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三维高分辨率3DNerveVIEW、 DTI序列在阴部神经显示和阴部神经病变诊断中的应用价值

2020-07-16 536 上传者：管理员

摘要：目的探讨三维高分辨率磁共振神经成像3DNerveVIEW、扩散张量成像(DTI)序列在阴部神经显示和阴部神经病变诊断中的应用价值。方法18例健康志愿者和24例疑似阴部神经病变的患者纳入研究。由两名放射科医师分别用3DNerveVIEW数据进行阴部神经多平面重组和曲面重组,并行可视化评分。用组内相关系数(ICC)模型对二者阴部神经可视化评分一致性分析。记录疑似患者的阴部神经异常征象,通过病理活检、临床病史、双侧对照及随访结果判断阳性率。用DTI数据获取两组阴茎(蒂)背神经的各向异性分数(FA)值与表观扩散系数(ADC)值。两组数据先行Levene检验,再用非配对t检验分析。结果18例健康志愿者阴部神经可视化图像质量优良,评分一致性良好,ICC为0.804[95%CI,0.720～0.863]。24例疑似阴部神经病变18例阴部神经磁共振神经成像有异常表现,阳性率75%(18/24),ICC为0.864[95%CI,0.631～0.949]。磁共振神经成像主要异常表现为神经广泛或局部增厚、不规整、走行异常、信号强度增高。阴茎(蒂)背神经病变FA值降低、ADC值升高,差异具有显著统计学意义(P<0.05)。结论MR高分辨3DNerveVIEW和DTI序列可获得阴部神经病变良好的可视化影像和量化分析值,具有较好的临床应用价值。

关键词：
扩散张量成像
磁共振成像
磁共振神经成像
阴部神经
阴部神经病
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阴部神经是由运动、感觉和自主神经纤维组成的混合神经[1]。引起阴部神经病变的原因很多:神经卡压、感染、神经源性肿瘤、损伤、盆腔肿瘤侵犯、医源性创伤等[2]。然而,由于阴部神经干及其主要分支相对细小,沿盆腔壁走行多变,常规MRI不能有效评价阴部神经病变情况,现有临床诊断标准也有很多的问题不能解决[3]。磁共振神经成像(MRN)对阴部神经病变诊断的初步研究也证实了一定的临床意义[1,2]。本研究用三维高分辨磁共振神经成像(MRN)3DNerveVIEW和DTI序列,结合图像后处理技术,综合可量化分析的各向异性分数(FA)值和表观扩散系数(ADC)值评价阴部神经病变。

1、资料与方法

1.1研究对象

搜集2018年1月至10月间社会招募的健康志愿者18例(男10例,女8例,年龄19～71岁,平均40.45岁)为对照组。纳入标准为既往无性功能障碍、排便及排尿功能障碍、会阴感觉异常、中枢和周围神经病变、盆腔创伤、盆腔肿瘤、接触神经毒性物质病史。女性要求为非月经期及孕期。搜集于山东省省立医院就诊的24例疑似阴部神经病变患者(男15例,女9例,年龄19～81岁,平均48.53岁)为实验组。主要通过病理活检、临床病史(肿瘤术后、外伤、放疗术后)、治疗后随访(药物、理疗和神经阻滞治疗后病情改善)、临床症状(相应区域功能障碍、感觉异常)、双侧阴部神经对照综合诊断。对非肿瘤和损伤原因的性功能障碍者要确定既往性功能正常,排除生殖器发育异常,相关量表包括勃起功能障碍自测量表(IIEF)、早泄自评量表(PEDT)、抑郁障碍自评量表(PHQ-9)及夜间阴茎勃起硬度测定(RigiScan),排除心理因素和器质性病变所致性功能障碍。所有受试者均无MRI检查禁忌。

