作者：田媛，马林，解放军总医院放射科

视神经炎泛指累及视神经的多种炎性脱髓鞘病变，是青中年人群重要的致盲原因之一。视神经炎常伴随或预示着多发性硬化（multiple sclerosis，MS）、视神经脊髓炎谱系疾病的发生，早期诊断非常重要。由于视神经细小、周边结构复杂等因素，眼科检查难以直接显示视神经炎。MRI以其较高的软组织分辨率及无创性越来越多地应用于视神经炎的诊断，以明确病变部位及范围，为临床诊断及鉴别提供佐证，多种功能成像序列也为量化评价视神经炎的病理生理状态及临床特点提供了重要信息。本文主要对视神经炎的MRI临床应用及研究进展进行综述。

1.视神经炎的分类

早期国内根据视神经炎累及部位分为球后视神经炎和视盘炎，该分类虽简洁，但未结合视神经炎的病理生理及临床特点。2014年，中华医学会对视神经炎的诊断与治疗发表了专家共识，根据病因进行以下分型，①特发性视神经炎：包括特发性脱髓鞘性视神经炎，又称为经典多发性硬化相关性视神经炎（multiple sclerosis related optic neuritis，MS-ON）；视神经脊髓炎相关性视神经炎（neuromyelitis optica related optic neuritis，NMO-ON）；其他中枢神经系统脱髓鞘疾病相关性视神经炎。②感染性及感染相关性视神经炎。③自身免疫性视神经炎。④其他无法归类的视神经炎：国外的视神经炎分类尚未统一，欧美地区的视神经炎多指自身免疫相关视神经炎，即孤立的视神经病变或与中枢神经系统或其他系统性疾病相关的视神经病变，包括单次发病的特发性视神经炎、复发性特发性视神经炎、慢性复发性炎性视神经炎、MSON、NMO-ON以及不在上述分类中的其他形式的可疑自身免疫性疾病相关视神经炎。

2.视神经炎的病理生理机制

视神经炎急性期的炎性脱髓鞘反应能够导致视神经不同程度的传导阻滞和视觉丧失。急性期视神经炎时主要发生T淋巴细胞活化，同时释放促炎症细胞因子，可能伴有B淋巴细胞参与和小胶质细胞激活。随后数周内炎症吸收、视觉恢复、髓鞘再生。同时，钠通道也重新分布在脱髓鞘各节段，这种再分布可以改善传导性能，但存活的轴突容易受损害。对人类及动物模型的MS-ON的病理生理学研究证实，MS-ON与MS脑部病灶的病理机制非常相似。光学相干断层扫描、视觉诱发电位和MRI的技术发展有利于对视神经炎的病理生理过程和临床相关性做出更深入的研究。

3.常规MRI对视神经炎的诊断价值

3.1T2加权成像（T2WI）　

常规平扫MRI包括T1WI、T2WI，以轴位及冠状位为主，必要时结合矢状位及冠状位综合观察。T1WI对视神经炎的诊断价值有限，一般难以显示异常信号。T2WI是显示视神经炎病灶的MRI重要常规序列之一。视神经炎病灶通常在T2WI呈异常高信号，其病理机制包括视神经的炎症反应、脱髓鞘及胶质增生。由于视神经周边的眶内脂肪会产生高信号及化学位移伪影，因此抑脂序列对T2WI至关重要。常用序列包括短时间反转恢复序列（short time inversion recovery，STIR）及频谱预饱和反转恢复序列（spectral pre-saturation inversion recovery，SPIR），但采集时间较长。

近年来，三点法非对称回波水脂分离成像（iterative DIXON water-fat separation with echo asymmetry and least-squares estimation，IDEAL）技术使用相位分解的方法使脂肪和水的信号分离，在病变局部结构清楚且变形、伪影较少的情况下，可得到较好的脂肪抑制图像。视神经鞘膜下包绕的脑脊液在T2WI呈现的高信号也带来2个问题：①由于脑脊液（cerebro-spinal fluid，CSF）的部分容积效应使得视神经炎的异常高信号不够明显；②在急性视神经炎时，视神经鞘膜通常异常扩张，这更加重了脑脊液的部分容积效应。因此，最佳的T2WI序列应同时抑制水及脂肪信号。

