本文介绍了一种应用扩散张量成像参数评估脊髓受压的实验方案。
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本文内容
摘要
摘要
慢性脊髓受压是导致非创伤性脊髓损伤患者脊髓功能障碍的最常见原因。常规磁共振成像（MRI）在确诊及评估受压程度方面具有重要作用。然而，常规MRI所提供的解剖学细节不足以准确估计神经元损伤程度，或评估慢性脊髓受压患者神经元恢复的可能性。相比之下，弥散张量成像（DTI）能够通过检测组织中水分子的弥散情况提供定量结果。在本研究中，我们建立了一种方法学框架，以阐述DTI在慢性脊髓受压疾病中的应用。DTI的分数各向异性（FA）、表观弥散系数（ADCs）和特征向量值有助于可视化脊髓内的微结构病理变化。与健康对照者相比，慢性脊髓受压患者的FA值降低，而ADCs和特征向量值升高。DTI可帮助外科医生了解脊髓损伤的严重程度，并为预后判断及神经功能恢复提供重要信息。总之，该方案提供了一种敏感、详细且无创的工具，用于评估脊髓受压情况。
引言
慢性脊髓压迫是导致脊髓功能障碍的最常见原因1。该病症可由后纵韧带骨化、血肿、颈椎间盘突出、椎体退行性变或椎管内肿瘤引起。2,3慢性脊髓受压可导致不同程度的功能障碍；然而，临床上也存在脊髓受压严重但无任何神经症状和体征的病例，同时也有患者表现为轻度脊髓受压却出现严重的神经功能缺损。4在此情况下，灵敏的影像学检查对于评估受压程度及确定损伤范围至关重要。
常规磁共振成像（MRI）在阐明脊髓解剖结构方面具有重要作用。由于其对软组织具有较高的敏感性，该技术通常用于评估脊髓受压程度5。可通过MRI测量多种参数，如MR信号强度、脊髓形态和椎管面积。然而，MRI存在一定的局限性，仅能提供定性信息，而非定量结果6。慢性脊髓受压患者常表现出MRI信号强度的异常改变。但临床症状与MRI信号强度变化之间的不一致性，使得仅依据MRI特征难以判断功能状态7。既往研究已强调了脊髓MRI T2加权高信号在预后评估中的争议性8。有两项研究指出，脊髓T2加权高信号是慢性脊髓受压手术后预后不良的指标8,9。相反，部分学者发现T2信号改变与预后之间无显著关联8
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方案
本研究经中国广州第一人民医院当地医学伦理委员会批准。在参与研究之前，已从健康志愿者和参与者处获得签署的知情同意书。所有研究均遵循世界医学协会《赫尔辛基宣言》的规定进行。
1. 受试者准备
- 确保每位受试者符合以下慢性脊髓压迫的纳入标准：a) 有显著神经功能丧失的病史，b) 脊髓病体格检查阳性，c) 颈髓受压的MRI证据。
注意：排除标准为：a) 无法提供书面知情同意，b) 无法获得无伪影的弥散张量成像（DTI）参数。对照组的纳入标准为：a) 无显著背部或颈部外伤、神经系统疾病或脊柱手术史；b) 无颈髓受压的MRI证据。 - 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，慢性脊髓压迫患者需在术前及术后1年接受MRI检查。
- 为每位受试者提供耳塞，将其置于仰卧位，使用头/颈线圈覆盖颈椎区域，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，以有效减少运动伪影。
2. 结构磁共振成像参数
注意：在配备16通道头部线圈的3特斯拉磁共振成像（MRI）扫描仪上获取的解剖学T1加权（T1 W）图像、T2加权（T2 W）图像和弥散张量成像（DTI）。
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结果
本摘要总结了来自健康志愿者及颈椎脊髓病患者的实验结果。该方案使医师能够观察DTI图谱。该技术可作为评估脊髓病功能状态的客观指标。健康志愿者的DTI图谱如图3所示。健康志愿者的DTI参数如下：FA = 0.661；ADC = 1.006 × 10-3 mm2/s；E1 = 1.893 × 10-3 mm2/s；E2 = 0.746 × 10-3 mm2/s；E3 = 0.377 × 10-3 mm2/s（图3）。慢性脊髓受压患者的DTI图谱如图4所示，其参数为：FA = 0.605；ADC = 1.522 × 10-3 mm2/s；E1 = 2.731 × 10-3 mm2/s；E2 = 1.058 ×.......
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讨论
常规磁共振成像通常用于评估各种脊柱疾病患者的预后。然而，这种成像方式主要提供宏观解剖细节，而非微观结构评估14，这限制了对神经功能的预测能力。此外，传统磁共振成像可能低估脊髓损伤的严重程度和范围。弥散张量成像（DTI）的出现可通过提供关于水分子扩散的定量信息，帮助外科医生更准确地评估脊髓功能。
本研究描述了一种方法学框架，以展示弥散张量成像（DTI）参数在慢性脊髓受压患者中的应用。DTI 是一种敏感的技术，可用于测量水分子在组织中的扩散方向和扩散幅度15。通过评估 DTI 参数，外科医生可对脊髓多种病理状态下的神经损伤进行定量评估。在本方案中，我们手动在轴位图像上绘制感兴趣区（ROIs），因为目前尚无适用于脑脊液（CSF）和髓鞘自动分割的专用软件能够有效用于脊髓。脊髓横截面积较小，是应用自动分割技术的主要限制因素。我们选择在受压最严重的部位绘制 ROIs。ROIs 必须包含脊髓内部区域，以消除脑脊液的部分容积效应。此外，DTI 数据处理应减少人为因素造成的影响，例如与回波平面.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
本研究由中华人民共和国广州市科技计划项目（编号：201607010021）和江西省自然科学基金（编号：20142BAB205065）资助
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3-特斯拉磁共振成像扫描仪 | Siemens | 40708 | 软件：NUMARIS/4 |
| Syngo MR B17 | Siemens | 40708 | 软件：NUMARIS/4 |
参考文献
- Sun, G. D., et al. A progressive compression model of thoracic spinal cord injury in mice: function assessment and pathological changes in spinal cord. Neural Regeneration Research. 12 (8), 1365-1374 (2017).
- Watanabe, N., et al.
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