0 引言

       鼻咽癌是华南地区最常见病之一，患者预后好坏很大程度上取决于肿瘤临床分期高低^{[1, 2]}。美国癌症联合委员会（The American Joint Committee on Cancer, AJCC）的第8版癌症分期手册中关于鼻咽癌TNM分期将肿瘤侵犯脑神经（cranial nerves, CN）归于第Ⅳ期，是影响患者预后不良重要因素^[2]。崔春艳等^[3]观察到鼻咽癌海绵窦累及与否对应5年总生存率（overall survival, OS）分别为71.7%和91.3%，CN受累与否对应5年OS分别为74.0%和89.0%。到目前为止，从影像角度研究鼻咽癌累及CN鲜见报道，且以往均是从常规T1WI增强扫描序列间接判断CN受累情况，判断标准包括：沿CN走行区强化的软组织肿块替代正常CN结构；CN增粗或异常强化；CN穿越颅底孔道扩大^{[4, 5, 6]}。基于上述标准实际上存在两个问题，一是鼻咽癌累及CN走行区并不意味着CN受侵；另一方面在T1WI像上，CN信号与肌肉信号类似，直接辨认CN各分支有一定难度，因此其诊断鼻咽癌累及CN的准确性值得怀疑。三维磁共振神经成像（three-dimensional magnetic resonance neurography, 3D-MRN）技术是当前基于磁共振成像应用于周围神经解剖及疾病研究的主流技术，其能显示周围神经管径3 mm以下神经束，具有非常高的空间分辨率，在神经轴位上甚至能观察到神经膜等细微结构。在众多3D-MRN成像中，三维短时反转恢复快速自旋回波成像（three-dimensional flip-angle evolution short-tau inversion, 3D-SPACE-STIR）序列凭其具有的神经重T2信号和大视野（field of view, FOV）值在外周神经，特别是臂丛、腰骶丛等粗大周围神经成像被广泛接受，其最关键技术是注射顺磁性钆对比剂可缩短神经背景组织（肌肉、血管、淋巴结、筋膜）T2弛豫时间，受血-神经屏障的影响，神经吸收对比剂少，因此T2弛豫时间变化不显著，这突出了神经的高信号。然而，由于神经背景信号的强烈抑制，区分背景的组织结构关系，特别是在分析肿瘤与神经、肿瘤与背景其他结构关系受到限制。三维双回波稳态进动（three-dimensional double echo steady state, 3D-DESS）序列基于三维梯度回波技术，允许同时采集两个完全不同对比度的稳态自由进动（steady state free precession, SSFP）回波，合成后不仅提供高T2对比度，同时还产生稳定的、较高的组织结构空间分辨率，较多应用于骨关节软骨相关疾病研究。日本学者FUJII等^[7]首次将其应用于涎腺导管成像，偶然间发现对CN颅外全段的显示也非常优越。当前应用3D-SPACE-STIR和3D-DESS序列研究CN颅外段显示价值较少见，且研究对象以健康志愿者为主^{[8, 9]}。本研究将以鼻咽癌患者为研究对象，比较3D-DESS与3D-SPACE-STIR序列对下颌神经颅外段显示价值及评价肿瘤与神经关系，以期为鼻咽癌的分期分级、预后预测等提供有效的技术手段。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       本研究遵守《赫尔辛基宣言》，经桂林医学院附属医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：2023KJJLL-50。根据配对设计研究的样本量估计公式^[10]n=（uα+uβ）²σd²/δ²计算样本量，检验水准α=0.05，检验效能1-β=0.9。本研究以阅片者对图像质量的主观评分为主要研究指标，计算得出σd=0.95，δ=0.63，样本量至少24。

       回顾性收集我院在研究期间（2018年1月至2025年3月）符合纳入/排除标准的36例鼻咽癌患者MRI资料，男28例，女8例，年龄33~64（50.1±9.6）岁。

       纳入标准：（1）经组织活检病理证实的鼻咽癌患者；（2）同时具备3D-DESS和3D-SPACE图像者。排除标准：（1）有严重运动、金属伪影等影响观察部位者；（2）患有其他疾病影响下颌神经观察者。