本研究为前瞻性研究设计,通过了本院伦理学委员会的批准(批准号.2017-021),所有受试者检查前均签署书面知情同意。

1.2MRI检查

使用3.0TPhilipsAchievaTX超导MRI扫描仪。受检者仰卧,头先进,16通道相控阵表面线圈放置在骨盆区,扫描范围从腰5到双侧股骨小转子平面,包括骨盆前壁至骶骨后缘。检查之前嘱受检者排尽大、小便,以减少其可能造成的信号干扰。先行3DNerveVIEW序列扫描,3DNerveVIEW包括三维高分辨率T2加权、改良运动敏感驱动平衡技术(iMSDE)和精确频率反转恢复(SPAIR)脂肪抑制技术[4]。再行MRI常规序列扫描包括二维横轴位脂肪抑制质子密度加权(PDWI)、T1WI、T2WI,最后行扩散张量成像(DTI)序列。MRI序列主要参数见表1。

表13TMR序列参数表

1.3图像后处理及分析

将扫描原始DICOM数据(3DNerveVIEW和DTI)上传到独立的后处理工作站(PhilipsIntelliSpacePortalStation,Version7.0.4.20175)。MRN数据由两名3年以上的周围神经病变诊断经验放射科医师(1名主治医师和1名副主任医师)独立进行分析。

采用多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)和神经纤维束追踪等图像后处理技术对阴部神经进行重建。重建后形成沿神经长轴旋转的图像,以便多角度显示神经和病变。两位放射科医师分别对对照组阴部神经干、阴茎(蒂)背神经、直肠下神经、会阴神经以及病变组病变的阴部神经进行可视化评分。采用4分法[5]:4分,优(阴部神经完整、清晰,信号强度均匀一致);3分,好(神经尚完整,边缘模糊,信号强度中等、欠均匀);2分,不满意(仅部分及其主要神经分支显示,边缘模糊、信号强度不均减弱);1分,差(阴部神经干及其主要分支显示不清,难以辨认)。

阴茎(蒂)背神经是阴部神经主要分支,其发病率高,走行相对稳定,在本研究中,被用于测量两组神经的FA值和ADC值。将种子点放置在阴茎(蒂)背神经的盆侧壁中段,融合横轴位T1WI和DTI图像确保感兴趣区内为阴茎(蒂)背神经纤维。神经纤维束追踪成像FA阈值(0.001),以减少假阴性;最大角度阈值是30°,为重建的纤维通路提供了一个可靠和可重复的路径;并将最小纤维长度设置为60mm,以减少短神经纤维的干扰[6]。分别独立测量两组人群阴茎(蒂)背神经的FA值和ADC值,其结果的平均值用于进一步统计分析。

1.4统计学分析

应用统计分析软件SPSS19.0行数据分析。受检者分为对照组和阴部神经病变组。采用卡方检验评估两组参与者的年龄和性别是否匹配。阴部神经纤维的可视化评分以均值,阳性率以百分数表示。用组内相关系数(ICC)模型进行阴部神经可视化评分的一致性分析。以Landis和Koch提供的ICC可靠度范围作为参考标准[7]。用非配对t检验分析两组FA值和ADC值差异,在t检验前进行Levene检验,P<0.05为差异有显著性统计学意义。

2、结果

2.1健康志愿者组

18例健康志愿者阴部神经可视化评分ICC一致性分析为0.804(95%可信区间,0.720～0.863)。总共36个阴部神经干及其主要分支的显示结果如下:阴部神经干36例(100%);直肠下神经31例(86.1%);会阴神经26例(72.2%);阴茎(蒂)背神经30例(83.3%)。双侧阴部神经干及其分支的显示差异无显著性意义(P>0.05)。正常阴部神经显示为中等信号强度的连续条状结构,有别于盆壁其他组织。CPR或MPR很好的显示阴部神经及其主要分支整体情况(图1)。DTI数据神经纤维束成像也很好显示了阴部神经主干及主要分支的纤维束(图2)。

