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综述
磁共振成像评价原发性面肌痉挛神经血管关系的研究现状及临床应用
吕高泉 陈楠

Cite this article as: Lü GQ, Chen N. Research status and clinical applications of magnetic resonance imaging to evaluate the neurovascular relationship in primary hemifacial spasm[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(5): 140-143.本文引用格式:吕高泉, 陈楠. 磁共振成像评价原发性面肌痉挛神经血管关系的研究现状及临床应用[J]. 磁共振成像, 2022, 13(5): 140-143. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.05.029.


[摘要] 原发性面肌痉挛是由面神经受到血管压迫引起的面肌异常运动,严重影响患者的生活质量。微血管减压术是目前治疗面肌痉挛最有效的方法。术前对面神经及其周围血管进行高分辨成像,精准定位压迫部位,可以为制订手术计划、预测手术结果提供依据。磁共振神经血管成像序列及后处理技术的发展,为术前判断面神经与血管的关系提供了精准的影像学方法。本文就面肌痉挛患者术前神经血管关系的磁共振脑池成像和血管成像技术、图像重建和融合技术、面神经不同区域受血管压迫的临床表象及神经血管关系与手术预后的相关性进行综述。
[Abstract] Primary hemifacial spasm is the abnormal movement of facial muscles caused by the compression of facial nerve by blood vessels, which seriously affects patients' quality of life. The operation of microvascular decompression is the most effective method to treatment hemifacial spasm. High resolution imaging of the facial nerve and its ambient blood vessels was performed before surgery to accurately locate the compression site, providing the reference for making surgical plans and predicting surgical outcomes. The development of magnetic resonance neurovascular imaging sequence and post-processing technology provides an accurate image method for preoperative judgment of the relationship between facial nerve and vessels. This article reviews magnetic resonance cisternography and angiography techniques, image reconstruction and fusion techniques, clinical manifestations of vascular compression in different areas of facial nerve, the correlation between neurovascular relationship and surgical prognosis in patients with facial spasm.
[关键词] 颅神经;面肌痉挛;神经血管压迫;磁共振脑池成像;磁共振血管成像;微血管减压手术;图像后处理;面神经根出脑干区
[Keywords] cranial nerves;hemifacial spasm;neurovascular compression;magnetic resonance cisternography;magnetic resonance angiography;microvascular decompression surgery;image post-processing;root exit zone of facial nerve

吕高泉 1, 2   陈楠 1*  

1 首都医科大学宣武医院放射与核医学科,北京 100053

2 北京大学人民医院放射科,北京 100044

陈楠,E-mail:chenzen8057@sina.com

作者利益冲突声明:全部作者均声明无利益冲突。


收稿日期:2021-11-24
接受日期:2022-04-29
中图分类号:R445.2  R745.12 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.05.029
本文引用格式:吕高泉, 陈楠. 磁共振成像评价原发性面肌痉挛神经血管关系的研究现状及临床应用[J]. 磁共振成像, 2022, 13(5): 140-143. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.05.029

       原发性面肌痉挛是由血管压迫面神经根出脑干区(root exit zone,REZ)引起的[1],微血管减压术对面肌痉挛的治愈率可以达到90%以上[2, 3]。手术治疗无效或复发的原因多为责任血管识别错误,遗漏压迫位点[4, 5, 6]。术后常见的并发症有面瘫、听力损失、后组颅神经损伤等[7, 8, 9]。脑桥小脑角区空间受限,结构复杂,术中不能进行充分地观察。因此,在术前应用影像学检查方法准确显示面神经及其周围血管的位置关系、明确是否有血管压迫、确定压迫位点,可以为手术提供指导,提高手术成功率,降低并发症的发生,并可以对手术预后进行预测[10]。随着磁共振神经血管高分辨成像序列及图像后处理技术的发展,术前对面神经与周围血管关系的影像学评价越来越准确。

1 磁共振神经血管成像技术

1.1 快速自旋回波序列

       快速自旋回波序列具有成像速度快、信噪比高、对磁场均匀性不敏感等特点。利用快速自旋回波序列,获得重T2加权图像。图像中脑脊液呈高信号,低信号的面神经和血管走行其中,与之形成良好的对比。该成像方法也称磁共振脑池成像(magnetic resonance cisternography,MRC)[11]。目前该类序列多采用可变翻转角技术,进行三维薄层扫描,便于后期进行多平面重建[12, 13]。常用的三维可变翻转角快速自旋回波序列有:3D-VISTA (three dimensional volume isotropic turbo spin echo acquisition)、3D-SPACE (three dimensional sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolution)。笔者认为该成像方法不足之处是脑干与血管信号强度接近,当血管与脑干、小脑贴近时,对于血管走行和压迫程度的准确观察将受到影响。