1.2 扫描方法

       患者同时行平扫3D-DESS及3D-SPACE-STIR序列扫描。扫描设备为Veiro 3.0 T超导型磁共振成像仪（Siemens Healthineers，德国），扫描线圈为头颈联合12通道线圈，采用博莱柯高压注射器（博莱科高压注射器工程股份有限公司，瑞士）注入对比剂，用20 mL生理盐水冲洗导管。对比剂为钆喷替酸葡甲胺（江苏恒瑞医药股份有限公司，中国）注射液，剂量为0.1 mmol/kg体质量。患者检查时取仰卧位头先进。常规序列包括：平扫T1WI轴位、矢状位和T1WI-脂肪抑制（fat suppression, FS）轴位、矢状位、冠状位；平扫T2WI轴位和T2WI-FS轴位、冠状位；增强扫描T1WI-FS轴位、矢状位、冠状位。扫描范围为鞍上池至锁骨上窝。3D-DESS序列在注射对比剂前完成，轴位，扫描范围为鞍上池至喉咽上界。3D-SPACE-STIR序列在T1WI增强扫描结束后立即进行，冠状位，扫描范围为上颌窦前壁至延髓后缘。3D-DESS序列扫描参数：TR 14.45 ms,TE 5.17 ms,层厚0.3 mm，层间距1.5 mm，FOV 150 mm×150 mm，总扫描时长3 min 48 s；3D-SPACE-STIR序列扫描参数：TR 3000 ms,TE 144 ms,层厚0.9 mm，层间距0 mm，FOV 210 mm×210 mm，总扫描时长10 min 25 s。

1.3 图像分析及数据测量

       由两名不同年资头颈组医生（15年以上工作经验的副主任医师和5年工作经验的住院医师）在影像归档和通信系统（picture archiving and communication systems, PACS）上对图像进行图像质量评分，图像质量主观评分标准见表1^{[7, 11]}，参照格氏解剖学图谱追踪下颌神经，主要评估下颌神经的主干及4支分支：颊神经、舌神经、下牙槽神经、耳颞神经。统计下颌神经各段及分支显示率并评估其显示质量。若神经各段起始端得以清晰呈现，即可视作该神经有效显示，则予以分值≥1分；神经不显示则予以0分，神经的显示率=显示的神经数（分值≥1分）/未被病灶累及的神经。由一名住院医师负责测量下颌神经、翼外肌、皮下脂肪信号值（signal intensity, SI），尽量取信号均匀区，避开伪影区、血管、肌肉筋膜等结构（图1）；感兴趣区面积取2~4 mm²，为减少测量误差，所有SI测量均测量3次，取其平均值。依据测量值计算得到图像的信号强度比（signal intensity ratio, SIR）[式（1）]、信噪比（signal-to-noise ratio, SNR）[式（2）]、对比噪声比（contrast-to-noise ratio, CNR）[式（3）]。

       其中，N为神经（nerve）；M为翼外肌（muscle）；F为脂肪（fat）；SD为背景噪声标准差。

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图1  感兴趣区的勾画。1A~1C为磁共振三维双回波稳态进动（3D-DESS）序列同层面图像；1D~1F为三维短时反转恢复快速自旋回波成像（3D-SPACE-STIR）序列同层面图像。1A、1D为下颌神经感兴趣区的勾画；1B、1E为翼外肌感兴趣区的勾画；1C、1F为皮下脂肪感兴趣区的勾画。
Fig. 1  Sketching of the region of interest. 1A-1C is the same plane image of magnetic resonance three-dimensional double echo steady state precession (3D-DESS) sequence. 1D-1F is a three-dimensional short-time reverse recovery rapid spin echo imaging (3D-SPACE-STIR) sequence of the same plane image. 1A and 1D are delineated as areas of interest of mandibular nerve. 1B and 1E represent the delineation of the area of interest of the external pterygoid muscle. 1C and 1F are delineated as subcutaneous fat areas of interest.

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表1  图像质量及神经分支显示质量的主观评分标准
Tab. 1  Subjective rating criteria for image quality and neural branch display

1.4 统计学方法

       采用SPSS 27.0统计分析软件。图像主观评分和各测量数值进行正态分布检验（Shapiro-Wilk检验），若数据符合正态分布，以x¯±s表示，并采用配对样本t检验进行组间比较；若数据不符合正态分布，以中位数（上下四分位数）表示，采用配对样本的符号秩和检验（Wilcoxon符号秩和检验）进行组间比较；采用配对卡方检验比较两序列对鼻咽癌累及下颌神经显示情况。两位观察者之间主观评分的一致性评价采用Kappa分析。Kappa值>0.75表示一致性好，0.4≤Kappa值≤0.75为一致性较好，Kappa值<0.4表示一致性差。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两序列对下颌神经颅外段显示情况对比

