廣州醫(yī)科大學(xué)(廣東 廣州 510182)

邵演明 江魁明 鐘 熹

PC-MR流體定量技術(shù)作為直接、快速、無創(chuàng)性測量腦血流、腦脊液流速、流量的有效方法，越來越受到臨床的重視。其測量的可復(fù)性與準確性已被證實[1,2]?！伴T-克里二式學(xué)說”認為：生理條件下，由于顱骨堅韌不具備順應(yīng)性，心動周期內(nèi)顱內(nèi)壓及顱內(nèi)總?cè)莘e是相對恒定的，為維持顱內(nèi)壓的穩(wěn)定，顱內(nèi)動脈、靜脈、腦脊液循環(huán)處于動態(tài)平衡[3]。PC MRI技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于腦血管、腦脊液流體動力學(xué)的研究，尤其是對腦積水等疾病的研究報道較多，然而對單純性腦缺血、腦萎縮的流體動力學(xué)改變及“時相-流速曲線”方面的研究較少。本研究擬利用PC MRI技術(shù)對單純性腦缺血灶、腦萎縮伴缺血灶的腦血流和腦脊液流動模式進行初步探討。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取2013年9～12月在我院行PC MR檢查的患者共54人，其中單純腦缺血灶患者28人，男性12，女性16人，年齡50～77歲，平均年齡60.8±10.2歲；腦萎縮伴缺血灶患者26人，男性10人，女性16人，年齡54～80歲，平均年齡67±9.2歲；選取健康志愿者12人作為對照組，其中女性7人，男性5人，年齡50～74歲，平均年齡63.5±6.3歲；對照組入選標準：既往無心、腦、血管病史，心率60～100次/min，率齊，排除影響腦部血液、腦脊液循環(huán)的相關(guān)疾病。對照組行PC MRI測量前均先行常規(guī)MR平掃以排除顱內(nèi)病變。

表1 對照組、單純性腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組ICA：PSV 、PDV、MF比較(n1=12,n2=28、n3=26)

表2 對照組、單純性腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組IJV：PSV 、PDV、MF比較(n1=12,n2=28、n3=26)

表3 對照組、單純性腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組BA：PSV 、PDV、MF比較(n1=12,n2=28、n3=26)

表4 對照組、單純性腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組CA：PSV、PDV、MF、UF、DF、NF比較(n1=12,n2=28、n3=26)

將研究對象分成3組：對照組(1組)、單純腦缺血灶組(2組)、腦缺血合并腦萎縮組(3組)。

1.2 MR檢查技術(shù)及后處理

1.2.1 儀器設(shè)備：使用philips3.0T Achieva雙源超導(dǎo)成像系統(tǒng)，16通道頭頸線圈。

1.2.2 掃描參數(shù)：TOFMRA：TR/TE=30/3.5ms FOV 200×200×90 m m，矩陣400×234，層數(shù)60，層厚3mm，翻轉(zhuǎn)角度60°，N S A 1次。3D-PC MRV：TR/TE=18/6.5，F(xiàn)OV 230×162×135mm，矩陣256×137，NSA 1次，編碼速率15cm/s。T2-TSE矢狀位掃描：TR/TE=3000/95ms，視野(FOV)200×220×60mm，矩陣250×230，層厚3mm，采集次數(shù)(NSA)3次。

1.2.3 PC MRI定位及參數(shù)：ICA、IJV測量定位于C3椎體水平，距頸總動脈分叉約2cm以上[4]，BA測量選取中間段[5]。ICA、BA測量采用TOF-MRA圖像定位，IJV測量采用MRV圖像定位，掃描線分別垂直ICA、BA、IJV。導(dǎo)水管采用T2-TSE正中矢狀位定位，掃描線垂直導(dǎo)水管中間段[2]；運用2D-QFLOW序列：TR/TE=25/3.5ms，F(xiàn)OV 150×100mm，層厚5mm，無間隔，矩陣256×256，NSA 2次，心臟相位16，反轉(zhuǎn)角度20°，ICA、IJV、BA、導(dǎo)水管編碼速率預(yù)置分別為：100cm/s、80cm/s、100cm/s、20cm/s[4,6]，編碼方向由足向頭，采用外周脈搏門控、流動補償、無相位卷折技術(shù)。

1.2.4 后處理：將原始圖像傳送至Philips工作站，調(diào)節(jié)成標準的窗寬、窗位，適當放大。在相位對比圖像上繪制流體斷面興趣區(qū)(ROI)；由Philip Q-FLOW軟件自動生成“時相-流速曲線”，并記錄每個相位點、心動周期的相關(guān)流速、流量等流體動力學(xué)數(shù)據(jù)。上述操作由2位有經(jīng)驗的醫(yī)師獨立完成，數(shù)據(jù)取兩者平均值。

