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1、1磁共振弥散张量成像对颈髓损伤的临床 诊断价值作者：刘国利 王大维 陈延杰【摘要】 目的 探讨磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)对颈髓损伤的临床价值。方法 选择 42 例健康志愿者作为健康对照组和 54 例脊髓型颈椎病患者进行颈椎常规 MRI 及弥散张量成像，分别测量各组表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)、部分各向异性(fractional anisotropy,FA)值，并显示其弥散张量纤维束(diffusion tensor tracking,DTT)。 结果 正常组的平均 ADC 值为(830.
2、34215.86)106mm2/s 和平均 FA 值为(536.0340.00)10-3。颈髓慢性损伤患者平均 ADC 值为(1107.6047.55)106mm2/s，较正常组升高，有统计学意义(P0.01)，平均 FA 值为(425.91 x59.48)10-3，较正常组下降，有统计学意义(P0.01)。 结论 磁共振弥散张量成像较常规 MRI 成像能早期显示脊髓的损伤，ADC 值、FA 值、DTT 图是检测早期脊髓损伤微观结构的敏感指标 【关键词】 磁共振; 弥散张量成像; 颈髓损伤Abstract Objective To investigate the MR diffusion te
3、nsor imaging on the clinical application of cervical cord injury. Methods Conventional MRI scans of cervical and diffusion tensor imaging were performed in 54 patients with cervical spondylotic myelopathy and 42 cases of healthy volunteers as a healthy control group . apparent diffusion coefficient
4、and fractional anisotropy were measured, diffusion tensor tracking was showed in each group. Results The average ADC value is(830.34215.86)106mm2/s. The average FA value is (fractional anisotropy,FA)in control group; in contrast the average ADC value is(1107.6047.55)106mm2/s, higher than the control
5、 group , which showed statistical significant difference(P0.01). The average FA value is(425.91 x59.48)10-3,lower than the control group which showed statistical significant difference(P0.01) Conclusion MR diffusion tensor imaging can show the early injury in the spinal cord better than 2conventiona
6、l MRI imaging. ADC values, FA values, DTT is a sensitive indicator of the early detection of micro-structure of spinal cord injuryKey words diffusion tensor imaging; cervical cord injury脊髓型颈椎病是中老年人的常见病、多发病，慢性持续的压迫造成脊髓慢性受压和缺损，近期脊髓的脱髓鞘、神经元坏死和液化囊变等。磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术利用多个不同方向的扩散敏感
7、梯度对水分子的扩散方向性进行量化，已成功的应用于脑组织微观结构改变的定量分析及神经纤维束成像。DTI 能够反映脊髓中的水的分子扩散各向异向性的改变，从而显示脊髓的细微病理生理变化1,2。本研究通过对正常人群及脊髓型颈椎病患者进行常规 MRI 和 DTI 检查，测量其表观弥散系数(ADC)、部分各项异性(FA)值，并显示其弥散张量纤维束(DTT)，通过对脊髓损伤检测敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值的差异，探讨磁共振弥散张量成像对脊髓损伤性病变的临床应用价值。材料与方法1.临床资料 选择健康志愿者 42 例最为对照组，男 25 例，女 17 例，年龄2145 岁，平均年龄 37 岁。所有志愿
8、者主诉无身体不适，均无神经系统疾患，经神经科医生及 MRI 检查证实无颈椎病改变。颈椎病患者 54 例，男 35 例，女 29 例，主要表现为间歇性或缓慢进行性双上肢麻木，疼痛，无力，少数患者出现病变水平以下同侧肢体不完全性痉挛性瘫，肌张力增强，肌力减弱等病理反射症状。脊髓型颈椎病患者均排除肩周炎及脊髓肿瘤等其它疾患。2.检查方法 2.1 常规 MRI 扫描 MRI 检查设备使用荷兰 philips 公司 Achieva 1.5T 超导型全身磁共振扫描机，梯度场切换率为 150mT/m/ms.梯度场强度30mT/m，线圈采用 4 通道全脊柱线圈，并配备图像后处理工作站。常规行矢状位3T1WI,
