吳 菲 王衛(wèi)衛(wèi) 李 沖 劉含秋

T2 mapping又稱T2弛豫時(shí)間圖，是一種量化分析技術(shù)，反映的是組織的T2值。相比于傳統(tǒng)的磁共振結(jié)構(gòu)成像，它可以客觀、準(zhǔn)確地定量評估正常及病變結(jié)構(gòu)的T2值，且具有很高的重復(fù)性；目前，被廣泛地應(yīng)用于關(guān)節(jié)軟骨和心肌的研究。近年來，一些研究者也嘗試著將此技術(shù)應(yīng)用于周圍神經(jīng)疾病的診斷及預(yù)后的評估。本文就T2 mapping在周圍神經(jīng)疾病中的研究進(jìn)展予以綜述。

T2 mapping的成像原理及序列

T2 mapping測量的是組織的T2值，即橫向弛豫時(shí)間，又稱“自旋-自旋弛豫時(shí)間”，它是指橫向磁化矢量喪失到原來37%所需要的時(shí)間，與組織、器官的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，也與磁場強(qiáng)度有關(guān)。如在1.5T的磁場，體溫條件下，大腦灰質(zhì)的T2值約100ms，白質(zhì)的T2值約80ms，腦脊液的T2值約2200ms，而肌肉的T2值為50ms[1]。測量T2值的金標(biāo)準(zhǔn)是采用多回波自旋回波序列（multi-echo spin echo， MSE），即掃描時(shí)固定一個(gè)重復(fù)時(shí)間（repetition time， TR），在相同的TR下，通過多個(gè)不同的回波時(shí)間（echo time， TE）獲取多幅T2加權(quán)的圖像以得到不同的信號強(qiáng)度值。計(jì)算機(jī)通過擬合這些信號強(qiáng)度值生成不同色階的偽彩圖，即為組織的T2弛豫時(shí)間圖，在此圖上勾畫感興趣區(qū)以獲取相應(yīng)組織的T2值[1-2]。然而，該方法有個(gè)顯著的缺點(diǎn)，那就是采集時(shí)間過長。因此，研究人員研發(fā)了許多其他的測量方法，包括基于預(yù)脈沖的穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列（steadystate free procession， SSFP）、梯度自旋回波序列（gradient recalled echo， GRE）以及SSFP的改進(jìn)采集雙回波穩(wěn)態(tài)序列（double-echo steady-state，DESS），目的均為縮短采集時(shí)間。但這些方法獲取的T2值與金標(biāo)準(zhǔn)相比有所偏差。

周圍神經(jīng)的組織學(xué)特點(diǎn)及損傷后的基本病理類型

引起周圍神經(jīng)損傷的因素有很多，包括外傷、卡壓、代謝、中毒、感染或炎性等。這些不同病因所引起的周圍神經(jīng)病理改變不外乎為四種，分別是沃勒變性、軸索變性、神經(jīng)元變性和節(jié)段性脫髓鞘。沃勒變性通常見于外傷后，神經(jīng)纖維被切斷，離斷的遠(yuǎn)端和部分近端神經(jīng)纖維軸索變性崩解，髓鞘也隨即崩解脫失，隨后產(chǎn)生的碎片被巨噬細(xì)胞吞噬。在神經(jīng)元保持完好的情況下，神經(jīng)纖維可以再生，但生長速度十分緩慢，近端軸突以每天約1mm的速度逐漸向遠(yuǎn)端生長，而臨床功能的恢復(fù)，則需要更長的時(shí)間。軸索變性主要見于代謝或中毒性病因，引起神經(jīng)元蛋白合成障礙，不能供給軸索遠(yuǎn)端營養(yǎng)，出現(xiàn)由遠(yuǎn)端開始向近端發(fā)展的軸索變性，軸索內(nèi)微絲微管結(jié)構(gòu)紊亂破壞，可伴有繼發(fā)性的脫髓鞘改變。神經(jīng)元變性主要見于感染、中毒、代謝等致病因素，可累及感覺神經(jīng)細(xì)胞、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞，分別引起感覺神經(jīng)元病和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病。受累的神經(jīng)元代謝紊亂，細(xì)胞體變性、壞死、崩解和凋亡，繼發(fā)軸索變性壞死，最后整個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)元及其突起崩解壞死，無再生現(xiàn)象。節(jié)段性脫髓鞘主要見于免疫介導(dǎo)的周圍神經(jīng)病，如格林巴利綜合征。其病理特點(diǎn)為髓鞘損傷導(dǎo)致髓鞘板層分離、腫脹，斷裂，進(jìn)而脫失，而軸索相對保留。當(dāng)病程較長或以慢性、復(fù)發(fā)性為特點(diǎn)時(shí)，施旺細(xì)胞增生，髓鞘圍繞著軸索呈同心圓排列，顯微鏡下表現(xiàn)為特征性的“洋蔥圈”改變。