1.3 研究部位、內(nèi)容

1.3.1 研究部位：雙側(cè)頸內(nèi)動脈(ICA)、頸內(nèi)靜脈(IJV)、基底動脈(BA)、中腦導(dǎo)水管(CA)。

1.3.2 研究內(nèi)容：

1.3.2.1 觀察其在心動周期內(nèi)的流速、流量、波峰位置變化情況，記錄收縮期達峰流速(PSV)、舒張期達峰流速(PDV)、平均流量(MF)以及CA內(nèi)腦脊液向上流量(UF)、向下流量(DF)、凈流量(SV)，計算總?cè)腼B血流量(雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈血流量之和)、頸內(nèi)靜脈引出血流量(雙側(cè)頸內(nèi)靜脈血流量之和)。

1.3.2.2 興趣區(qū)流體在心動周期內(nèi)的“時相-流速曲線”。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 采用SPSS17.0軟件，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，計量資料以±S表示。多組數(shù)據(jù)先行方差齊性檢驗，若方差齊采用單因素方差分析，兩兩均數(shù)比較時采用LSD-t檢驗，P＜0.05時認為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

對照組、單純腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組入顱總血流量分別為：10.14±1.44(ml/s)、9.69±1.91(m l/s)、8.75±2.19(m l/s)，頸內(nèi)靜脈引出血流量分別為：9.20±3.21(m l/s)、7.80±4.28(m l/s)、8.39±2.27(ml/s)。單純腦缺血灶組、腦缺血合并腦萎縮組腦部流體動力學(xué)改變以動脈灌注減少為主，尤以ICA、BA血流動力學(xué)改變突出，腦脊液、靜脈循環(huán)無統(tǒng)計學(xué)差異。與對照組比較，腦缺血合并腦萎縮組入顱血流量減少(t=2.32，P=0.03)，P＜0.05，而單純腦缺血灶組無統(tǒng)計學(xué)差異。各組間頸內(nèi)靜脈引出血流量無統(tǒng)計學(xué)差異。

與對照組比較，腦萎縮伴缺血灶組ICA、BA“時相-流速曲線”的波峰增寬、變鈍，而單純性腦缺血灶組波形相似(圖1-3、圖4-6)；三組受檢者：IJV、CA腦脊液“時相-流速曲線”相似(圖7-9、圖10-12)。

圖1-3 ICA“時相—流速曲線”。圖1 對照組；圖2 單純?nèi)毖罱M；圖3 腦缺血合并腦萎縮組。圖4-6 BA“時相—流速曲線”。圖4 對照組；圖5 單純?nèi)毖罱M；圖6 腦缺血合并腦萎縮組。圖7-9 IJV“時相—流速曲線”。圖7 對照組；圖8 單純?nèi)毖罱M；圖9 腦缺血合并腦萎縮組。圖10-12 CA“時相—流速曲線”。圖10 對照組；圖11 單純?nèi)毖罱M；圖12 腦缺血合并腦萎縮組。

3 討 論

隨著年齡增長，血液粘稠度增高、動脈血含氧量降低、血流減緩、大腦微循環(huán)障礙等因數(shù)的影響，腦組織順應(yīng)性下降。不同程度、不同持續(xù)時間的缺血、缺氧引起腦部形態(tài)學(xué)、生理學(xué)改變不盡相同。腦組織缺氧后，細胞內(nèi)離子泵失效，致使鈣離子、鈉離子的流入，鉀離子的流出失調(diào)，細胞內(nèi)的pH值下降，能量代謝匱乏，線粒體呼吸停止，6小時內(nèi)造成細胞中毒水腫，24小時出現(xiàn)髓鞘脫失，腦細胞壞死，血腦屏障破壞，最后可出現(xiàn)疤痕修復(fù)，局部腦萎縮[7]。從腦部缺血、缺氧→缺血病灶→腦梗塞→疤痕修復(fù)→腦萎縮正是腦部不同程度、不同持續(xù)時間的缺血、缺氧引起腦部不同程度的形態(tài)學(xué)、病理生理變化的過程。血管、腦組織的順應(yīng)性與顱內(nèi)壓均會影響顱內(nèi)血流和腦脊液的流動模式，腦動脈硬化、高血壓、血管源性癡呆、老年性癡呆、腦積水等疾病能引起腦血管或腦組織順應(yīng)性的相應(yīng)改變[8,9,10]。

