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周围神经病(PN)可直接累及任何一组轴索构成神经的神经细胞，也可以影响周围神经的解剖通路。致病因素多种多样，其病变性质及程度亦各有不同。复杂的解剖关系以及缺乏有效的形态学和功能研究方法，使得PN病因诊断困难。磁共振成像(MRI)以其无与伦比的软组织分辨力和多参数成像能力应被公认为研究周围神经的最佳手段，然而目前的影像学方法虽然对于部分PN的病因能够作出定性、定位诊断，但定量评估以及在反映神经支配区的功能障碍方面尚存在不足。对于周围神经损伤的检查诊断和评定方面，特别是对于周围神经病变的具体部位、性质及程度更是缺乏有效的研究手段和定量分析方法。既往关于周围神经的MRI研究主要是利用基于自旋回波或梯度回波的T1WI或T2WI结合脂肪抑制技术和/或流动补偿技术获得关于某些周围神经形态和走行、正常结构及病变的相关信息，这些研究方法在实现特定的神经如坐骨神经成像方面具有重要意义，但难以实现细小神经的观察，尤其是周围缺乏适当组织衬托的神经，更为精确的解剖显示十分困难，且在神经受损程度的定量分析方面存在局限性。本课题在充分了解被成像神经的组织结构与生物化学特点的前提下，根据其神经结构及成分以及与周围组织的毗邻关系设计和优化不同的成像序列以解决周围神经成像的难题，在高分辨力高对比的周围神经形态学基础上建立定量分析方法，并进一步探讨该方法在PN早期诊断中的意义。
第一部分周围神经磁共振弛豫特性测量
本部分是对周围神经磁共振弛豫特性进行研究，为序列设计、参数优化和定量分析提供参考依据。10例健康志愿者，选择比较粗大且具有代表性的坐骨神经股段为研究对象。每例均行常规MR扫描，常规扫描完毕后，执行周围神经弛豫特性测量序列扫描，包括：①T1弛豫时间测量：选择基于自旋回波的可变TI的TSE序列和基于梯度回波序列的3D FLASH序列：②T2弛豫时间测量：采用可变TE的CPMG SE序列；③采用梯度回波T1WI序列测量磁化传递率(MTR)；④测量弥散特性的稳态和非稳态弥散序列：非稳态弥散序列选择基于EPI的自旋回波弥散加权序列(DWI)以及弥散张量成像(DTI)序列。稳态弥散序列选择基于PSIF的梯度回波序列。将所有数据导入工作站并对图像进行格式转换、图像校正等预处理。对于T1、T2以及MTR的数据分析和计算由image J软件及相关插件完成，MTR图由Spin软件用同样的方法生成。DTI序列经处理和计算获得ADC、FA等参数值。结果：坐骨神经的平均T1弛豫时间为972ms，平均T2弛豫时间为126.4ms，平均MTR为0.16，平均ADC为1.67×10-3m㎡/S，平均FA为0.71。结果表明：理想的周围神经成像序列应该是具有磁化准备的高分辨高对比的T2加权成像序列。
第二部分周围神经磁共振成像脉冲序列设计与参数优化
本部分研究目的在于设计和优化周围神经成像序列，建立直接显示周围神经且对比度高、敏感性高的高分辨力成像方法。设计的脉冲序列主要有基于稳态的3D高分辨弥散加权序列(3D DW—SSFP)、IR磁化准备的节段K空间回波平面成像序列(Seg—IR—EPI)，序列设计以研究目的为基本原则，对设计的序列进行验证并与其它周围神经成像序列进行比较。
3D DW—SSFP序列验证：包括22例健康志愿者、16例颅神经病变患者以及1个经福尔马林固定的男性头颅标本。常规头部MRI扫描完毕后，扫描3DDW—SSFP序列，轴位成像。将获得的所有3D容积原始数据传输到工作站上进行多种图像后处理，观察并参照格氏解剖学图谱评价后处理影像。评价内容包括：①颅神经在3D DW—SSFP序列中的影像学表现及其显示情况：②影像质量评价。
3D DW—SSFP序列与3D TSE序列的比较：包括20例健康志愿者和204例患者。所有志愿者和患者均行常规MR扫描，常规扫描完毕后，执行3D DW—SSFP序列和3D TSE序列重T2WI成像。在后处理图像上观察脊神经根在椎管和椎间孔内走行及其相关结构的显示情况和在不同方位成像上的MRI表现。比较3DDW—SSFP序列和3D TSE序列在显示脊神经走行及其分支情况之间的差异。