图1女,52岁,健康志愿者。3DNerveVIEW数据MPR像,左侧骶2～4神经根、阴部神经干、直肠下神经和阴蒂背神经影像

图2男,27岁,健康志愿者。DTI神经纤维束成像显示骶丛1～4神经根、阴部神经干、阴茎背神经和会阴神经

2.2病例组

24例疑似患者MRN阴茎(蒂)背神经异常表现18例(阳性率75%)。阴茎(蒂)背神经可视化评分ICC一致性分析为0.864(95%可信区间,0.631～0.949)。3DNerveVIEW数据经MPR或CPR重建对所有阴部神经病患者自骶神经丛至阴部神经主要分支均完整显示。18例患者有阴部神经异常表现:左侧10例,双边6例,右侧2例。男性性功能障碍阴部神经异常4例(图3);阴部神经炎同侧阴部神经多支受累3例(图4),单只受累3例;外伤性阴部神经损伤3例(图5);双侧阴部神经纤维瘤病Ⅰ型1例(图6A、B),前列腺癌神经血管束切断术后双侧阴茎背神经远端损伤1例(图7A～C);前列腺癌肿瘤复发侵犯阴部神经分支1例(图8A、B);脊髓圆锥医源性损伤至左下肢神经性肌萎缩,阴部神经变性1例(图9A、B);直肠癌术后复发侵犯阴部神经1例(图10A～C)。

图3男,30岁。性功能障碍,双侧阴茎背神经局部增粗、信号增高(白↑)

图4女,65岁。会阴部疼痛伴大、小便时加剧,左侧直肠下神经和阴蒂背神经局部增粗、信号增高(白↑)

图5男,50岁。高处坠落伤,左侧阴部神经干及阴茎背神经广泛增粗、走行迂曲,信号不均匀增高(白↑),右侧正常阴茎背神经(白△)

图6A、B女,53岁。神经纤维瘤病,双侧阴部神经主干及分支走行迂曲、不规则增粗,见多发结节高信号(白↑)

图7A～C男,58岁。前列腺腺泡样癌机器人腹腔镜根治术后,阴茎背静脉复合体、血管神经束切断,双侧阴茎背神经远端中断(蓝色燕尾箭头),近端阴茎背神经增粗、肿胀、信号增高(白↑)

图8A、B男,69岁。前列腺癌术后1年局部肿瘤复发(白△)伴右侧阴茎背神经侵犯,右侧阴茎背神经局部侵犯、增粗、信号增高(白↑)

图9A、B女,19岁。2岁麻醉意外致脊髓圆锥损伤,左腿及臀部肌萎缩,闭孔内肌几乎消失(轴位T1WI序列白△),左侧阴蒂背神经慢性挤压损伤,神经增粗、肿胀、走行僵直、信号增高(白↑)

2.3FA值和ADC值

对照组6条阴茎(蒂)背神经由于神经可视化评分小于3分未进行FA值和ADC值的测量,4例因不能耐受长时间的检查,DTI序列资料缺失。对总共30条正常阴茎(蒂)背神经和16条阴茎(蒂)背神经病变测量FA值和ADC值。病变组FA值减低和ADC值升高,差异均有显著性统计学意义(P<0.05)(表2)。另1例神经纤维瘤病Ⅰ型患者ADC值降低,未纳入。