液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列，尤其关于3D-FLAIR脂肪抑制序列的报道较多，其诊断急性期视神经炎的敏感度可达100%。Hodel等在对44个视神经炎病变的研究中，对比了3mm冠状面重建的MRI三维双翻转恢复（three-dimensional double-inversion recovery，3D-DIR）和冠状面2D-STIRFLAIR，对视神经各段的伪影和异常信号进行评价，结果显示脑池段视神经在3D-DIR序列显示更清晰，诊断敏感度为95%、特异度为94%。3D-DIR序列可同时抑制脂肪、脑白质、CSF信号，可减少信号的丢失、提高空间分辨率、增强信噪比并去除长回波链引起的图像模糊，以往用于诊断MS的皮层病灶、鉴别肿瘤及正常脑实质、显示颞叶癫痫患者的脑白质异常信号。XETA又称为CUBE序列，是一种相对较新的3D-FSE序列，也能同时抑制水和脂肪信号，提高对视神经炎病灶的敏感性，并且具有较高的空间分辨率，也用于进行全脑FLAIR-T2WI扫描。

3.2　增强扫描T1WI（contrast enhancement T1 weighted imaging，CET1WI）　

视神经是大脑的延续，具有与血-脑屏障相似的血-视神经屏障，急性视神经炎病灶呈现异常对比增强是基于MR对比剂能通过被破坏的血-视神经屏障漏出而显影，这是急性视神经炎的特征性MRI表现。从炎症初始阶段开始至少持续30d内，CET1WI对于显示视神经及视神经鞘膜异常强化的敏感度很高（94%），而慢性视神经炎或未受累视神经一般无异常强化。由于软脑膜的脉管系统丰富，有时视神经鞘也可见强化。抑脂CET1WI目前常用序列有STIR-T1、FS-FSET1，常用对比剂为钆喷替酸葡甲胺（Gd-DTPA），临床常规使用视神经轴位、矢状位成像，也可以结合冠状位综合观察。随着MRI技术不断进展，关于CET1WI显示视神经炎病灶长度、部位与视神经炎病因、预后等相关性的研究日益增多。

Wingerchuk等发现病灶长度超过视神经的50%或累及视交叉时提示NMO-ON的可能性大。Khanna等认为NMO-ON倾向于累及视神经后部，包括视交叉，并且容易同时累及双侧。Mealy等发现CET1WI有助于鉴别复发缓解型MS-ON与NMO-ON，至少累及视神经达17.6mm则诊断为NMO-ON的可能性大。

另外，有研究发现急性期视神经炎的异常强化范围与早期视力损伤的严重程度明显相关，累及视神经管的病变提示预后色觉较差。Akaishi等在鉴别MS-ON、抗AQP4-Ab阳性NMOSD-ON（AQP4-ON）以及抗髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体（antimyelin oligodendrocyte glycoproteinauto antibody，MOG-Ab）相关视神经炎的研究中，将视神经病变部位分为眶内段前部及眶内段后部、管内段、颅内段、视交叉、视束6个部分，测量急性期视神经炎时CET1WI病灶的长度，MOG抗体相关视神经炎（MOG-ON）的视神经炎病灶最长，但是预后较好且与长度无相关性；MS-ON的视神经炎病灶最短，预后与MOG-ON相似；AQP4-ON患者的视神经炎病灶累及范围最广，与慢性期的视力预后关系最密切。急性视神经炎时病灶累及节段的数量可以帮助准确诊断，并有助于早期选择合适的治疗策略、预测患者的视力预后情况。

4.视神经炎的功能性MRI研究

4.1　扩散加权成像（DWI）　

DWI可以反映活体内水分子的扩散信息。临床常用的DWI序列即单次激发平面回波成像（single-shot echo-planar imaging，SS-EPI）序列，其优点是采集时间短，但其TE较长、在相位编码方向带宽较窄，容易产生磁敏感伪影、化学位移伪影。视神经结构细小、眼球运动难以控制、窦腔内气体及骨性通道均是DWI信噪比差的主要原因。部分非EPI序列在视神经炎的应用也有报道，如SSFSE、STEAM，但是上述单次激发技术与SS-EPI一样会产生较严重的变形。Hickman等采用ZOOM-EPI序列，在相位编码方向采用有限的视野减少回波链长度，可以抑制视神经周边CSF和脂肪造成的伪影，增加分辨率、减轻图像变形，能够在1.5TMRI呈现清晰的视神经表观扩散系数（ADC）图。

既往研究发现，视神经ADC值明显高于脑白质，可能由于两者具有不同的轴索结构和密度。急性视神经炎的ADC图较正常脑实质呈等或低信号，部分病例由于T2透射效应而呈高信号或正常ADC值（b=1000s/mm²），而慢性视神经炎的ADC值通常增加。DWI也可以用于鉴别视神经炎和缺血性视神经病变，缺血性病变的出血性转化或单纯的缺血性病变均可以表现为扩散受限，这与大脑缺血的DWI特点一致。在一项对34例视神经炎及86例正常对照组的研究中发现，FLAIR、DWI、CET1WI的敏感度分别为75.7%~77.3%、77.3%、89.5%，特异度分别为90.5%~93.5%、80.4%~82.7%、86.0%，准确度分别为85.7%~88.2%、79.5%~81.1%、87.0%，CET1WI较FLAIR具有较高的敏感度，FLAIR有较高的特异度，而DWI诊断效能较低。