Seg—IR—EPI序列与STIR—TSE序列的比较：包括131例健康志愿者和61例臂丛神经病变患者，每例均行颈根部常规MR扫描以及Seg—IR—EPI序列和STIR—TSE序列成像。观察后处理的图像并进行评价，评价内容包括：①臂丛神经在Seg—IR—EPI序列和STIR—TSE序列中的影像学表现；②臂丛节前神经和节后神经在Seg—IR—EPI序列中的显示情况：③臂丛神经损伤在Seg—IR—EPI序列和STIR—TSE序列中的影像学表现；④影像质量评价：结合神经在Seg—IR—EPI序列和STIR—TSE序列中的影像学表现以及运动伪影、化学位移伪影、磁敏感度伪影、脂肪抑制均匀性等因素对图像质量进行综合评价。计算Seg—IR—EPI序列和相应的STIR—TSE序列的SNR和CNR，比较二者之间的差异。
结果：设计的3D DW—SSFP序列和Seg—IR—EPI序列均符合序列设计要求，序列稳定、可靠。3D DW—SSFP序列验证：3D DW—SSFP序列获得的图像具有较高的信噪比和良好的颅神经与周围组织对比，图像质量优良。与解剖图谱的比对表明，3D DW—SSFP序列能够准确显示各颅神经及其行程、神经节以及颅神经与周围结构的毗邻关系；显示颅神经肿瘤与颅神经的关系清晰明确。3DDW—SSFP序列对颅神经显示评分为1.4±0.3，表明该序列尽管存在少量的伪影，但能够清晰显示颅神经。3D DW—SSFP序列与3D TSE序列的比较：3D TSE序列重T2WI成像只能显示脊神经及部分1级分支，而在3D DW—SSFP成像序列上能清楚地观察到脊神经2级及以下的分支，二者相比有显著性差异(t=3.8，P<0.05)。Seg—IR—EPI序列与STIR—TSE序列的比较：臂丛神经在Seg—JR—EPI序列原始图像上和STIR—TSE序列上均表现为高信号，192例臂丛神经，Seg—IR—EPI序列通过后处理等方法其节后部分均能良好且完整的显示，179例的节前神经也清晰显示。臂丛神经节前损伤最常见的征象为创伤性脊膜囊肿，节后损伤的MRI表现包括神经连续性中断、局部神经结构消失、信号异常，神经明显增粗等。在Seg—IR—EPI序列上可明确病变与臂丛神经分支的关系。Seg—IR—EPI序列在总体图像质量方面优于STIR-TSE序列，但伪影较STIR-TSE序列稍多，二者在脂肪抑制均匀性方面无显著性差异。臂丛神经在Seg-IR-EPI序列上的SNRn(2.67±0.48)低于STIR-TSE序列上的SNRn(4.69±1.06，P=0.001)，但臂丛神经在Seg-IR-EPI序列上的CNRn(2.02±0.45)优于STIR-TSE序列上的CNRn(1.61±0.67，P=0.042)。结果表明：本研究所设计的序列是可行的，同时满足了周围神经成像既要求空间分辨力高，又要求对比度高的苛刻条件。同时也表明：周围神经成像应根据不同的部位、不同的功能状态选择不同的序列或序列组合。
第三部分周围神经磁共振成像定量分析方法的建立
本部分研究目的为在高分辫力、高对比度的形态学基础上建立周围神经磁共振成像定量分析的方法。材料与方法同第一部分。将第一部分中梯度回波T1弛豫时间测量获得的相位数据导出、并用Spin软件进行格式转换，相位滤波等处理最终生成相位图，分别选择0×0、8×8、16×16、32×32、48×48、64×64、96×96等共7种低通滤波内核，并通过比较获得最佳相位所对应的低通滤波内核。观察并分析坐骨神经与其它组织在相位图上的表现；利用自建数学模型建立3D DW-SSFP序列b值与ADC值定量计算方法。结果：以48×48低通滤波内核获得的相位图最佳。在相位图像上，筋膜、关节软骨、神经纤维、血管壁、肌肉、韧带、肌腱等物质表现为高信号，而骨骼、脂肪、关节液等则表现为稍低信号。3D DW-SSFP序列测得的ADC结果与EPI序列测得的结果类似，方法可行，且分辨力高，图像质量较好。
第四部分高分辨力磁共振成像在周围神经病中的应用
本部分主要以探讨高分辨力MRI在坐骨神经痛中的应用价值作为该方法在实际应用中的代表。对32例健康志愿者和137例患者。每例均行腰骶椎常规MR扫描，然后扫描3D DW-SSFP序列，将获得的所有3D容积原始数据传输到工作站上进行多种图像后处理，观察并评价后处理影像，结合神经在序列中的表现以及伪影等因素对图像质量进行等级评价。对于腰骶丛病变的分级评价标准包括神经压迫、弯曲、水肿以及信号改变等。结果：在3D DW-SSFP序列上可清晰显示腰骶丛及其分支，神经组织表现为高信号。与正常志愿者比较，病变组中所有病例均能明确病因，可观察到神经受压或T2信号强度增高等改变。3D DW—SSFP序列对腰骶丛神经及其分支的评分为1.76±0.4，表明该序列可清晰并可靠显示腰骶丛及其分支。