回顾分析2013年2月至2015年4月经手术病理或临床综合诊断明确的15例脊神经根病变患者和正常健康志愿者3例，所有患者及正常健康志愿者均行常规MRI、非增强和增强磁共振三维快速自旋回波成像/薄片各向同性成像(3D-Sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions/isotropic imaging，3D-Space-iso)序列进行成像，然后行最大信号强度投影(maximum intensity projection，MIP)进行重建后处理，通过与常规脊柱MRI图像及增强前后3D-Space-iso序列的图像对比分析，进一步探讨增强3D-Space-iso序列在脊神经根病变的临床应用价值。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       正常健康志愿者3例，其中男2例，女1例，年龄分别为28岁、42岁、55岁，均无临床相关症状及相关病史；另一组为脊神经根病变患者15例，其中男9例，女6例，年龄19~75岁，平均年龄约为48岁，临床上均有相应脊神经根症状：颈或腰部疼痛，伴相应肩背或腰背部、双上肢或臀部及双下肢胀痛及麻木等临床表现。该项研究经过医院伦理委员会审核通过，检查前所有受检者均知情同意，并签署知情同意书。

1.2　检查方法

       采用Siemens 3.0 T磁共振成像机器，脊柱矩阵线圈，受检者取仰卧位，先行常规MRI矢状位：T1WI、T2WI、短时反转恢复序列(short tau inversion recovery，STIR)，层厚3.5 mm，层间距0~0.35 mm，FOV 280 mm×280 mm，快速自旋回波技术，T1WI TE 9.5 ms，TR 600 ms；T2WI TE 91 ms，TR 3200 ms；STIR序列TI 220 ms，TE 53 ms，TR 2800 ms；横轴位：T2^*WI(限于颈椎)或T2WI(胸、腰、骶椎)，层厚3.0~5.0 mm，层间距0.5 mm，FOV 200 mm×200 mm/210 mm×210 mm，TE 17/107 ms，TR 350/3500 ms；注射Gd-DTPA前、后分别行冠状位非增强和增强3D-Space-iso序列扫描，主要技术参数：层厚1.0 mm，层间距0 mm，FOV 340 mm×340 mm，短时反转恢复序列加化学位移脂肪抑制技术，TE 310 ms，TR 3800 ms，TI 220 ms，采集次数1次，扫描时间5分44秒。

       本研究分以下5步进行：第1步进行常规MRI扫描(包括：矢状位T1WI、T2WI、STIR及横轴位T2^*WI或T2WI)；第2步进行非增强3D-Space-iso序列冠状面加脂肪抑制的容积扫描；第3步通过预先建立的留置针通道经高压注射器注射钆喷(或钆贝)酸葡胺(15 ml左右)及0.9%生理盐水(20 ml左右)后行增强3D-Space-iso序列冠状面加脂肪抑制的容积扫描，增强前后3D-Space-iso序列扫描参数均固定不变；第4步将步骤2、3扫描所获得的数据输入后处理工作站，分别采用层厚为30 mm的薄层和层厚为全扫描野(冠状面扫描时的层厚>30 mm)的厚层进行MIP重建后处理；第5步将正常健康志愿者与脊神经根病变患者的增强前后3D-Space-iso重建图像对比。

1.3　图像后处理及图像分析

       增强前后3D-Space-iso序列成像图像均用MR机器所带软件行脊神经根3D最大信号强度投影(maximum intensity projection，MIP)进行重建后处理。由2位从事MRI诊断5年以上的高级职称医师分别对常规MRI图像、非增强与增强3D-Space-iso序列经MIP后处理图像进行诊断，评估增强3D-Space-iso序列后处理图像的诊断价值。

