值 相 对 正 常 部 位 FA 值 1 C 6~7 1024.20±95.45 493.09±34.78 960.29±81.70 580.96±63.40 2 C 5~6 997.92±50.76 513.65±60.00 928.34±56.90 595.20±49.42 3 C 5~6 1041.87±75.34 496.59±72.16 955.10±85.19 562.28±64.12 4 C 4~5 1032.27±91.11 598.55±64.43 987.28±19.22 653.12±82.34 5 C 6~7 943.39±59.53 425.25±60.17 895.86±70.63 625.65±80.96 6 C 6~7 1078.15±96.02 502.72±59.67 1031.74±07.23 578.78±92.18 7 C 4~5 1091.64±05.29 507.20±93.23 982.64±78.28 620.04±49.31 8 C 6~7 1051.20±30.71 492.24±53.71 897.00±61.47 554.76±79.92 9 C 3~4 1095.15±76.34 489.82±52.48 985.92±46.25 521.27±61.29 10 C 4~5 1002.28±64.42 507.28±71.75 956.24±61.17 621.54±56.63 11 C 5~6 1131.22±70.10 428.88±79.54 976.03±58.53 585.35±83.23 12 C 6~7 1290.33±72.84 513.49±59.67 964.04±70.32 679.00±21.00 13 C 3~4 983.91±90.23 547.14±83.20 922.17±73.89 643.61±61.08 14 C 5~6 1038.45±30.46 495.10±52.07 984.44±76.45 635.30±95.81 15 C 6~7 1025.16±70.23 517.38±82.94 974.36±77.20 640.07±60.19 平 均 1055.07±80.61 501.87±41.09 959.93±36.54 606.40±42.62 注 :C 3~4 为 第 3 4 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段,C 5~6 为 第 5 6 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段,C 6~7 为 第 6 7 颈 椎 体 间 盘 平 面 颈 髓 节 段 和 相 应 节 段 FA 较 正 常 颈 髓 无 统 计 学 差 异 (F=1.303, P=0.306);15 例 (68%) 结 果 显 示 颈 髓 慢 性 损 伤 处 较 正 常 部 位 ADC 值 明 显 升 高,ADC 值 及 FA 值 统 计 结 果 见 表 2 测 得 的 平 均 ADC 值 为 (1055.07±80.61) 10-6 mm 2 /s, 有 统 计 学 意 义 (t =4.9765,P <0.01); 相 应 节 段 FA 值 明 显 下 降, 相 应 节 段 的 平 均 FA 值 为 (501.87±41.09) 10-3, 有 统 计 学 意 义 (t =8.6774, P<0.01) 2.3 常 规 MRI 与 DTI 对 颈 髓 慢 性 损 伤 检 出 的 敏 感 度 特 异 度 PPV NPV 常 规 MRI 与 DTI 对 颈 髓 病 变 检 出 的 敏 感 度 特 异 度 阳 性 预 测 值 (PPV) 阴 性 预 测 值 (NPV) 结 果 见 表 3 表 3 常 规 T2WI 与 DTI 对 颈 髓 病 变 检 出 的 敏 感 度 特 异 度 PPV NPV 检 查 种 类 敏 感 度 (%) 特 异 度 (%) 阳 性 预 测 值 (%) 阴 性 预 测 值 (%) 常 规 T2WI 29.0(9/31) 71.0(22/31) 27.3(9/33) 75.9(22/29) DTI 67.7(21/31) 22.6(7/31) 72.7(24/33) 24.1(7/29) 190 http://www.cjmri.cn

磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 临 床 研 究 Clinical Articles 1A 1B 1C 图 1 同 一 患 者 1A. 常 规 T2WI 示 C 5~6 间 盘 水 平 颈 髓 受 压 并 出 现 异 常 高 信 号 ;1B. ADC 图 示 病 变 处 出 现 信 号 增 高 ;1C. DTI 示 病 变 区 为 不 均 匀 的 浅 绿 色 或 亮 黄 色 信 号, 病 变 范 围 常 规 T2WI 广 泛, 而 正 常 脊 髓 为 较 均 匀 的 深 蓝 色 信 号 3 讨 论 3.1 DTI 技 术 在 脊 髓 损 伤 的 研 究 脊 髓 损 伤 的 年 发 病 率 约 为 (20~40)/100 万, 大 量 截 瘫 等 严 重 功 能 残 障 患 者 带 来 巨 大 社 会 损 失 和 经 济 负 担 脊 髓 损 伤 的 治 疗 侧 重 于 减 轻 继 发 损 伤, 尽 早 抢 救 现 存 脊 髓 功 能, 尽 早 客 观 准 确 地 评 价 脊 髓 慢 性 损 伤 程 度 就 显 得 尤 为 重 要 DTI 技 术 通 过 敏 感 地 反 映 脊 髓 中 水 分 子 扩 散 各 向 异 性 的 改 变, 从 而 提 供 [5] 活 体 脊 髓 的 细 微 病 理 生 理 结 构 变 化 信 息, 理 论 上 认 为 DTI 测 量 所 得 的 ADC 值 和 FA 值 能 反 映 脊 髓 损 伤 程 度 和 修 复 期 轴 突 再 髓 鞘 化 过 程, 因 而 初 步 应 用 于 [6] [7] [7] 脊 髓 损 伤 动 物 模 型 和 临 床 研 究 中 郑 奎 宏 等 报 道 了 36 例 健 康 志 愿 者 颈 髓 ADC 值 FA 值 λ 1 λ 2 λ 3 值, 为 颈 髓 病 变 的 早 期 诊 断 病 变 程 度 及 [6] 预 测 预 后 等 提 供 了 临 床 依 据 王 霄 英 等 在 犬 急 性 脊 髓 损 伤 后 神 经 前 体 细 胞 移 植 模 型 实 验 证 实 DTI 检 测 到 脊 髓 损 伤 前 后 不 同 时 期 动 态 ADC 值 与 FA 的 变 化, 与 脊 髓 损 伤 和 修 复 过 程 病 理 学 进 展 具 有 较 好 相 [8] 关 性 张 劲 松 等 报 道 18 例 脊 髓 急 性 损 伤 患 者 72 h 内 行 常 规 MRI 和 DWI 检 查, 其 中 10 例 损 伤 病 灶 呈 不 同 程 度 的 DWI 高 信 号, 损 伤 部 位 较 正 常 部 分 ADC 值 明 显 降 低 3.2 DTI 在 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 中 的 应 用 脊 髓 型 颈 椎 病 是 临 床 常 见 疾 病, 由 于 颈 椎 退 行 性 变 或 椎 间 盘 突 出 导 致 的 颈 髓 节 段 性 受 压 是 颈 髓 http://www.cjmri.cn 2A 2B 2C 图 2 同 一 患 者 2A. 患 者 C 4~5 间 盘 突 出 但 常 规 T2WI 颈 髓 未 出 现 异 常 高 信 号 ;2B. ADC 图 示 病 变 处 出 现 信 号 增 高 ;2C. DTI 示 病 变 区 为 不 均 匀 的 浅 绿 色 或 亮 黄 色 信 号, 病 变 范 围 广 泛, 而 正 常 脊 髓 为 较 均 匀 的 深 蓝 色 信 号 慢 性 损 伤 形 成 的 主 要 原 因, 其 病 理 改 变 为 颈 髓 动 脉 受 压 造 成 的 慢 性 缺 血 和 静 脉 充 血 及 低 氧 等 因 素 使 脊 髓 灰 白 质 神 经 组 织 变 性, 包 括 髓 鞘 肿 胀, 髓 鞘 脱 失, 细 胞 消 失, 血 管 周 围 间 隙 出 现 脂 质 吞 噬 细 胞, 神 经 胶 质 增 生, 血 管 壁 纤 维 化 等 患 者 可 以 出 现 颈 部 疼 痛 头 晕 双 肩 痛 及 上 肢 麻 木 等 一 系 列 临 床 症 状, 严 重 者 会 出 现 偏 身 感 觉 障 碍 乃 至 截 瘫 等, 外 科 脊 髓 减 压 术 是 目 前 最 有 效 的 治 疗 方 法 Matsumoto [9] 报 道 常 规 T2WI 检 出 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 损 伤 的 敏 感 度 [10] 很 低, 仅 为 15%~65% 有 报 道 称 对 于 脊 髓 慢 性 损 伤 T2WI 异 常 高 信 号 多 提 示 不 可 逆 性 损 伤 本 研 究 中 常 规 T2WI 检 测 脊 髓 型 颈 椎 病 脊 髓 损 伤 的 敏 感 度 仅 为 29.0%, 而 DTI 检 出 的 敏 感 度 则 为 67.7% 对 于 9 例 T2WI 出 现 颈 髓 病 变 高 信 号 患 者, 其 DTI 图 像 均 出 现 病 变 区 异 常 信 号,ADC 值 明 显 升 高,FA 值 降 低, 水 分 子 扩 散 增 强, 分 子 各 向 异 性 降 低 的 表 现 22 例 T2WI 未 出 现 颈 髓 病 变 高 信 号 患 者 中 有 15 例 (68%) DTI 图 像 显 示 病 变 区 异 常 信 号,ADC 值 明 显 升 高, FA 值 降 低, 仅 7 例 (32%)DTI 未 见 明 显 异 常, 说 明 DTI 对 颈 髓 慢 性 损 伤 检 测 的 敏 感 度 较 高, 表 明 DTI 技 术 比 常 规 T2WI 更 能 检 测 出 颈 椎 病 脊 髓 病 变 T2WI 显 示 异 常 高 信 号 患 者, 其 病 理 过 程 多 为 晚 期, 多 为 191

