磁共振序列在颅神经血管成像中的应用价值

李春星，符益纲，周笑，周仪



磁共振序列在颅神经血管成像中的应用价值

李春星，符益纲，周笑，周仪*

[摘要]目的 通过3D-SPACE序列、3D-CISS序列、3D-VIBE序列及3D-TOF序列对神经、血管及其空间关系的显示能力，从中选择优异的序列组合来展现神经与血管的关系。材料与方法 对三叉神经痛、面肌痉挛或舌咽神经痛的患者进行MR常规及上述4种血管神经成像技术进行扫描，查看它们在MPR或MIP重建中神经、血管的成像特点。结果 与3D-CISS序列相比，3D-SPACE序列能更加敏感地显示责任血管，更好地体现神经与血管的关系；与3D-VIBE序列相比，3DTOF序列能更清晰地显示整体的血管走形。结论 3D-SPACE序列能更好的显示神经走向及判断神经与血管的关系，3D-TOF序列能在MIP重建中显示整体的血管并判断血管来源，两者结合能更好地展现MR在血管神经成像的优势。

[关键词]颅神经；磁共振成像

作者单位：

江苏省盐城市第一人民医院磁共振室，盐城 224000

周仪，E-mail: chyzci@aliyun.com

接受日期：2016-01-18

李春星, 符益纲, 周笑, 等. 磁共振序列在颅神经血管成像中的应用价值. 磁共振成像, 2016, 7(3): 180-184.

由于不同公司对MR神经血管成像技术的命名存在不同，如三维T2可变反转角快速自旋回波成像技术，西门子公司命名为3D-SPACE (sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions)，飞利浦公司称其为 VISTA (volumetric isotropic TSE Acquisition)，而GE公司将其命名为 FSE-cube，即同一种成像技术存在不同的命名，笔者采用西门子扫描仪，只介绍以下序列：3D-SPACE序列、稳态构成干扰成像(constructive interference in steady-state，3DCISS)序列、容积内插屏气检查(volumetric interpolated breath-hold examination，3D-VIBE)序列及时间飞跃(time of flight，3D-TOF)序列。由于在很多正常人群或三叉神经痛患者的非症状侧存在血管压迫神经的现象，导致上述成像技术敏感性高，而特异性低，但随着人们年龄的增长及血压的升高，上述存在血管压迫的神经可能会出现病变，可见影像科医生要解决的是如何选择最合理的成像序列来显示神经与其周围血管的空间关系，更应侧重其敏感性。在以往血管神经成像的研究中[1-3]，大多都是通过两种序列相互比较来判断哪种血管神经成像技术更优越或哪种成像技术跟术后符合率最高，其最终目的在于体现MR神经血管成像技术在诊断血管压迫神经方面的诊断价值，但在实际临床扫描中它们在血管神经成像方面都存有优势和不足，上述某一序列并不能取代其他序列代表MR在血管神经成像方面的成就。因此，笔者通过对上述四种序列图像特点进行分析，取长补短，从中选取优异的序列组合尽展MR在神经血管成像方面的优越性。

1 材料与方法

1.1 一般资料

搜集2014年10月至2015年9月共53例患者，男33例，女20例，年龄36～74岁，中位年龄60.5岁，纳入标准为明确有三叉神经痛、面肌痉挛及舌咽神经痛的患者，且病程超过3个月。

1.2 扫描仪器、扫描序列及扫描参数

使用Siemens skyra 3.0 T MR扫描仪，采用头颈联合线圈，行常规颅脑MR扫描(T2 FLAIR、DWI及矢状位T2 WI)，对未发现脑血管病、肿瘤及脱髓鞘病变等导致的三叉神经痛的患者，进行以桥脑为中心，重点对桥小脑角区脑池段的颅神经及血管进行3D扫描。3D-SPACE序列扫描参数：TR 1000 ms，TE 137 ms，矩阵384×384，FOV 200 mm×200 mm，层数64，层厚0.5 mm，体素0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm；平均采集次数 2 次，扫描时间5 min 24 s。3D-CISS序列扫描参数：TR 8.01 ms，TE 3.73 ms，矩阵320×320，FOV 200 mm×200 mm，层数64，层厚0.6 mm，体素0.6 mm×0.6 mm×0.6 mm；平均采集次数 1 次，扫描时间6 min 25 s。3D-VIBE序列扫描参数：TR 20 ms，TE 3.69 ms，矩阵320×320，FOV 200 mm×200 mm，层数64，层厚0.6 mm，体素0.6 mm×0.6 mm×0.6 mm；平均采集次数2次，扫描时间4 min 12 s。3D-TOF序列扫描参数：TR 21 ms，TE 3.87 ms，矩阵384×384，FOV 200 mm×200 mm，层数102，层厚0.5 mm，体素0.3 mm×0.3 mm×0.5 mm；平均采集次数1次，扫描时间4 min 11 s。