單純的腦部缺血灶被認為是慢性、持續(xù)缺氧所致，是病變的早期改變，腦組織缺血程度較輕，對腦組織順應(yīng)性影響較少。本組數(shù)據(jù)顯示單純的腦部缺血灶血流動力學(xué)參數(shù)改變不明顯，三大循環(huán)雖然略有改變，但并無統(tǒng)計學(xué)意義。腦缺血合并腦萎縮是腦部缺血的晚期改變，腦組織缺血程度較嚴重，腦組織順應(yīng)性降低。本組數(shù)據(jù)顯示腦缺血合并腦萎縮組入顱血流量明顯減少，以動脈灌注減少為主，尤以雙側(cè)頸內(nèi)動脈(ICA)、基底動脈(BA)流速、流量的下降為主，輔以腦脊液循環(huán)改變以維持動態(tài)平衡，而靜脈循環(huán)則無統(tǒng)計學(xué)差異。

腦組織不同程度缺血、缺氧可使腦組織不同程度的病理生理變化(如：單純性腦缺血灶、腦梗塞、腦萎縮)，不同程度的病理生理變化又可令腦組織順應(yīng)性發(fā)生不同程度的下降，腦組織順應(yīng)性及病理改變達到一定的程度，則會引起相應(yīng)改變，致使動脈、靜脈、腦脊液三大循環(huán)作出相應(yīng)調(diào)整，從而達到動態(tài)平衡。通過測量腦部血流量，尤其是入顱動脈血流量，可以判斷腦組織的病理生理變化、順應(yīng)性改變的程度。

“時相-流速曲線”可以直觀地反映腦組織的缺血程度、順應(yīng)性改變。單純腦缺血灶組ICA、IJV、BA、CA“時相-流速曲線”與對照組相似；腦缺血合并腦萎縮組主要表現(xiàn)以入顱動脈(ICA、BA)“時相-流速曲線”改變?yōu)橹?，表現(xiàn)為波峰的變鈍、增寬。由于對照組、腦萎縮伴缺血灶組IJV、CA各項數(shù)值均無統(tǒng)計學(xué)差異，故其“時相-流速曲線”相似。

通過研究單純性腦缺血、腦梗塞、腦萎縮的流體動力學(xué)變化及“時相-流速曲線”的改變可以讓我們了解腦組織不同程度缺血、缺氧所致的腦組織病理生理學(xué)變化的過程以及流體動力學(xué)改變，為臨床對腦部缺血、缺氧性疾病的腦病理生理改變的程度評價及預(yù)測其預(yù)后、轉(zhuǎn)歸提供可參考的信息。

1.Jiang J,Strother C,Johnson K, etal.Comparison of blood velocity measurements between ultrasound Doppler and accelerated phase-contrast MR angiography in small arteries with disturbed flow.Phys Med Biol,2011,56:1755-73.

2.鐘熹，江魁明，麥慧,等.PC-MR不同解剖定位測量中腦導(dǎo)水管腦脊液流動的可復(fù)性研究[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2013，23：355-358.

3.Baledent O, Gondry-Jouet C,Meyer ME, etal.Relationship Between Cerebrospinal Fluid and Blood DynCAics in Healthy Volunteers and Patients with Communicating Hydrocephalus.Investigative Radiology,2004,39:45-55.

4.朱曉黎,沈天真，陳星榮.MR相位對比電影法在正常頸部及顱內(nèi)大血管血流測量中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2005,21:365-368

5.李暉，劉懷軍，李靜武，等.基底動脈的活體解剖學(xué)[J].解剖學(xué)報,2011,42:137-140.

6.鐘熹，江魁明，麥慧,等.PC-MR測量中腦導(dǎo)水管腦脊液流動的影響因素[J].中國CT和MRI雜志，2013,48:1-4.

7.李果珍，戴建平，王儀生,等.臨床CT診斷學(xué)[M]．北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社,2008,81.

8.Silverberg GD, Levinthal E,Sullivan EV, et al.Assessment of low-flow CSF drainage as a treatment for AD: results of a randomized pilot study.Neurology，2002，59:1139-1145.

9.Bateman GA, Levi CR, Schofield P,et al.Quantitative measurement of cerebral haemodynCAics in early vascular dementia and Alzheimer’s disease[J].Clin Neurosci.2006,13:563-568.

10.Bateman GA.The role of altered impedance in the pathophysiology of normal pressure hydrocephalus,Alzheimer’s disease and syringomyelia.Med Hypotheses，2004，63:980-985.