4.2　扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）　

DTI是研究水分子扩散特性的MRI技术，临床常用于定量评价脑部病变、皮质脊髓束病变、脊髓病变的白质结构变化。由于视神经鞘的亲水性及视神经纤维特定的走行方向，视神经纤维的水分子具有特定的扩散方向。随着线圈性能的提高和高场MRI应用的增加，使用DTI量化研究视神经的形态学、功能学及病理机制的研究逐渐增多。各向异性分数（fractional anisotropy，FA）反映了体素内水分子运动方向的一致性，与纤维束细胞的结构完整性和排列一致性相关。视神经损害越重、FA值越低，在NMO-ON患者的诊断中有重要意义。

径向扩散系数（radial diffusivity，RD）指垂直于纤维轴索方向上的水分子扩散率。RD增加表示髓鞘破坏或者胶质细胞损害。Naismith等认为RD是鉴别视神经是否受累的最敏感的DTI参数，与视力恢复、神经电生理学指标、视神经纤维层（retinal nerve fiber layer，RNFL）度密切相关。轴向扩散系数（axial diffusivity，AD）指平行于纤维轴索方向的水分子扩散率，AD减低反映轴索损伤、退变。急性视神经炎时，AD降低有助于预测视力预后情况。平均扩散系数（mean diffusivity，MD）是反映组织中水分子的扩散能力，与细胞完整性、细胞大小相关。

在视神经炎1年后视力仍未恢复的患者，其视神经MD或ADC均增加。Raz等发现视神经炎患者的视束AD降低，与RNFL厚度相关；视辐射AD正常，FA减低，RD升高，视束与视辐射的扩散参数无相关性，据此推测视神经炎发病后慢性轴索损伤将发展至视束，表现为华勒退变。DTI是基于EPI序列成像，需另外施加多个扩散梯度方向。传统的单次激发平面回波成像（single-shot echo-planar imaging，ssh-EPI）基础上的DTI能够快速成像，对运动相对不敏感，但是可能会出现几何变形、信号缺失和图像模糊，尤其在靠近鼻窦处最明显，自旋回波-平面回波成像（spin echo echo-planar imaging，SE-EPI）序列合并抑制脂肪及脑脊液技术，减轻伪影干扰，保证视神经图像的信噪比和数据的准确性。多次激发DTI通过减少回波链长度得到更高的信噪比和空间分辨率，虽然相位不一致会导致重建图像产生重影，但是较ssh-EPI的图像伪影少，图像更为清晰。

4.3　磁化传递成像（magnetisation transfer imaging，MTI）

MTI是一种选择性的组织信号抑制技术，能够间接、半定量地反映组织中大分子蛋白含量的信息。MTI的常用参数是磁化传递率（magnetisation transfer imaging ratios，MTR），能够敏感地量化评估组织结构的完整性，反映髓鞘的完整性。MTR升高代表髓鞘再生，MTR减低代表轴索和髓鞘损伤，常应用于中枢神经系统脱髓鞘病变。Hickman等的研究表明，发生视神经炎时，神经的MTR在最晚持续到发病240d时仍然缓慢下降，而在急性期时与正常视神经MTR无显著差异，可能与轴突、髓鞘损伤及髓鞘再生有关，提示临床治疗急性视神经炎的时间窗可以较现行的标准延长。视觉诱发电位潜伏期和MTR之间的时间依赖性关联实验证实：病灶处的MTR代表视神经炎恢复期髓鞘再生的可能性。

另外，尸检病理的MRI研究结果也提示髓鞘再生期的MTR高于脱髓鞘病变急性期的MTR。但是由于该技术对采集图像时微小的改变或自由水弛豫率等非常敏感，临床应用受到一定的限制。

综上所述，MRI常规序列为视神经炎的诊断、鉴别提供了直观可靠的影像学依据。多种MRI功能成像为视神经炎的病情监测、转归预测、视力预后等提供了多种量化标准，为进一步揭示视神经炎及脑部相关病变的脱髓鞘病理机制提供了新方法。随着MRI多参数技术的不断进步及联合应用，其将会为视神经炎的临床治疗计划制订、药物疗效预测、病情预后评估等方面提供重要的信息。

来源：田媛,马林. 视神经炎的MRI表现及研究进展[J]. 中国医学影像学杂志,2017,(10):785-788.