1.3 图像分析

将所有患者的相关MR图像传至工作站，由解剖知识扎实且临床经验丰富的2名高年资神经影像学诊断医师釆用盲法进行分析，对进入桥小脑角区的神经与血管的关系作出评价。(1) 责任血管的判断：在图像上显示神经与血管的关系主要分为三种类型：①压迫关系：神经血管接触部分神经有移位或压迫；②接触关系：神经血管在2及以上不同方位(横断面、矢状面及冠状面)的层面上显示神经与邻近血管接触；③无接触关系：神经血管在三个方位的层面上均显示神经与邻近血管之间的最短距离大于此血管的管壁厚度，或者三叉神经周围没有血管。为了提高血管与神经存在密切关系的阳性率，对于疑似接触(神经血管仅在1个不同方位(横断面、矢状面及冠状面)的层面上显示神经与邻近血管接触)没有采用。(2)判断责任血管的性质：对3D-SPACE、3D-CISS及3D-VIBE与3D-TOF序列扫描的图像进行分析：对于责任动脉的判断通过3D-TOF序列经MIP重建后显示起源于椎-基底动脉的血管；对于责任静脉的判断通过3D-TOF序列经MIP重建后没有显示起源于椎-基底动脉的血管；此外，通过前三种序列图像连续层面的追踪间接地判断血管的来源。

2 结果

在53例患者中，其中32例三叉神经痛患者、5例面肌痉挛患者及2例舌咽神经痛患者血管神经存在密切关系，5例三叉神经痛及2例面肌痉挛的患者神经与血管未见接触，4例三叉神经瘤、2例听神经瘤及1例脑膜瘤。39例血管与神经存在密切关系的患者，3D-SPACE序列、3D-CISS序列及3D-VIBE序列一样都能清晰地显示神经与血管，并在判断神经与血管的关系的数量上显示出一致的结果，其中有18例经手术证实，3D-TOF序列成像原理的缘故对神经显示欠清，在判断神经与血管的关系上不如前三者。几乎所有的3D-CISS图像在显示双侧椎动脉及基底动脉时出现类似“圆筒”样的征象，即血液呈高信号，而血管壁呈低信号，个别管径粗且流速高的分支动脉也会出现上述征象，但大部分从椎-基底动脉分出的小动脉成像呈低信号影，而3D-SPACE序列不会出现上述现象并能清晰的显示神经、血管及其空间关系。虽然3D-VIBE序列能很好的显示脑脊液、血管及神经三者之间的对比度，但在显示脑脊液与神经的对比度上不如3D-SPACE序列、3D-CISS序列，后两者更能清晰的显示低信号的神经在高信号的脑脊液中的分支及走形。尽管3D-VIBE图像能在MIP中重建得到整体的血管，但不如3D-TOF图像重建后的血管清晰。3D-TOF序列对神经显示欠清，但在前三种序列定位的所有责任动脉血管及部分责任静脉，在3D-TOF序列上同一层面都显示相应的血管，并能在其MIP中重建，便于责任血管的定性(图1～9)。

3 讨论

本研究结果显示，3D-TOF跟3D-SPACE、3DCISS及3D-VIBE三种序列一样能清晰地显示的小血管，并能在MIP中得以重建。在3D-TOF图像及MIP重建中我们发现除了小的动脉(小脑上动脉、下前后动脉及其分支)显像外，还发现了小的静脉(岩静脉)(图8，9)，考虑其主要原因是责任静脉的血流速度较快及此区域预饱和不充分，致使责任静脉显像，另外，本研究3D-TOF序列采用0.3 mm× 0.3 mm×0.5 mm的高分辨率，很大程度上提高了对细小血管的显示能力，在以往的研究中很少采用如此高的分辨率[4-6]，进而导致3D-TOF序列对小的血管及分支显示欠清，甚至误判责任血管的性质。