       36例鼻咽癌患者均完成了平扫3D-DESS及3D-SPACE-STIR序列扫描，对总共72支下颌神经进行回顾性分析，其中48支下颌神经为正常，24支下颌神经被诊断为鼻咽癌累及，见图2。各序列图像质量的主观评分及客观参数见表2；下颌神经各分支情况主观评分见表3；在3D-DESS及3D-SPACE-STIR序列中两观察者对图像质量的主观评分结果的Kappa值分别为0.875、0.825，一致性好。

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图2  磁共振三维双回波稳态进动（3D-DESS）序列及三维短时反转恢复快速自旋回波成像（3D-SPACE-STIR）序列对神经、病灶的显示情况。2A~2E：同一患者正常下颌神经。2A、2B为平扫3D-DESS序列图像；2C~2E为3D-SPACE-STIR序列图像，颊神经（蓝箭）、耳颞神经（绿箭）、舌神经（黄箭）、下牙槽神经（红箭）。2F~2I为同一患者，病变累及下颌神经。2F、2G为平扫3D-DESS序列图像，病灶（红色三角形）、受累神经信号增高（黄色三角形）、肌肉信号增高（蓝色三角形）、肌肉萎缩（绿色三角形），其中2F中见神经被病灶包绕，2H、2I为3D-SPACE-STIR序列图像，病灶区神经局部变细（紫色三角形）、受累神经远侧增粗（白色三角形）。
Fig. 2  Display of nerve and lesion with three-dimensional double echo steady state (3D-DESS) and three-dimensional flip-angle evolution short-tau inversion (3D-SPACE-STIR) sequence. 2A-2E: Normal mandibular nerve in the same patient. 2A-2B are plain scan 3D-DESS sequence images; 2C-2E are 3D-SPACESTIR sequence images, buccal nerve (blue arrow), auricular-temporal nerve (green arrow), lingual nerve (yellow arrow), inferior alveolar nerve (red arrow). 2F-2I for the same patient, the lesion involves the mandibular nerve; 2F-2G are plain scan 3D-DESS sequence images, lesion (red triangle), involved nerve signal increase (yellow triangle), muscle signal increase (blue triangle), muscle atrophy (green triangle), in which 2F shows nerve being surrounded by lesion, 2H-2I are 3D-SPACE-STIR sequence images, the lesion area nerve local thinning (purple triangle), the affected nerve distal thickening (white triangle).

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表2  各序列图像质量的主观评分及客观参数
Tab. 2  Subjective scores and parameters of image quality of each sequence

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表3  31支下颌神经各分支显示情况对照
Tab. 3  Comparison of 31 mandibular nerve branches

2.2 两序列对鼻咽癌累及下颌神经显示情况比较

       24支下颌神经被肿瘤累及，3D-DESS序列显示神经与肿瘤的关系、神经的连续性、肿瘤段神经的形态优于3D-SPACE-STIR序列，差异具有统计学意义（χ²=33.566，P<0.001；χ²=12.800，P<0.001；χ²=8.333，P=0.004）；3D-SPACE-STIR序列显示非肿瘤段神经形态优于3D-DESS序列，差异具有统计学意义（χ²=4.148，P=0.042），见表4。

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表4  两序列对鼻咽癌累及下颌神经显示情况比较
Tab. 4  Comparison of mandibular nerve involvement between the two sequences in nasopharyngeal carcinoma

3 讨论

       本研究比较了磁共振3D-DESS序列与3D-SPACE-STIR序列对下颌神经颅外段的显示价值。结果显示两序列对48支正常下颌神经颅外段各分支均有较高的显示率，且显示质量均较好。在鼻咽癌累及下颌神经病例中，3D-DESS显示24支下颌神经受累，在观察神经与肿瘤的关系、神经的连续性、肿瘤段神经的形态中，3D-DESS序列优于SPACE-STIR序列；在显示非肿瘤段神经的形态中，SPACE-STIR序列优于3D-DESS序列；在显示病变周围肌肉的形态中，两序列呈现着相似的显示效果。这点正是本研究的创新之处，对引导今后研究鼻咽癌累及或沿CN转移提供了方向，丰富了研究思路。