T2 mapping在正常周圍神經(jīng)中的應(yīng)用

國內(nèi)外眾多學(xué)者將T2 mapping應(yīng)用于正常周圍神經(jīng)的研究，在3.0T磁共振下得到不同部位周圍神經(jīng)的T2參考值，并通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，尋找影響神經(jīng)T2值的生理因素。2012年，Dimitrios等[3]率先在L4水平測量了正常人脊神經(jīng)節(jié)和節(jié)后段脊神經(jīng)的T2 值，分別為 78.0±11.9ms和 59.5±7.4ms。他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)節(jié)的T2值顯著高于節(jié)后段脊神經(jīng)，并分析原因，認(rèn)為這是由于神經(jīng)節(jié)和節(jié)后段脊神經(jīng)組織成分不同所造成的。脊神經(jīng)后根神經(jīng)節(jié)不僅包含神經(jīng)元胞體，還含有樹突，即有髓神經(jīng)纖維，而節(jié)后段神經(jīng)纖維是由神經(jīng)元的長軸突所聚集形成的。這樣的混合成分使得神經(jīng)節(jié)的T2值高于節(jié)后段脊神經(jīng)。Sollmann等[4]研究了15個(gè)健康人的腰骶叢，并將測量范圍擴(kuò)大到L5-S1神經(jīng)。他們測量了L4、L5和S1神經(jīng)節(jié)前、神經(jīng)節(jié)以及節(jié)后段的T2值，發(fā)現(xiàn)節(jié)前段均值為74.6±4.7ms，神經(jīng)節(jié)均值為 84.7±4.1ms，節(jié)后段均值為65.4±2.5ms。節(jié)前、神經(jīng)節(jié)及節(jié)后段T2值存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。此外，該方法擁有較好的重復(fù)性，因此未來對于診斷腰骶叢病變可能是個(gè)有用的工具。除了腰骶叢之外，Kronlage等[5]研究了健康志愿者四肢神經(jīng)的T2值，發(fā)現(xiàn)健康人坐骨神經(jīng)的T2值為70.85±4.91ms，脛神經(jīng)為 63.34±6.54ms，尺神經(jīng)為 75.30±10.19ms，正中神經(jīng)為 69.58±7ms，橈神經(jīng)為65.36±9.16ms，他們還通過相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)四肢神經(jīng)的T2值與研究對象的身高、體重、年齡及BMI均無相關(guān)性，這為今后相關(guān)研究中對照組及病例組的納入提供了重要參考信息。