3.1 3D-SPACE、3D-CISS及3D-VIBE与3D-TOF四种序列在实际临床应用中的特点

3D-SPACE和3D-CISS序列的相同之处：都被称为“黑血”技术，具有极高的空间分辨率，能在MPR中不同的角度及层面显示神经与血管的关系，血管呈黑信号，神经呈灰信号，在高信号脑脊液的衬托下可清晰显示神经的分支、走向及通过连续层面追踪查看血管的起源；不同之处：3DSPACE序列在TSE成像技术上通过在回聚脉冲中使用可变小角度反转角，解决了回波链短、射频吸收率高的缺点，可得到近似恒定的信号强度，其图像呈现TSE的特点和对比度，即SPACE实现快速高分辨的三维TSE对比成像[7]，而3D-CISS序列是基于平衡式稳态进动序列成像技术[8]，含有平衡式稳态进动序列的特点对长T2的液体(大血管、脑脊液及胆汁等)呈明显高信号，导致椎动脉、基底动脉甚至小脑动脉呈高信号(图1)，在高信号的脑脊液中难于区分，在查看血管与神经的关系上增加了难度；此外，在实际临床扫描中与3D-SPACE序列相比，3D-CISS序列存在噪音大且扫描时间相对较长的缺点。

3D-TOF序列和3D-VIBE序列的相同之处：都被称为“亮血”技术，都是以扰相梯度回波为基础，血管与神经存在极高的对比度，血管呈高信号，可清楚的显示血管的分支和走向；不同之处：3D-TOF序列的流入增强效应对快速流动的血液成像，但对于静止的血管壁不成像，当神经与邻近成像的血液之间的最短距离小于此血管的管壁厚度时，它们存在接触，但在3D-TOF图像上会显示血管与神经存在“一定的距离”，且3D-TOF序列对背景组织(神经、脑脊液)采取了饱和效应使其信号减低，对比度下降，致使在脑脊液中走行的神经显示欠清，从而在判断神经与血管的关系上带来困扰；3D-VIBE序列体现的是T1加权像，优势在于脑脊液、神经、血管存在很好的对比度，能很好的显示神经与血管的关系；3D-TOF序列通过调整反转角、TR和TE值实现了饱和效应及流入增强效应，前者很大程度上消除了背景组织的干扰，后者突出血管的亮度，两者使界面清晰，血管显示清晰柔和(图5)，而3D-VIBE序列除了显示动脉，还可以显示粗大的静脉(如横窦、乙状窦)，且没有对背景组织进行饱和效应处理，在MIP重建中显示的血管及其周围背景模糊粗糙(图6)，即在血管成像上3D-TOF序列比3D-VIBE序列信号更亮，在MIP重建后的背景组织上3D-TOF序列比3D-VIBE序列干净清晰；此外在相同分辨率扫描的情况下，3D-VIBE序列扫描时间明显延长。总之，在判断神经与血管的关系上，3D-VIBE序列存在优势，而在血管成像及MIP重建中3D-TOF序列存在优势。

3.2 3D-SPCE序列联合3D-TOF序列在血管神经成像中的优势

图1～6　图1～4分别为3D-CISS、3D-SPACE、3D-VIBE及3D-TOF序列显示左侧舌咽神经受压，导致患者舌咽神经痛，定位线(十字交叉)展示了在同一层面神经与血管的关系，可见神经受压移位，在3D-CISS图像中双侧椎动脉及小脑下后动脉的血管壁呈黑色圆环状，血液呈高信号同脑脊液，给判断血管压迫神经增加难度(图1)，而3D-SPACE序列能清晰明确地显示神经受血管压迫(图2)。图4定位线(十字交叉)展现的是3D-TOF序列图像横断面的血管在MIP重建后对应的位置，3D-TOF的MIP图像显示了整条责任血管，其起源于左侧椎动脉上段，考虑为小脑下后动脉。图5，6分别显示了3DTOF及3D-VIBE序列在MIP重建的图像，其中图5血管显示清晰，背景干净；图6中血管显示杂乱，血管及背景模糊 图7～9 图7为3D-SPCE图像，图8为3D-TOF图像，图9是图8经MIP重建后的图像，在图8，9中定位线(十字交叉)展现的是3D-TOF序列图像横断面的血管在MIP重建后对应的位置。图7和图8显示一血管与三叉神经根部紧密接触，经连续层面追踪显示血管越靠近桥池的蛛网膜时血管越粗且信号越清晰，并在图9的MIP重建得到的血管与椎基底动脉系统未相连，为起源于岩静脉的分支Fig. 1—6 Fig.1: 3D-3D-CISS imaging. Fig.2: 3D-space imaging. Fig.3: 3D-VIBE imaging. Fig.4: 3D-TOF imaging shows the left posterior inferior cerebellar artery compress left glossopharyngeal nerve. Fig.5: 3D-TOF MIP imaging shows clear vessel and clean vessel background. Fig.6: 3D-VIBE MIP imaging display clutter vessel and the blurred background. Fig. 7—9 Fig.7: 3D-space imaging. Fig.8: 3D-TOF imaging show that the same blood vessel was closely related to the root of left trigeminal nerve. Fig.9: 3D-TOF MIP imaging show Vessels of responsibility is a petrosal vein.