临 床 研 究 Clinical Articles 磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 不 可 逆 性 损 伤, 临 床 治 疗 效 果 甚 微,DTI 能 在 常 规 T2WI 未 出 现 异 常 信 号 前 发 现 较 为 早 期 的 损 伤, 为 临 床 诊 断 治 疗 赢 得 了 时 机, 降 低 了 脊 髓 截 瘫 的 发 生, 具 有 重 要 的 临 床 价 值 DTI 对 于 脊 髓 型 颈 椎 病 诊 断 的 特 异 度 不 高, 本 研 究 中 仅 为 22.6%, 这 可 能 与 设 定 DTI 后 处 理 阈 值 有 关 系, 增 大 阈 值, 特 异 度 随 之 提 高, 敏 感 度 就 降 低, 如 何 选 择 理 想 的 阈 值 设 定, 降 低 假 阳 性 也 需 在 今 后 进 一 步 研 究 脊 髓 软 化 慢 性 缺 血 脊 髓 水 肿 等 多 种 因 素 均 可 导 致 T 2 W I 出 现 高 信 号, 且 手 术 缓 解 压 迫 后, 脊 髓 T2WI 还 可 以 继 续 维 持 一 段 时 间 高 信 号 或 者 信 号 比 以 前 增 强, 因 为 无 法 量 化 脊 髓 损 伤 的 程 度, 所 以 我 们 无 法 准 确 了 解 病 变 进 展 程 度 及 准 确 评 估 预 后 本 研 究 中, 颈 髓 的 ADC 值 正 常 值 约 为 (960.10±61.63) 10-6 mm 2 /s,fa 值 (607.19±66.73) 10-3 9 例 颈 髓 病 变 T2WI 高 信 号, 其 DTI 显 示 病 变 处 ADC 值 显 著 升 高, 平 均 ADC 值 为 (1183.44±121.96) 10-6 mm 2 /s,fa 值 显 著 降 低, 平 均 FA 值 为 (432.56±59.97) 10-3, 说 明 脊 髓 慢 性 损 伤 过 程 中 水 分 子 沿 垂 直 纤 维 束 走 形 方 向 扩 散 增 强, 扩 散 的 各 向 异 性 降 低, 也 反 应 了 脊 髓 变 性 等 病 理 生 理 进 展 Mamata [11] 等 曾 报 道 颈 髓 慢 性 损 伤 中 ADC 值 升 高 为 (1280±330) 10-6 mm 2 /s,fa 值 为 (460±120) 10-3, 与 本 研 究 相 近 本 研 究 中 22 例 常 规 T2WI 无 异 常 信 号 的 颈 椎 病 患 者 中,15 例 (68%)ADC 值 升 高, 平 均 ADC 值 为 (1055.07±80.61) 10-6 mm 2 /s,fa 值 降 低, 平 均 FA 值 为 (501.87±41.09) 10-3, 有 统 计 学 意 义 ; 而 且 相 对 于 T2WI 高 信 号 阳 性 组,ADC 值 的 升 高 及 FA 值 降 低 不 显 著, 推 断 脊 髓 损 伤 严 重 程 度 较 T2WI 高 信 号 阳 性 组 低 有 研 究 报 道 [8], 脊 髓 急 性 损 伤 部 分 病 灶 中 心 出 现 ADC 值 降 低, 本 研 究 未 发 生 类 似 现 象, 可 能 与 脊 髓 损 伤 特 点 损 伤 程 度 不 同 及 慢 性 损 伤 过 程 同 时 伴 脊 髓 修 复 有 关 T2WI 高 信 号 多 提 示 脊 髓 不 可 逆 性 病 变, 推 测 ADC 值 (1183.44 ±121.96~1055.14±65.26) 10-6 mm 2 /s,fa 值 (432.56±59.97~489.61±65.32) 10-3 是 损 伤 从 不 可 逆 到 可 逆 的 变 化 范 围, 由 于 ADC 值 及 FA 值 为 可 量 化 测 量 的 数 据, 使 得 脊 髓 慢 性 损 伤 的 诊 断 更 为 精 确, 为 治 疗 方 案 提 供 及 时 准 确 的 客 观 指 征 [12], 还 可 以 动 态 随 访 观 察 评 估 治 疗 效 果 及 预 后, 对 脊 髓 传 导 障 碍 的 程 度 和 脊 髓 传 导 功 能 恢 复 进 行 客 观 评 价 [13] 本 研 究 中, 因 为 无 法 进 行 ADC 值 FA 值 与 病 理 学 的 对 照 研 究,ADC 值 及 FA 值 作 为 判 定 脊 髓 损 伤 程 度 标 准 的 可 靠 性 和 精 确 性 尚 待 进 一 步 证 实, 将 在 后 续 研 究 中 深 入 探 讨 DTI 特 