T2 mapping在不同周圍神經(jīng)疾病中的應(yīng)用

1.周圍神經(jīng)炎性疾病

慢性炎性脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)根神經(jīng)?。–IDP）是一類由自身抗體介導(dǎo)的脫髓鞘性周圍神經(jīng)病，患者往往表現(xiàn)為對稱性的四肢遠(yuǎn)端無力伴感覺異常。Hiwatashi等[6]測量了正常對照組和CIDP患者臂叢的T2值，發(fā)現(xiàn)與健康人相比，CIDP患者臂叢神經(jīng)的平均T2值顯著增高。ROC曲線顯示當(dāng)臂叢神經(jīng)根的T2值達(dá)到96.63ms時(shí)，敏感性為63.85%，特異性為84.00%。Felisaz等[7]分別測量了脛神經(jīng)的T2值，得到相似的結(jié)果，即CIDP患者周圍神經(jīng)的T2值顯著高于正常人。然而，也有學(xué)者得到不同的結(jié)果。Kronlage等[8]測量了CIDP患者和健康志愿者坐骨神經(jīng)的T2值，發(fā)現(xiàn)兩組并無明顯的差異；此外，他們還測量了坐骨神經(jīng)的質(zhì)子密度，即PD值，發(fā)現(xiàn)CIDP患者坐骨神經(jīng)PD值較對照組顯著升高。因此，他們推論CIDP患者周圍神經(jīng)在MR上信號升高的原因并非是神經(jīng)組織T2弛豫時(shí)間的延長，而是周圍神經(jīng)內(nèi)的質(zhì)子密度增高。他們進(jìn)一步說明，T2值的延長是神經(jīng)鞘膜中自由水的增多，而質(zhì)子密度的升高卻意味著神經(jīng)內(nèi)與大分子結(jié)合的水或被限制在髓鞘內(nèi)的水分子增多，因此推測CIDP患者外周神經(jīng)信號升高是由于神經(jīng)鞘膜內(nèi)的結(jié)合水增多。

2.周圍神經(jīng)卡壓疾病

周圍神經(jīng)卡壓是指周圍神經(jīng)在走行過程中，被鄰近的結(jié)構(gòu)壓迫或在由骨、肌肉、韌帶、筋膜等形成的管道中受到壓迫，出現(xiàn)相應(yīng)神經(jīng)損傷的臨床癥狀。椎間盤突出可引起相應(yīng)節(jié)段脊神經(jīng)根受到卡壓；尺神經(jīng)、正中神經(jīng)在肘管和腕管中受到卡壓引起肘管及腕管綜合征；臂叢神經(jīng)被同側(cè)的頸肋壓迫引起胸廓出口綜合征；坐骨神經(jīng)被收縮的梨狀肌擠壓引起梨狀肌綜合征。Riegler等[9]和Cha等[10]分別研究了腕管綜合征病人正中神經(jīng)的T2值，得出的結(jié)論相一致，即與健康人相比，患者病變神經(jīng)的T2值升高。Sollmann等[11]研究了18例單側(cè)腰骶神經(jīng)根受到卡壓的患者，他們分別測量了研究對象患側(cè)及健側(cè)神經(jīng)根節(jié)前、神經(jīng)節(jié)及節(jié)后段的T2值，發(fā)現(xiàn)與健側(cè)相比，患側(cè)神經(jīng)的平均T2值顯著升高，故認(rèn)為腰骶神經(jīng)T2值也許能作為反映此類病人神經(jīng)損傷的客觀參數(shù)。Baumer等[12]對于無臨床表現(xiàn)但肌電圖異常的尺神經(jīng)卡壓患者進(jìn)行研究，根據(jù)電生理檢查神經(jīng)傳導(dǎo)速度是否減慢，分為兩組，并測量兩組研究對象尺神經(jīng)的T2值。他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢的一組研究對象，其尺神經(jīng)T2值較另一組顯著升高，因此認(rèn)為T2值的改變快于臨床癥狀的出現(xiàn)，可以作為檢測處于亞臨床階段的周圍神經(jīng)損傷患者的標(biāo)志物。

3.周圍神經(jīng)外傷及修復(fù)