笔者在“黑血”技术中会选择3D-SPCE序列作为扫描序列，在“亮血”技术中选择3D-TOF序列作为扫描序列。前者具有极高的空间分辨率，在高信号的脑脊液衬托下都能清晰地显示低信号的血管、神经及其分支，易判断神经与血管的关系(压迫、接触、无接触)，但责任血管不能在MIP中重建，虽然可以通过连续层面追踪来判断血管来源，但对于异常扭曲及分支较多的小血管判断困难；而后者能清晰地显示血管，并且能在MIP中重建获得完整的血管形态，有利于血管的定位及定性(图4)。尽管3D-VIBE序列既能可以很好的判断神经与血管的关系，又能在MIP中重建，但在小血管及其分支重建中显示欠清，在显示神经、血管成像方面分别不如3D-SPCE序列、3D-TOF序列清晰度高。总之，3D-SPCE序列专注于判断神经与血管的关系，3D-TOF序列侧重于血管成像，两者结合能清晰地显示神经走向、神经与血管的关系、整体的血管形态及判断血管的性质。

综上所述，3D-SPCE序列与3D-TOF序列相结合可以充分发挥MR成像技术在神经与血管方面的展现力，更加形象、直观的描绘出神经、血管及其相互关系。此外，除了血管影响三叉、面神经及舌咽神经病变外，还有继发因素如肿瘤(如三叉神经瘤、脑膜瘤等)、囊肿(如蛛网膜囊肿、表皮样囊肿)及多发性硬化等[9-10]，所以，需要进行T2加权的液体抑制反转恢复序列(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)扫描查看继发原因导致的神经病变。因此，笔者建议对于引起颅神经病变的患者，MR扫描序列组合为T2FLAIR序列、3D-SPCE序列与3D-TOF序列。

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The application value of MR sequence in cranial neurovascular imaging

LI Chun-xing, FU Yi-gang, ZHOU Xiao, ZHOU Yi*
Department of MRI, Yancheng City First People's Hospital, Jiangsu Province, Yancheng 224000, China

*Correspondence to: Zhou Y, E-mail: chyzci@aliyun.com

Received 6 Dec 2015, Accepted 18 Jan 2016

AbstractObjective: We compared the display capability of 3D-SPACE, 3D-CISS, 3D-VIBE and 3D-TOF sequence on nerve, vessels and their spatial relationship, and choose optimal sequences to show the relationship between vessels and nerves. Materials and Methods: 3D-SPACE, 3D-CISS, 3D-VIBE , 3D-TOF sequence and conventional MR were used for the MR scan. The MR scan was performed in patients with trigeminal neuralgia, mimetic convulsion or glossopharyngsal neuralgia. 3D MRP and MIP views were reconstructed to show the relationship between nerves and surrounding vessels. Results: Compared with 3D-CISS sequence, 3D-SPACE sequence shows a higher sensitivity in the detection of responsibility blood vessels and the relationship between nerves and blood vessels;Compared with 3D-VIBE sequence, 3D-TOF sequence shows a higher visualization in whole vessels shape. Conclusions: 3D-SPACE sequence can show the relationship between nerve and blood vessels, 3DTOF sequence can display the whole vessel shape and judge the source of blood vessel in MIP reconstruction. The combination of the two sequences can Visually show the advantage of MR in neurovascular imaging.

Key wordsCranial nerves; Magnetic resonance imaging

DOI:10.12015/issn.1674-8034.2016.03.004

文献标识码：A

中图分类号：R445.2；R322.85

收稿日期：2015-12-06

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