3、讨论

3.1阴部神经病变的特点及MRN序列

阴部神经病变常因缺少有效的影像学诊断依据,易误诊,导致一些不恰当的治疗[8]。常规MRI空间分辨率不足和图像信噪比相对较低,并不能满足阴部神经病变的检查要求,获得可靠的阴部神经图像较为困难[4]。常规的盆腔MRI被用来排除源自盆腔和盆壁的病变(如肿块,局灶性纤维化或瘢痕,肌肉或韧带增厚,骨盆骨折、畸形)对阴部神经的影响[1]。目前,MRN序列越来越多地用于各种周围神经疾病的诊断和随访中,采用厚层MPR和CPR的后处理技术有助于更清晰、完整显示细小的周围神经,对阴部神经病变诊断和改进治疗计划很有帮助[9]。然而,三维短反转时间反转恢复变角激发T2WI快速自旋回波序列(3DSTIRT2WISPACE)、稳态进动快速扩散成像(3DDW-PSIF)和背景抑制扩散加权成像(DWIBS)序列由于分辨率较差,脂肪和血管信号抑制不完全,在显示细小阴部神经方面并不特别有用[10,11]。本研究选择了3DNerveVIEW作为阴部神经MRN检查序列,3DNerveVIEW序列iMSDE技术能够很好的抑制阴部神经伴随的血管内血流信号,从而更清楚地显示神经纤维[12]。3DNerveVIEW非选择性成像,也可以进一步分析邻近组织病变对神经的压迫、侵犯和破坏,对阴部神经病变的临床治疗和预后评估也有一定作用。

DTI可用于鉴别病变神经与正常神经,追踪神经纤维束走行的一种无创方法。也有研究认为由于细小周围神经较低的信噪比,盆底其他神经纤维的干扰和一些由于交叉走行的纤维可造成假阳性或假阴性结果[13]。笔者认为可能是不同的研究者设置神经纤维束成像的最大角度阈值和纤维最小长度值不同造成不一致的结果,还需要更多细致的研究去获得可靠的标准。阴部神经病变包括神经轴突损伤、变性、脱髓鞘、神经水肿以及雪旺细胞坏死,造成FA值降低,ADC值显著增加[14]。由于DTI的无创性,FA值和ADC测量具有重复性和客观性,DTI可以作为神经病变MRI诊断和随访的一种无创定量分析方法[15]。

3.2本研究的意义

本研究的结果显示,经MPR和CPR后处理的3DNerveVIEW序列图像能够清晰显示阴部神经主干及主要分支,尤其对阴部神经病变显示的非常直观、明确,在阴部神经成像方面展现一定的优势。通过对阴部神经伴随的脂肪、血管等周围背景信号的抑制,经MPR和CPR以神经为长轴的重建,可从不同角度清晰显示神经完整走行、解剖形态及信号改变。对单侧阴部神经病变患者还可以通过双侧对比,较为敏感地发现神经异常改变。对疑似阴部神经源性男性性功能障碍(勃起功能障碍、早泄),大、小便失禁,会阴部感觉异常,以及了解损伤和肿瘤对阴部神经的影响提供了可行的检查方法。通过更好可视化的成像,可以明确阴部神经病变部位和范围,为临床诊断和疗效评估提供了客观的影像学依据。本研究证实阴茎(蒂)背神经病变FA值和ADC值的定量分析的可行性,与Wadhwa等[4]研究报道周围神经病变FA值降低,ADC值升高相一致。

3.3本研究不足

由于阴部神经与重要的生理功能有关,为避免神经组织的二次损伤,本研究中仅1例神经纤维瘤病经活检证实。本研究样本量还不够大,没有分析人口学特征和病因学的差异。可视化分析中对可能存在的神经变细、信号减低的阴部神经病变缺少有效的数据。FA值和ADC值的差异可能受追踪效果的影响,与年龄和体重都有相关性[16],本研究未做进一步分析。

综上所述,用MPR和CPR方法对三维高分辨率磁共振神经成像3DNerveVIEW数据后处理,可以获得较好的阴部神经的三维可视化图像,DTI数据可对阴部神经病变进行FA值和ADC值定量分析。因此,MR高分辨3DNerveVIEW和DTI序列可获得阴部神经病变良好的可视化影像和量化分析值,具有较好的临床应用价值。

黄国权,王姗姗,王光彬,夏庆华,王胜涛,陈昱帆,陈伟波.MR三维高分辨3DNerveVIEW及扩散张量成像对阴部神经成像临床应用的初步探讨[J].临床放射学杂志,2020,39(04):809-814.