利用扩散张量成像评估脊髓受压

摘要

来源：Zheng, W. 等.，慢性脊髓受压中的弥散张量磁共振成像。J. Vis. Exp. (2019)

本视频展示了利用扩散张量成像评估慢性脊髓受压的方法。通过分析水分子扩散模式、分数各向异性及表观扩散系数值，研究结果揭示了受压区域的轴突损伤。这些发现为脊髓的病理变化与结构完整性提供了重要见解。

方案

所有涉及人类参与者的操作均按照机构、国家和国际关于人类福祉的指南进行，并已通过当地机构审查委员会的审核。

1. 受试者准备

1. 确保每位受试者符合以下慢性脊髓受压标准：a) 有显著神经功能丧失的病史，b) 脊髓病体格检查呈阳性，c) 磁共振成像（MRI）显示存在颈髓受压证据。
   注意：排除标准为：a) 无法提供书面知情同意，b) 无法获得无伪影的扩散张量成像（DTI）参数。对于对照组，纳入标准为：a) 无显著背部或颈部外伤、神经系统疾病或脊柱手术史；b) MRI 无颈髓受压证据。
2. 要求每位受试者完成并签署一份列有 MRI 安全指南和成像方案的知情同意书。具体而言，慢性脊髓受压患者将在术前及术后1年接受 MRI 检查。
3. 为每位受试者提供耳塞。将其置于仰卧位，使用头/颈部线圈覆盖颈椎区域，并以甲状软骨水平作为解剖标志。确保每位受试者处于舒适体位，以有效减少移动。

2. 结构磁共振成像参数

注意：采用配备16通道头部线圈的3特斯拉磁共振成像（MRI）扫描仪获取解剖学T1加权（T1 W）图像、T2加权（T2 W）图像以及弥散张量成像（DTI）。

1. 使用快速扰动梯度回波（FPGR）进行定位扫描，以获取轴向、矢状向和冠状向的位置图。
2. 利用冠状位定位图对齐矢状位定位线，确保定位基线与脊髓管（脊髓）平行；首先定位矢状位T2加权像，然后将矢状位T1加权像的定位线复制并粘贴至T2加权像的定位线上。
   1. T1加权和T2加权矢状位成像采用以下成像参数：视野（FOV）= 240 mm × 240 mm，体素大小 = 1.0 mm × 0.8 mm × 3.0 mm，层间距 = 0.3 mm，层厚 = 3 mm，激发次数（NEX）= 2，折叠方向 = 足部/头部（FH），回波时间（TE）/重复时间（TR）= 10/700 ms（T1加权）和101/2,500 ms（T2加权）。获取覆盖整个颈髓的9幅矢状位图像。
3. 在矢状位T2加权图像上设置轴向定位线，覆盖从C2/3到C6/7的椎间盘，并以椎间隙的前后径为中心。采用以下成像参数：FOV = 180 mm × 180 mm，体素大小 = 0.7 mm × 0.6 mm × 3.0 mm，层厚 = 3 mm，折叠方向 = 前/后（AP），NEX = 2，TE/TR = 120/3,000 ms。
4. 在矢状位T2加权图像上设置轴向定位线，以椎间隙的前后径为中心，共45层，覆盖从C1到C7的颈髓。
   1. 通过以下序列获取弥散张量成像（DTI）：单次激发自旋回波平面成像（SE-EPI），共20个正交方向。非共面扩散方向，b值 = 800 s/mm²。
   2. 采用以下成像参数：FOV = 230 mm × 230 mm，采集矩阵 = 98 × 98，重建分辨率 = 1.17 × 1.17，层厚 = 3 mm，折叠方向 = AP，NEX = 2，EPI因子 = 98，TE/TR = 74/8,300 ms。提供一个时间进程图，总结MRI方案的各步骤，如图1所示。
      注意：MRI和DTI方案的时间进程图如图1所示。

结果

图1：临床MRI方案的时间流程。 首先，选择FSPGR序列进行定位扫描，然后采用快速恢复快速自旋回波序列获取矢状面T2加权和T1加权图像以及轴向T2加权图像。最后，使用单次激发SE-EPI技术，沿20个正交方向进行DTI扫描。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3-特斯拉 MRI 扫描仪	Siemens	40708	软件：NUMARIS/4
Syngo MR B17	Siemens	40708	软件：NUMARIS/4