周圍神經(jīng)外傷及外傷后的修復(fù)一直為臨床所關(guān)注。Shen等[13]構(gòu)建了新西蘭大白兔單側(cè)坐骨神經(jīng)牽拉傷模型，比較損傷部位不同時(shí)相的T2值，并與組織學(xué)和功能恢復(fù)情況相關(guān)。他們發(fā)現(xiàn)，坐骨神經(jīng)損傷初期，牽拉處坐骨神經(jīng)的T2值上升，并于損傷后第3天達(dá)到峰值，隨后迅速下降。至第2周時(shí)，T2值下降速度減慢。隨訪至第10周，T2值趨于穩(wěn)定，但仍高于損傷前基線水平。組織學(xué)顯示，損傷后1天，盡管神經(jīng)外膜仍保持完整，但大量軸索丟失，髓鞘崩解，炎細(xì)胞浸潤。這樣的病理改變于損傷后第三天達(dá)到高峰，損傷處神經(jīng)纖維完全崩解。第二周時(shí)，神經(jīng)纖維開始再生，鏡下可見一些細(xì)小的薄髓鞘纖維，到第6周時(shí)，再生的神經(jīng)纖維數(shù)量增多，并逐漸成熟。第10周時(shí)，新生的軸索形態(tài)與損傷前相類似。而功能的恢復(fù)與T2值的改變也大體一致。損傷一天至一周，功能損害最嚴(yán)重。1周后，功能逐漸恢復(fù)，并于第8至10周至損傷前水平。由此，他們認(rèn)為，T2值可以反應(yīng)神經(jīng)損傷的程度及監(jiān)測損傷后神經(jīng)的恢復(fù)情況。

4.其他

除了周圍神經(jīng)炎性病變、卡壓及外傷，T2 mapping在糖尿病周圍神經(jīng)病中也有應(yīng)用。糖尿病周圍神經(jīng)?。―iabetic Peripheral Neuropathy，DPN）是糖尿病的一類常見并發(fā)癥，其中以遠(yuǎn)端對稱性多發(fā)性周圍神經(jīng)病最多見。患者常表現(xiàn)為雙側(cè)肢體遠(yuǎn)端感覺異常，呈“手套-襪套樣感覺障礙”[14]。Wang等[15]研究了22例糖尿病周圍神經(jīng)病患者，22例不伴有周圍神經(jīng)病的糖尿病患者以及20位健康人的脛神經(jīng)T2值。他們發(fā)現(xiàn)，DPN患者脛神經(jīng)的T2值高于不伴有DPN的糖尿病患者，高于正常人。這是由于DPN患者的周圍神經(jīng)纖維變性后，神經(jīng)內(nèi)膜中水分增多，血管滲透性增高以及炎性介質(zhì)增加。當(dāng)T2值為51.34ms時(shí)，可以較好區(qū)分糖尿病周圍神經(jīng)病和非糖尿病周圍神經(jīng)病，此時(shí)敏感性為81.8%，特異性為89.2%，因此脛神經(jīng)T2值也許能作為一種非侵入性的評估糖尿病患者周圍神經(jīng)病的量化參數(shù)。

總結(jié)與展望

T2 mapping作為一種非侵入性的磁共振量化評估手段，首先應(yīng)用于評價(jià)關(guān)節(jié)軟骨和心肌。隨著醫(yī)學(xué)診療逐漸走向精準(zhǔn)化，它在外周神經(jīng)疾病中的應(yīng)用也越來越廣泛。它不僅為疾病的診療提供了一種可供選擇的檢查手段，還彌補(bǔ)了傳統(tǒng)磁共振結(jié)構(gòu)像依賴主觀評價(jià)的缺點(diǎn)，使診斷趨于精準(zhǔn)、客觀。然而，T2 mapping也有十分顯著的缺點(diǎn)，那就是病人無法忍受長時(shí)間的掃描。未來，如何更進(jìn)一步地縮短掃描時(shí)間值得關(guān)注，此外，T2值結(jié)合其他量化指標(biāo)如T1ρ、DTI、QSM等在周圍神經(jīng)疾病中的應(yīng)用目前鮮有報(bào)道，這也是一個(gè)未來值得研究的方向。