1.2 稳态自由进动序列

       稳态自由进动序列(steady state free precession,SSFP)是一种梯度回波序列。该序列采用很短的重复时间(repeat time,TR)和回波时间(echo time,TE)以及较大的偏转角进行成像[4],具有信噪比高和成像时间短的特点,其图像信号强度取决于组织T2与T1的比值。该序列图像上脑脊液呈高信号,椎基底动脉呈高信号,小血管呈低信号,神经呈稍低信号。目前临床上常用平衡式SSFP包括:B-FFE (balance-fast field echo)、True-FISP (true fast imaging with steady-state precession)、FIESTA (fast imaging employing steady state acquisition)[14]。为了消除磁场不均匀产生的伪影,可以使用双激发采集的CISS (constructive interference steady state)和FIESTA-C (FIESTA-cycled phase)序列,但扫描时间相对较长。Traylor等[15]应用SSFP序列对神经血管关系的研究获得了与术中观察[16]几乎一致的结果。稳态自由进动类序列也是MRC方法,有研究表明SPACE序列和CISS序列的整体图像质量没有差异,但是SPACE序列的伪影更少,且对颅神经与周围结构的分辨优于CISS序列[17]

1.3 时间飞跃血管成像序列

       临床上应用最广泛的非对比剂磁共振血管成像是时间飞跃血管(time of flight,TOF)成像。该技术基于血液的流入增强效应,采用较短TR的快速扰相梯度回波技术进行采集,突出显示流动的血液信号。在TOF图像上,动脉血呈高信号,脑脊液呈较低信号,面神经和脑干呈中等信号。但由于该序列对静止组织的信号进行抑制,不能显示神经的清晰结构,而且该成像方法受血液的流速和流动方向的影响,对于直径较小和走行迂曲的血管显示效果不佳[18],且无法显示静脉血管。也有研究[13,19]使用三维容积内插屏气检查(three dimensional volumetric interpolated breath-hold examination,3D-VIBE),该序列原理和TOF一样,只是减小了翻转角,图像呈现出更好的T1对比,神经显示优于TOF,但是对于小血管的显示不如TOF[20]

1.4 磁共振对比增强成像序列

       磁共振对比增强成像序列在注射含钆对比剂后进行三维薄层T1加权扫描,可以同时显示动脉和静脉。对于没有明确动脉压迫的面肌痉挛患者,应该考虑是否存在静脉血管的压迫。上述的MRC和血管成像序列均不能清晰显示静脉血管,因此磁共振对比增强成像被用来显示颅神经与周围静脉血管的关系[21]。也有研究[22]利用三维双回波成像技术在三叉神经痛患者检查中显示静脉,但是由于面神经的静脉血管压迫较少,而且面神经周围的静脉较小,成像困难,目前未见此成像方法在面肌痉挛患者检查中进行应用。

1.5 图像后处理方法

1.5.1 多平面重建

       上述序列均在轴位方向进行成像,最常用的扫描基线为前后联合连线,也有研究[23]垂直于脑干后缘进行扫描。为了准确观察面神经与周围血管的位置毗邻关系,利用多平面重建技术,沿平行于面神经走行的斜冠状位和垂直于面神经走行的斜矢状位重建图像。斜冠状位重建图像中可以很好地显示脑桥延髓沟区域以及面神经与脑桥底部紧密附着节段与周围血管的关系[24]。斜矢状位重建作为补充方位,进一步观察面神经与血管的关系[25]。原始轴位图像更多地用于追溯责任血管的走行和起源。

1.5.2 图像融合

       单一序列的MRC、血管成像、对比增强成像,都不能将神经、动脉、静脉和脑干完全区分出来。图像融合技术将多种序列图像进行融合显示,可以实现各种成像序列的优势互补。Corrêa等[21]将磁共振对比增强T1加权图像和高分辨T2加权图像融合,发现了难治性面肌痉挛存在静脉压迫。CISS图像和TOF图像的融合[23,26],发现了位于面神经与脑干附着节段的压迫。图像融合技术,对于检查时患者制动要求较高,且在图像融合前,需要进行图像的配准,配准程序的性能将对图像融合的准确度产生影响[27]。图像融合时,一般对其中一个序列进行伪彩色变化,便于和另一组灰度图像形成对比,笔者认为这种伪彩色变换将影响神经与血管位置关系的精确显示。