2　结果

       经过3D MIP重建后处理的非增强和增强3D-Space-iso序列图像均能清晰显示全段脊神经根及根鞘、神经节及节后段神经纤维的解剖结构，但是，后者对神经根及其节后神经纤维的显示更加清晰，背景伪影明显减少，基本上去除了血管伪影的干扰。3例正常志愿者的增强3D-Space-iso序列对双侧脊神经根解剖结构显示良好，神经根及其主要分支均呈高信号改变，与周围脂肪抑制后的低信号背景形成强烈对比，结构清晰，节后神经纤维细微分支亦能清晰显示。15例患者的增强3D-Space-iso序列对双侧脊神经根与病变的解剖关系显示清晰，其中椎间盘突出10例(含椎间盘髓核脱出3例)，均清晰显示椎间盘突出或髓核脱出的方向、形态边缘，继发椎管或侧隐窝狭窄情况，神经根受压、移位程度、以及神经根有无水肿及水肿程度(图1A,图1B,图1C,图1D,图1E,图1F)。肿瘤性病变3例：神经纤维瘤病Ⅰ型、伴硬脊膜发育不良并脊膜膨出1例，神经鞘瘤1例，转移瘤1例，均清晰显示了肿瘤的形态、大小、数目，肿瘤的生长方式，肿瘤与神经根的解剖关系以及神经根受侵犯或受压、移位或包绕等情况(图2A,图2B,图2C,图2D,图2E,图2F)。神经根鞘囊肿2例，对于囊肿的形态、大小、数量以及与神经根的关系显示清晰。

       神经根病变分类、统计结果为：(1)腰椎间盘突出较为多见，特别是侧旁型突出及部分髓核脱出对脊神经根的压迫最为明显，通过结合常规MRI图像，3D-Space-iso序列成像能清晰显示椎间盘突出或髓核脱出部分的形态、大小及部位，对相应脊神经根鞘受压、移位情况，还能清晰显示脊神经根变形及有无水肿等情况。(2)3D-Space-iso序列成像能清晰显示神经根鞘囊肿的大小、数量、形态、位置及与神经根的相应关系。(3)3D-Space-iso序列成像能清晰显示肿瘤的全貌与脊神经根的关系，对于原发于神经根的神经源性肿瘤具有明显优势，能清晰显示相应脊神经根鞘、脊神经节和脊神经节后纤维被梭形或哑铃形的肿瘤组织代替、侵犯，并沿神经根走行进展，与文献报道一致^[1]，亦为肿瘤的定性以及手术治疗方案的选择提供重要依据。

       常规MRI图像只能显示神经根起始段及椎间孔周围的小部分神经节段，无法清晰显示神经根及其节后神经纤维的细微解剖。

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图1  男，64岁，腰椎间盘突出症。L4/5椎间盘突出伴部分髓核向左后方脱出，相应神经根明显受压，增强扫描病灶无明显强化，非增强Space序列对脱出的髓核显示欠清，且周围血管及脏器的影响较大，图像对比度及清晰度不高，与增强Space有明显差别。A：T2WI矢状位图像；B：T1WI矢状位图像；C：非增强Space 30 mm薄层MIP重建；D：增强Space 30 mm薄层MIP重建；E：非增强Space厚层MIP重建；F：增强Space厚层MIP重建
Fig.1  Sixty-four years old man, lumbar intervertebral disc herniation. Partial nucleus pulposus of L4/5 intervertebral disc prolapse to left posterior, the corresponding nerve root was compressed. lesion without obvious enhancement. And not demonstrated clearly on Non-contrast enhanced Space sequence. Peripheral vessels and organs have great detrimental effect. The sharpness and contrast of images were low. There were obvious difference compared to Space contrast enhanced sequence. A: Sagittal T2-weighted image; B: Sagittal T1-weighted image; C: Non-contrast enhanced Space sequence with 30mm thin layer MIP reconstruction; D: Contrast enhanced sequence with 30mm thin layer MIP reconstruction; E: Non-contrast enhanced Space sequence with thick layer MIP reconstruction; F: Contrast enhanced Space sequence with thick layer MIP reconstruction.

