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      不同后標(biāo)記延遲三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)對大腦中動脈狹窄的評估

      2019-06-20 11:11:22劉松國于秀英孟祥福牛思梅
      關(guān)鍵詞:鏡像陰性大腦

      劉松國,韓 廣,于秀英,李 強(qiáng),孟祥福,牛思梅,袁 明

      (山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科,山東 臨沂 276000)

      隨著高場強(qiáng)MRI的臨床應(yīng)用,動脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling,ASL)成像技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,并在大腦中動脈狹窄(middle cerebral artery,MCA)患者中得到廣泛應(yīng)用[1]。但現(xiàn)有ASL研究時大多采用單一的后標(biāo)記延遲(post label delayed,PLD)時間對腦組織灌注進(jìn)行估計,當(dāng)動脈血到達(dá)腦組織的時間大于PLD,將導(dǎo)致被標(biāo)記的動脈血存在于血管內(nèi)而造成腦組織灌注不足。運(yùn)用不同的PLD時間采集多次ASL圖像,可提高對腦血流量(cerebral blood flow,CBF)值的量化精確度,并評估出 MCA患者側(cè)支血流的代償能力。為此,本研究探討不同PLD(1.5 s,2.5 s)3D-ASL 成像技術(shù)在 MCA 患者中應(yīng)用的可行性,并分析腦血流的異常灌注。

      1 資料與方法

      1.1 一般資料 選取2016年1月至2018年1月我院確診的MCA患者30例,男19例,女11例;年齡44~75歲,平均(55.41±4.42)歲。在癥狀發(fā)作后48 h內(nèi)行基線MRI常規(guī)檢查及灌注檢查。影像學(xué)資料:①MRI常規(guī)序列,包括T1WI、T2WI、液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(FLAIR)、DWI及 3D-TOF MRA。②PLD 的3D-ASL灌注成像。③確診為MCA的DSA檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

      1.2 儀器與方法 使用GE Discovery MR750 3.0 T MRI,以及32通道頭線圈。掃描范圍自顱底至頂葉全部腦實質(zhì)區(qū)。掃描參數(shù):T1WI TR 1 750 ms,TE 20 ms;T2WI TR 5 720 ms,TE 83 ms;T2FLAIR TR 9 000 ms,TE 91 ms,TI 2 468 ms;DWI TR 2 852 ms,TE 62 ms,b 值為 0、1 000 s/mm2;上述序列均為橫軸位掃描,F(xiàn)OV 24 mm×24 mm,層厚 5 mm,層距1.5 mm。 3D-TOF MRA,TR 23 ms,TE 6.8 ms,層厚1.4 mm,層距-0.7 mm。ASL掃描協(xié)議標(biāo)記脈沖寬度1.5 s,PLD 1.5 s/2.5 s,TR 4 362 ms/5 327 ms,TE 10.5 ms,F(xiàn)OV 24 cm×24 cm,矩陣 512×128,層厚4 mm,NEX 3,每一個后標(biāo)記延遲ASL采集8組標(biāo)記圖和參考圖,掃描時間為4 min 29 s/5 min 9 s。

      1.3 圖像分析 全部數(shù)據(jù)在GE MR750 ADW4.6工作站處理。應(yīng)用3D-ASL專用的分析軟件產(chǎn)生灌注偽彩圖,紅色代表高灌注,藍(lán)色代表低灌注(圖1)。2名影像科副主任醫(yī)師及1名神經(jīng)內(nèi)科副主任醫(yī)師采用盲法觀察ASL圖像,選取MCA狹窄側(cè)的ROI,測量CBF值,采用鏡像方法,測量對側(cè)鏡像區(qū)CBF,并計算兩者比值,即相對CBF值,比值在0.8~1.2之間為等灌注,<0.8為低灌注,>1.2為高灌注。在每例患者M(jìn)CA狹窄側(cè)及對側(cè)鏡像區(qū)選取3個不同部位測量,取平均值。

      1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料以例表示,2組間比較采用χ2檢驗。滿足正態(tài)分布的計量資料以±s表示,2組間均數(shù)比較采用獨立樣本t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