1.5.3 三维重建

       面神经及其周围血管的三维重建,可以更直观地显示神经与血管的位置关系。研究中利用TOF序列提取血管,利用B-FFE、CISS、FIESTA序列提取神经和脑干,将二者融合进行三维后处理重建,可以从任意角度精确观察面神经与邻近血管的关系[28, 29, 30]。Tommy等[31]将磁共振图像与CT对比增强图像进行融合,进行神经血管关系的观察和手术入路的规划。但是基于手动图像分割的三维重建需要耗费大量的时间,而且一般只能在特定的后处理工作站或软件上使用。也有研究基于非分割的三维重建方法,Wang等[32]将三维快速自旋回波T2加权图像进行灰度反转后,再进行三维重建,不需要进行图像分割,大大提高了三维重建的效率。

2 磁共振神经血管关系成像的临床应用

       磁共振图像提供了面神经及其周围结构的详细解剖细节,通过对面肌痉挛患者术前图像进行多方位的观察,确定面神经与血管是否有压迫,描述压迫位置和压迫程度。

2.1 磁共振图像面神经结构

       在面神经斜冠状位重建图像上,参照面神经组织染色分段[16,33],将面神经根分为神经根发出点(root exit point,RExP)、附着段(attachment segment,AS)、神经根分离点(root detachment point,RDP)、过渡区(transion zoon,TZ)、脑池段(cisternal portion,CP)及内听道段(internal auditory canal,IAC)。TZ是包绕面神经纤维的中央髓鞘与外周髓鞘过渡的区域[34],长度为1~3 mm。面神经的易受累区域,即REZ指AS和TZ。该部分面神经由中央髓鞘包绕,对于机械性压迫较为敏感。

2.2 面神经根出脑干区神经血管压迫

       通过对原发性面肌痉挛术前磁共振图像的观察,大部分患者具有面神经REZ神经血管压迫的征象。Traylor等[35]应用SSFP序列研究了330例面肌痉挛患者症状侧的磁共振影像,其中325例(98.48%)发现了血管(动脉和静脉)压迫,318例(96.36%)压迫位于REZ,其中86例(26.06%)表现为接触,232例(70.30%)有压迫变形。面肌痉挛的责任血管主要是椎基底动脉及其分支血管,其中小脑前下动脉占43%,小脑后下动脉占31%,椎动脉占23%,38%的患者存在多处压迫[6]。小脑前下动脉和小脑后下动脉因为走行迂曲,在空间有限的桥小脑角区容易与面神经REZ接触;椎动脉延长扩张,偏向一侧走行时,也更易容易压迫面神经[36, 37, 38]。对术后复发患者应用SSFP序列成像的研究中[4],大多也能在磁共振图像上发现面神经REZ存在血管压迫,压迫位点多位于首次手术解压位点的近侧。

2.3 非面神经根出脑干区神经血管压迫

       虽然面神经REZ是机械性压迫敏感区域,但是也有一定数量的面肌痉挛患者,磁共振检查只发现面神经非REZ存在压迫。有病例报道[39]在CISS序列图像上发现了位于CP的面神经压迫引起了面肌痉挛。Liu等[40]的研究发现,非典型症状的面肌痉挛患者压迫位点更多见于CP。Iijima等[26]将CISS序列和TOF序列的图像进行融合,在20例病例中发现9例存在CP压迫。Hughes等[4]在12例复发病例的SSFP序列图像研究中也发现了2例非REZ压迫。Lee等[6]在21例复发病例中,发现6例CP压迫。Ligas等[41]报道了内听道骨狭窄引起的面肌痉挛。因此,忽略面神经非REZ的压迫将有可能导致手术失败或者复发。面神经中央髓鞘长度存在个体差异,Nomura等[42]通过组织学研究发现,面神经中央髓鞘的长度为4.62~12.6 mm,笔者认为这种差异可能是面神经远端压迫引起面肌痉挛的原因,但还需进一步的研究证实。