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图2  女，21岁，神经纤维瘤病Ⅰ型。神经纤维瘤病Ⅰ型伴硬脊膜发育不良并脊膜膨出：C7~T5椎体后部扩大的硬膜囊，呈明显"扇贝样"改变，椎体骨质重塑和相应椎管及椎间孔扩大，伴明显脊膜膨出，左侧脊柱旁及左侧胸腔、沿神经纤维走行分布的多发大小不等的结节及肿块影。增强Space序列较非增强Space序列显示病灶的形态、大小、数目及信号改变更清晰、明确，图像对比度强烈，背景伪影干扰较少。A：T2WI矢状位图像；B：T1WI矢状位图像；C：非增强Space 30 mm薄层MIP重建；D：增强Space 30 mm薄层MIP重建；E：非增强Space厚层MIP重建；F：增强Space厚层MIP重建
Fig.2  Twenty-one years old woman, neurofibromatosis Type 1. Neurofibromatosis Type 1, with spinal dura mater dysplasia and myelomeningocele. The expanding dura sac of C7-T5 assume the form of scallop, vertebral body bone-remodeling, corresponding vertebral canal and intervertebral foramen enlargement, accompanied with significant myelomeningocele. Diverse nodules and masses distribute along nerve fibers on the left side of spinal and left thoracic cavity. Contrast enhanced Space sequence indicates more clear and definite than Non-contrast enhanced Space sequence in lesions’ shape, size and quantity, it has stronger contrast ratio and less false shadow. A: Sagittal T2-weighted image; B: Sagittal T1-weighted image; C: Non-contrast enhanced Space sequence with 30 mm thin layer MIP reconstruction; D: Contrast enhanced sequence with 30 mm thin layer MIP reconstruction; E: Non-contrast enhanced Space sequence with thick layer MIP reconstruction; F: Contrast enhanced Space sequence with thick layer MIP reconstruction.

3　讨论

       近几年来，Siemens公司的三维快速自旋回波成像技术(sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，SPACE)序列在脊神经根成像中的研究报道较多，临床应用上SPACE具有以下3点优势：(1)具有薄层、快速、容积成像，任意平面重建，实现真正的高分辨率扫描，相对于EPI序列只有256的最大矩阵，SPACE序列可达到512，从而实现1 mm体素甚至更小的空间分辨率^[2]；(2)采用变角激发，信号区域较大，信号强度高，具有高信噪比；(3)三维成像、各向同性采集、支持任意平面重建，使采集效率明显提高，一般SPACE序列，其回波链长度可以达到几百或1000以上^[3]。同时，该序列采用STIR联合化学位移脂肪抑制技术，使脂肪抑制效果好且均匀，从而相对提高了外周神经的信号强度和对比度，可以更好地显示外周神经的解剖细节^[4]。三维成像为并行采集和K空间重排提供更大的自由度，具备更高的加速潜力^[5]，因而在临床上得到越来越多的应用。