性 与 组 织 病 理 学 关 系 3.3 DTI 对 于 脊 髓 慢 性 损 伤 研 究 的 局 限 性 目 前 脊 髓 DTI 研 究 尚 处 于 实 验 室 及 临 床 初 步 研 究 阶 段, 难 点 在 于 脊 髓 细 小, 横 断 面 直 径 仅 为 12 mm, 需 要 克 服 脊 髓 周 围 脑 脊 液 搏 动 伪 影 吞 咽 呼 吸 动 作 等 运 动 及 骨 组 织 磁 敏 性 伪 影 影 响, 脊 髓 慢 性 损 伤 后 萎 缩 蛛 网 膜 下 腔 相 对 增 宽 后, 脑 脊 液 动 力 学 改 变 对 测 量 的 影 响 更 加 显 著, 扫 描 的 低 信 噪 比 和 部 分 容 积 效 应, 周 围 磁 场 的 不 均 匀 性, 难 以 清 晰 显 示 图 像 [14] 成 像 相 关 技 术, 包 括 导 航 校 正 多 次 激 励 EPI 技 术 的 应 用 PPU 门 控 等 新 技 术 还 有 待 进 一 步 成 熟, 这 些 都 是 脊 髓 DTI 急 待 解 决 的 问 题 [15] 本 研 究 采 用 单 次 激 发 EPI 扫 描, 单 次 激 发 EPI 较 之 于 多 次 激 发 EPI, 对 磁 敏 性 伪 影 更 敏 感, 而 且 分 辨 率 低, 在 今 后 的 研 究 中 将 优 化 扫 描 序 列, 改 进 扫 描 参 数, 探 讨 更 适 于 脊 髓 显 示 的 方 案 此 外, 本 研 究 中 对 脊 髓 型 颈 椎 病 病 变 ADC 值 FA 值 特 性 评 价 及 DTT 神 经 纤 维 束 结 构 走 行 都 缺 乏 组 织 病 理 学 金 标 准 综 上 所 述, 本 临 床 研 究 的 结 果 显 示,DTI 技 术 对 脊 髓 型 颈 椎 病 颈 髓 病 变 发 现 较 常 规 MRI 检 查 更 早 期 更 精 确, 可 以 动 态 随 访 观 察 评 估 治 疗 效 果 及 预 后, 对 脊 髓 传 导 障 碍 的 程 度 和 脊 髓 传 导 功 能 恢 复 进 行 客 观 评 价, 是 一 种 显 示 脊 髓 型 颈 椎 病 颈 髓 慢 性 损 伤 和 指 导 预 后 的 可 靠 影 像 学 检 查 手 段, 具 有 广 阔 的 临 床 应 用 前 景 参 考 文 献 [1] Miyanji F, Furlan JC, Aarabi B, et al. Acute cervical traumatic spinal cord injury: MR imaging findings correlated with neurologic outcome--prospective study with 100 consecutive patients. Radiology, 2007, 243(3):820-827. [2] Ries M, Jones RA, Dousset V, et al. Diffusion tensor MRI of the spinal cord. Magn Reson Med, 2000, 44(6):884-892. [3] Aota Y, Niwa T, Uesugi M, et al. The correlation of diffusion-weighted magnetic resonance imaging in cervical compression myelopathy with neurologic and radiologic severity. Spine, 2008, 33(7):814-820. [4] Callot V, Duhamel G, Zone PJ, et al. Short-scan-time multi-slice diffusion MRI of the mouse cervical spinal cord using echo planar imaging. NMR Biomed, 2008, 21(8): 868-877. [5] Ducreux D, Lepeintre JF, Fillard P, et al. MR diffusion tensor imaging and fiber tracking in 5 spinal cord astrocytomas. AJNR Am J Neuroradiol, 2006, 27(1): 214-216. [6] 王 霄 英, 谭 可, 倪 石 磊, 等. 用 MR 扩 散 张 量 成 像 评 价 犬 急 性 脊 髓 损 伤 后 神 经 前 体 细 胞 移 植 的 作 用. 中 华 放 射 学 杂 志,2006,40(1):17-21. Wang XY, Tan K, Ni SL, et al. MR diffusion tensor imaging in the evaluation of neural progenitor cells transplantation to acute injured canine spinal cord. Chin J Radiol, 2006, 40(1):17-21. [7] 郑 奎 宏, 马 林, 郭 行 高, 等. 正 常 人 颈 髓 MR 扩 散 张 量 成 像 192 http://www.cjmri.cn