2.4 无神经血管压迫

       尽管大部分原发性面肌痉挛是由血管压迫面神经所致,但仍有少量患者并无任何神经血管压迫征象[2,35],对于这部分患者是否进行手术,需要慎重考虑。未发现神经血管压迫可能是图像分辨率不够,不能显示微小的穿支动脉、小静脉[4]。若TOF图像上未发现明显的神经血管压迫,应考虑是否存在静脉压迫。目前对于静脉压迫的诊断较为困难,可以通过注射对比剂显示静脉,或者在MRC的图像上找到有神经血管压迫征象的血管,通过追溯责任血管的源头,判断是否为静脉。若能追溯到常见的动脉责任血管,如小脑前下动脉、小脑后下动脉、椎基底动脉,则认为是动脉,反之认为是静脉[15,35]。对于MRC没有发现任何血管压迫征象的患者,应该考虑蛛网膜增厚粘连引起的面肌痉挛[1]。笔者查阅文献,未找到蛛网膜粘连引起面肌痉挛的术前诊断方法。

2.5 无面肌痉挛症状的神经血管压迫

       原发性面肌痉挛是由于面神经受到血管压迫引起的面肌异常运动,但目前研究发现影像上有神经血管压迫的患者,有很大比例并无面肌痉挛症状。无症状的神经血管压迫以压迫面神经非REZ多见,且压迫程度较轻。有研究[26]发现,一侧面肌痉挛患者的无症状侧也有一定比例的神经血管紧邻的征象。正常人群中也存在神经血管压迫征象。Deep等[43]回顾了100例无面肌痉挛症状人群的SPACE、FIESTA、对比增强磁共振图像,发现40%的人群存在神经血管紧邻的征象,其中48%的压迫在REZ,压迫程度以轻度为主(79%)。无症状的神经血管压迫征象大大降低了磁共振术前评价神经血管关系的特异度。Sekula等[44]的研究发现CISS序列对于面肌痉挛神经血管关系诊断的敏感度为93%,特异度为75%。因此,提高磁共振评价面肌痉挛神经血管压迫的特异度,将是进一步研究的重点。

3 神经血管关系与手术预后的相关性

       微血管减压手术不能治愈所有的面肌痉挛,且存在一定的手术并发症。研究患者术前诊断资料与手术预后的关系,可以预测术后痉挛症状缓解情况,为患者治疗方案的选择提供依据。一项荟萃分析[3]研究发现,首次手术的患者相比多次手术的患者,术后痉挛消除率更高;而其他因素,如压迫程度、是否使用肉毒素治疗等都不能对手术预后进行预测。有研究[45]发现术中观察有无神经压痕,手术成功率差异无统计学意义。但是有压痕的患者,更倾向于只存在单一压迫位点,这将使减压手术操作更加容易,预后效果也更好。这些研究主要涉及的是患者的临床资料,面肌痉挛神经血管关系的影像学检查也能在一定程度上预测术后恢复情况。

       有研究[46]表明存在神经血管压迫征象的患者具有更高的手术成功率,没有征象的手术成功率相对较低。Hughes等[2]最新的磁共振影像研究发现,面神经REZ存在动脉压迫征象的患者比无此影像学表现的患者在手术后痉挛症状更有可能消失;动脉压迫严重程度(变形与接触)和术后治愈率没有显著相关性;面神经REZ存在动脉压迫和压迫形变这两种影像学表现的患者更有可能在术后得到治愈(93.07%),而非REZ压迫术后治愈率相对较低(60%);没有神经血管压迫或只有静脉压迫的患者在术后痉挛症状更不容易消失。也有研究[47]发现压迫程度、压迫类型以及后颅窝扁平对预后有显著影响。Zhu等[48]在面肌痉挛患者术前FIESTA-C序列轴位图像上测量了面神经脑桥角、脑桥小脑角池截面积、面神经CP长度,发现复发组的面神经脑桥角和脑桥小脑角截面积显著小于非复发组。这些非神经血管关系的影像参数也对预后预测提供一定的价值。目前关于神经血管影像征象预测手术预后的研究还不充分,影像结合临床资料对手术效果的准确预测,还需要大量的临床随访病例的进一步研究。

4 总结及展望

       高分辨磁共振脑池、血管成像序列和先进的图像后处理方法可以清晰地显示面神经及周围血管、精准地定位压迫位置,为患者治疗方式的选择、手术方案的制订、手术预后的预测提供重要参考。磁共振神经血管关系评价的准确性还有待提高,神经血管关系与患者手术预后相关性的研究还不充分。未来通过优化磁共振成像序列,改进神经血管关系的影像评价方法,以及收集更多的患者术后随访数据,可以让磁共振神经血管成像技术在原发性面肌痉挛的诊疗中发挥更重要的作用。

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