3.1 3D-DESS、3D-STIR-SPACE序列对下颌神经颅外段显示情况对比分析

       3D-MRN由于其高空间分辨率和多平面重组，越来越被学者及临床所认可，被广泛应用于周围神经成像^{[12, 13, 14]}。3D-SPACE-STIR序列由于采用的是注射对比剂后结合反转恢复序列，使脂肪、小静脉、肌肉等信号被均匀且有效抑制，同时长回波时间，神经膜间水信号表现特别强烈，在优异的背景抑制下，周围神经犹如血管造影样显示特别清晰^{[15, 16]}，3D-SPACE-STIR序列由于其较大的FOV值，能包括较大的范围，所以较多应用于臂丛、腰骶丛及四肢神经成像^{[17, 18, 19]}，在神经损伤、代谢疾病、神经肿瘤病变诊断等方面提供详细信息。白玉朋等^[20]学者观察臂丛神经在3D-SPACE-STIR序列图像中的显示情况，臂丛神经显示评分为（3.98±0.51）分,背景抑制评分为（3.57±0.66）分，然而在颅面部CN 3D-SPACE-STIR序列应用少见报道。徐列印等^[21]应用3D-SPACE-STIR序列观察CN海绵窦段显示情况，CNⅢ、CNⅣ、CNV1、CNV2、CNⅥ显示率分别为100%、65%、100%、100%、87.5%。3D-DESS序列利用三维梯度回波技术，允许同时采集两个完全不同对比度的SSFP回波：稳态进动快速成像（fast imaging with steady state precession, FISP）序列和反转恢复稳态进动快速成像序列（reverse fast imaging with steady state precession, PSIF）序列。这些回波随后使用平方和计算进行组合，PSIF成分提供高T2对比度，但FISP部分产生的形态学图像主要受T1/T2比的影响。合并后产生更高T2^*加权图像。较多应用于骨关节软骨相关疾病研究，当前其应用方向向周围神经拓展^{[22, 23, 24]}。JEONG等^[25]报道腮腺内面神经主干、颞面分支、颈面分支显示率分别为97.5%（117/120）、44.2%（53/120）和25.0%（30/120）。本研究与王国松等^[26]的研究类似，究其原因，一方面可能为3D-STIR-SPACE较3D-DESS具有更重的T2WI效应；另一方面，增强后STIR能显著抑制包括脂肪、肌肉、小静脉信号，在此背景下，神经鞘膜内水信号更加突出。此外，本研究也发现3D-DESS较3D-STIR-SPACE序列图像中具有更高的SNR，这与3D-DESS梯度回波成像具有更短的成像时间和因水激发联合脂肪抑制技术减少伪影有关，这支持前者神经边缘显示更加清晰光滑，与周围组织界限清楚。

3.2 3D-DESS与3D-SPACE-STIR序列显示鼻咽癌累及下颌神经对比分析

       本研究结果显示，24支下颌神经被鼻咽癌累及，3D-DESS在发现神经被侵犯和判断神经与肿瘤关系、神经走行方面明显优于3D-SPACE-STIR序列，与之前学者研究结果一致。JEONG等^[25]的一项研究中，3D-DESS评估腮腺内面神经与肿瘤关系与手术所见一致性高达90.8%（109/120）。KIM等^[27]92%（23/25）的3D-DESS图像正确预测了肿瘤与面神经主干的关系。这可能归因于3D-DESS序列的双稳态自由进动回波，FISP序列和PSIF序列。这些回波随后使用平方和计算进行组合，不仅PSIF成分提供高T2对比度，而且FISP部分产生良好的形态学图像。3D-SPACE-STIR可见肿瘤包绕神经3例，21例不能显示肿瘤与神经关系，病变处神经信号中断15例，9例神经信号连续。这可能与3D-SPACE-STIR序列在突出神经信号的重T2效应前提下，因为其背景中的血管、筋膜、肌肉及肿瘤组织吸收对比剂而缩短T2弛豫时间，而信号受到明显的抑制，失去了组织信号对比度，甚至有时候当血-神经屏障被肿瘤破坏时，此时神经本身也失去重T2信号。

3.3 局限性

       本研究的局限性是并未涉及到鼻咽癌累及下颌神经颅外段的相关因素研究，未来需要进一步扩大样本量，拓宽研究范围和深度。

4 结论

       总之，平扫3D-DESS序列和3D-SPACE-STIR序列对下颌神经都表现良好的显示率。然而在神经与肿瘤关系、神经连续性及形态的显示上，3D-DESS序列较3D-SPACE-STIR序列展现了较大的优势。未来3D-DESS序列有望在鼻咽癌的研究与临床诊治中发挥关键作用，3D-SPACE-STIR序列对发现非肿瘤段神经信号及形态改变有一定价值。