       3D-Space-iso序列全称为魔方成像-变角激发高分辨率快速自旋回波三维成像及薄片各向同性采集、任意切面重建的技术^[6]，该技术支持任意平面、任意角度重建，能清楚显示硬膜囊、硬膜囊鞘外形、脊神经节、部分节后神经纤维外形轮廓的细微的改变和走行的异常^[7]，这是近几年来推广应用最新技术之一。Artico等认为冠状面MRI是诊断神经根病变的金标准^[8,9]。故增强前后3D-Space-iso序列均采用冠状位成像。此外，磁共振对比增强的基本原理是通过改变内、外界弛豫效应和磁化率效应间接地改变组织的信号强度，从而达到提高不同组织间信号差异的目的^[10]。在医学诊断中，为了得到更高的信号对比度，往往就要用到MRI对比剂(contrast agent，CA)^[11]。磁共振对比剂的应用更是极大地拓展了磁共振成像技术的临床适用范围^[12,13]。其中，以含钆的细胞外间隙非特异性分布对比剂的临床应用最多^[14]。本研究采用静脉注射MRI对比剂(钆喷或钆贝酸葡胺15 ml左右)后行增强3D-Space-iso序列冠状面加化学位移脂肪抑制技术的容积扫描，再经3D-MIP重建后处理方法进行观察，结果显示：所有18例被检查者的增强后处理图像均较非增强后处理图像背景抑制效果更显著，明显提高对比噪声比，更突出地显示脊神经根、神经节及节后纤维的走行、连续性及形态，更清晰显示病变与脊神经根及神经纤维的解剖关系，且无血管及其他脏器的伪影干扰。据文献报道：推测其中原因，应该是通过对比剂的使用，使淋巴结、血流缓慢的小血管因为对比剂更多地进入，而呈现更低的信号，而形成神经髓鞘的施万细胞，因吸收的对比剂较少，其信号降低的程度较轻，在更低的背景衬托之下，能更清楚地显示脊神经的细节解剖^[15]。同时，该序列采用冠状位加脂肪抑制技术的容积扫描，层间距为0，一次扫描获得的数据量多，减少了不同组织之间的部分容积效应。使用了新的脂肪抑制技术，明显抑制了高信号的脂肪，从而增加了图像的组织对比度。使得该序列在全脊柱段硬膜囊、脊神经根鞘、神经节及节后纤维的显示率和清晰度均较常规MRI有了质的提升，明显优于非增强3D-Space-iso序列成像。

       目前较常应用于临床的脊神经根成像方法有：(1)磁共振脊髓成像(magnetic resonance myelography，MRM)，它难以显示脊神经根走形的全貌，尤其是脊神经节后段。(2)选择性水激励脂肪抑制技术(principle of selective excitation techique，PROSET)和磁共振多回波数据图像重合(multiecho data image combination，MEDIC)序列均可以显示硬膜囊、神经根鞘袖的外形及神经节和部分节后神经纤维的形态，但椎旁小静脉丛的显影会与神经根重叠，影响神经根的观察。(3)迭代最小二乘估算法水脂分离(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetric and least-squares estimation，IDEAL)序列可获得令人满意的臂丛神经图像^[16]，但图像的背景抑制不充分，影响脊神经根节后段神经纤维的观察。(4)扩散加权神经成像技术(diffusion weighted MRN，DW MRN)可以使神经根显示为均匀高信号，神经节呈更高信号，背景抑制均匀、充分，可以清晰观察脊神经节和节前神经根，经MIP重建还可较好显示节后神经的大体解剖形态和走行。相比以上各种技术，3D-Space-iso的优点有以下几点：(1)更大范围的扫描视野；(2)更均匀、稳定的脂肪抑制效果；(3)更高的空间分辨率；(4)更低的背景抑制效果，更突出、更清晰地显示脊神经根、神经节及节后纤维，以及病变与脊神经根及神经纤维的解剖关系，且无血管及其他脏器的伪影干扰。

       综上所述^[17]，增强3D-Space-iso序列在无创伤、无电离辐射的情况下，能更清楚地显示正常健康志愿者的全脊柱段脊神经根、神经节及节后纤维的形态、大小及走行等解剖关系。同时，也能更清晰显示全脊柱段脊神经根病变部位、病灶形态、大小与相应脊神经根、脊神经节及节后纤维的关系，对脊神经根病变的定性诊断有很高的价值，且图像信号对比强烈，为临床对该类病变的诊断和治疗方式及方案的选择提供重要的诊断依据。不足之处，一是该序列扫描时间比较长，单次非增强或增强3D-Space-iso扫描时间达5分44秒，急性外伤、肿瘤或椎间盘突出(或脱出)患者因疼痛而无法长时间保持镇静、不动，易产生移动伪影，从而影响观察效果；二是MRI检查是一种高档检查方法，检查费用较高，无法作为常规检查广泛开展；三是本组研究病例数较少，在统计过程及讨论中难免存在以少概多、以偏概全之嫌，争取在以后的工作中不断积累、总结，使之更好地应用于临床。