磁 共 振 成 像 2010 年 第 1 卷 第 3 期 Chin J Magn Reson Imaging, 2010, Vol 1, No 3 临 床 研 究 Clinical Articles 的 初 步 研 究. 中 华 放 射 学 杂 志,2006,40(5):490-493. Zheng KH, Ma L, Guo XG, et al. Preliminary study of diffusion tensor MR on the cervical spinal cord in normal subjects. Chin J Radiol, 2006, 40(5):490-493. [8] 张 劲 松, 宦 怡, 孙 立 军, 等. 扩 散 加 权 成 像 在 脊 髓 急 性 外 伤 中 的 应 用. 中 华 放 射 学 杂 志,2005,39(5):464-468. Zhang JS, Huan Y, Sun LJ, et al. Clinical value of diffusion-weighted MR imaging in acute contusion of spinal cord. Chin J Radiol, 2005, 39(5):464-468. [9] Matsumoto M, Toyoma Y, Ishikawa M, et al. Increased signal intensity of the spinal cord on magnetic resonance images in cervical compressive myelopathy: does it predict the outcome of conservative treatment? Spine, 2000, 25(6):677-682. [10] Boldin C, Raith J, Fankhauser F, et al. Predicting neurologic recovery in cervical spinal cord injury with postoperative MR imaging. Spine, 2006, 31(5):554-559. [11] Mamata H, Jolesz FA, Maier SE. Apparent diffusion coefficient and fractional anisotropy in spinal cord: age and cervical spondylosis-related changes. J Magn Reson Imaging, 2005, 22(1):38-43. [12] Deo AA, Crill RJ, Hasan KM, et al. In vivo serial diffusion tensor imaging of experimental spinal cord injury. J Neurosci Res, 2006, 83(5):801-810. [13] 朱 向 玉, 武 乐 斌, 王 光 彬. 磁 共 振 扩 散 张 量 成 像 对 脊 髓 疾 病 的 研 究 进 展. 实 用 放 射 学 杂 志, 2007, 23(1):121-124. Zhu XY, Wu LB, Wang GB. Study Progress of Diffusion Tensor Imaging in Spinal Cord Diseases. J Pract Radiol, 2007, 23(1):121-124. [14] Krzyzak AT, Jasinski A, Weglarz WP, et al. Visualization of the extent of damage in a rat spinal cord injury model using MR microsopy of the water diffusion tensor. Acta Neurobiol Exp, 2005, 65(3):255-264. [15] Akai H, Mori H, Aoki S, et al. Diffusion tensor tractography of gliomatosis cerebri: fiber tracking through the tumor. J Comput Assist Tomogr, 2005, 29(1):127-129. http://www.cjmri.cn 193