9、T2WI 和横轴位 T2WI 扫描，T1WI 和 T2WI 采用快速自旋回波序列，扫描参数 T1WI:TR=500ms，TE=15ms;T2WI：TR=4800ms,TE=120ms,层厚 3mm，间距3mm，矩阵 256256，采集次数为 3 次。2.2 DTI 成像 采用单次激发平面回波序列进行脊柱矢状面扫描，扫描范围上方达延髓，最下方包括 C7 椎体下缘。扩散敏感梯度取 6 个方向，磁敏感加权系数b=0，800s/mm2,矩阵 128128，层厚 3mm，层间距为 0，层数 18 层。2.3 数据和图像后处理 将上述 DTI 图像传在 philips 工作站后处理，得到受检者的 ADC
10、图及 FA 图，分别记录表观弥散系数(ADC)值，部分各向异性(FA)值，经 Diffusion_ registration 软件对 DTI 原始数据进行校正，再用 Fiber_tracking 软件对对受检者行弥散张量神经纤维束(DTT)成像，所有数据采用 SPAA11.1 软件包进行统计学分析。 结 果1.正常脊髓 DTI 的检测结果 正常 MRI 序列显示颈髓形态信号正常，颈髓在DTI 在 ADC 图上呈均匀等信号，脑脊液呈高信号，在 FA 图上脊髓表现为均匀高信号，脑脊液为低信号，DTT 图可连续均匀显示脊髓走行方向及分布情况。分别以 C3/4,C4/5,C5/6 三个脊髓节段测量正常
11、组的平均 ADC 值为(830.34215.86)106mm2/s 和平均 FA 值为(536.0340.00)10-3。原始图像经工作站重建显示脊髓白质纤维束。2.病例组的常规 MRI 及 DTI 成像检测结果 患者组经常规 MRI 成像显示T2WI 为高信号的 12 例(占 23%)为 A 组，其颈髓 T2WI 异常高信号处平均 ADC值和平均 FA 值见表 2，表 2 显示颈髓慢性损伤处平均 ADC 值为(1107.6047.55)4106mm2/s，较正常平均 ADC 值明显升高，有统计学意义(P0.01)，相应节段的平均 FA 值为(425.91 x59.48)10-3，FA 值明显
12、下降，有统计学意义(P0.01)。将常规 MRI 显示 T2WI 呈等信号的 42 例(占 77%)分为 B 组，在 42 例 T2WI呈等信号的患者中有 15 例(占 36%)与相应节段正常组比较，结果平均 ADC 值为(940.2164.52)106mm2/s 和平均 FA 值为(461.9170.11)10-3 见表 2，与正常组比较，无统计学差异(P=0.347)。B 组中剩余的 27 例 T2WI 呈等信号患者的平均ADC 值和平均 FA 值见表 3，其平均 ADC 值较正常组明显增高，有统计学意义(P0.01);与相应节段平均 FA 值较正常组明显下降，有统计学意义(P0.01)。
13、常规 MRI 显示 T2WI 与 DTI 对脊髓病变检出的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值见表 4。检查方法的敏感度常规 T2WI 为 23.44%，DTI 为 76.56%;特异度常规 T2WI 为 56.8%，DTI 为 43.2%;阳性预测值常规 T2WI 为 21.84%，DTI 为78.2%;阴性预测值常规 T2WI 为 60.7，DTI 为 39.3%。讨 论进行性脊髓型颈椎病常引起脊髓损伤，目前对这种慢性损伤的具体机制尚不完全清楚，一般认为是脊髓受到持续或间歇性挤压引起慢性血流灌注不足，继之产生组织缺氧、缺血造成脊髓灰白质神经细胞膜通透性增加、脱髓鞘、神经细胞坏死等损伤3，
14、4，传统的 T2WI 能够显示椎间盘突出、骨质增生，韧带增厚导致的椎管狭窄程度及水平，但不能显示脊髓的微观结构改变。DTI 技术能敏感地反映脊髓中水分子扩散各项异性的改变，从而提供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 值能反映脊髓损伤和修复期轴突再髓鞘化过程，因而正初步应用于脊髓损伤动物模型和临床研究中5。郑奎宏56报道了 36 例健康志愿者颈髓 ADC 值，FA 值为颈髓病变的早期诊断，病变程度及预后等提供了客观依据。张劲松6报道脊髓急性损伤 24-48 小时内。部分病例中心出现 ADC 值降低，王霄英7在犬急性损伤后神经前体细胞移植模型试验
15、证实 DTI 检测道脊髓损伤前、后不同时期动态 ADC 值和 FA 值的变化，与脊髓损伤和修复过程病例血进展具有较厚的相关性。目前正常脊髓 ADC 值和 FA 值报道不一，尚无统一标准。根据本组资料的测量，正常成年人脊髓的平均 ADC 值为(830.34215.86)106mm2/s，较其它学者8-10测量结果偏小;平均 FA 值为(536.0340.00)10-3，介于其它学者的测量结果之间。DTI 诊断脊髓慢性损伤程度标准的可靠性和精确性还有待进一步临床研究。常规 T2WI 检出脊髓性颈椎病脊髓损伤的敏感性很低，有报道11称对于脊髓慢性损伤 T2WI 出现异常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性仅为 23.44%，而 DTI 检出的敏感性为 76.56%。对于 12 例颈髓病变高信号，其 DTI 图像病变区均出现异常信号，ADC 值明显增高，FA 值降低等反映出水分子扩散增强，分子各项异性降低。42 例 T2WI 未检出异常信号的颈髓型颈椎病中，DTI 图像有 37 例病变区显示异常信号，测量其 ADC 值升高，FA 值降低;有 15 例病变区 DTI 参考值改变无明显统计学差异，以上数据说明 DTI 对颈髓慢性损伤的的敏感性较常规 T2WI 高。