      2 結(jié)果

      30例MCA狹窄側(cè)均表現(xiàn)為低或等灌注(圖1,2)。其中DWI陽性組18例,PLD 1.5 s時,灌注減低15例,灌注正常3例;PLD 2.5 s時,灌注減低14例,灌注正常4例;DWI陰性組 12例,PLD 1.5 s時,灌注減低10例,灌注正常2例;PLD 2.5 s時,灌注減低4例,灌注正常8例。

      不同 PLD(1.5 s,2.5 s)在 MCA 狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值見表1。 DWI陽性組不同 PLD(1.5 s,2.5 s)在MCA狹窄側(cè)的低灌注比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=1.58,P> 0.05);DWI陰性組不同 PLD(1.5 s,2.5 s)在MCA狹窄側(cè)的低灌注比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=15.32,P<0.05)。 DWI陰性組,用 PLD 2.5 s測得 MCA狹窄側(cè)相對 CBF值(0.96±0.15)明顯高于 PLD 1.5 s測得的(0.78±0.19)(t=6.52,P<0.05)。

      表1 不同PLD(1.5 s,2.5 s)在大腦中動脈狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值 [mL·(100 g)-1·min-1,±s]

      表1 不同PLD(1.5 s,2.5 s)在大腦中動脈狹窄側(cè)及鏡像側(cè)的 CBF 值 [mL·(100 g)-1·min-1,±s]

      注:PLD,后標(biāo)記延遲時間;CBF,腦血流量。

      組別 PLD 1.5 s PLD 2.5 s狹窄側(cè) 鏡像側(cè) 狹窄側(cè) 鏡像側(cè)DWI陽性 26.71±5.37 32.07±5.86 28.71±5.87 32.91±4.31 DWI陰性 27.54±5.01 32.91±6.31 29.71±4.75 33.85±6.31

      3 討論

      我國每年新發(fā)腦卒中約200萬例,其中缺血性腦卒中占75%~90%,是人口致殘及死亡的首要原因[2-4]。MCA是引起缺血性腦卒中的最常見原因,因此對MCA患者進(jìn)行評估有非常重要的臨床意義。DWI是目前缺血性腦卒中的常規(guī)檢查,發(fā)病短時間內(nèi)DWI若表現(xiàn)為異常高信號,則提示腦組織細(xì)胞中毒性水腫[5]。3D-ASL技術(shù)無需注射外源性對比劑即可對腦組織進(jìn)行灌注成像,但不同PLD對CBF的測量有一定影響[6],采用多個PLD時間行ASL灌注成像可降低該影響。本研究使用背景抑制的快速自旋回波讀出準(zhǔn)連續(xù)動脈自旋標(biāo)記(pseudo continuous arterial spin labeling,pCASL),使得掃描時間明顯縮短,在可接受的掃描時間內(nèi),2個PLD的pCASL法得到校正后的平均CBF比單一PLD得到的CBF有較高的SNR。

      大腦中動脈閉塞后,側(cè)支循環(huán)的血流能保持?jǐn)?shù)小時腦組織的血流灌注,因此對側(cè)支循環(huán)的評估在臨床中有重要價值[7-8]。不同PLD ASL技術(shù)評估顱內(nèi)動脈狹窄患者的側(cè)支血流時,較短PLD的CBF主要反映了在狹窄的動脈順行灌注血流,即穿過較短的路徑到狹窄血管目標(biāo)供血區(qū)域的前向血流;較長PLD的CBF反映逆行通過軟腦膜吻合側(cè)支循環(huán)灌注和一些可能緩慢順行血流的組合[9],這部分血流經(jīng)過相對較長且迂回的線路。因此,較長PLD與較短PLD得到的灌注差異性很可能反映側(cè)支循環(huán)的逆向血流和較緩慢逆的前行血流的貢獻(xiàn)。

      本研究通過定量測量不同的PLD時MCA狹窄側(cè)的CBF值評估側(cè)支循環(huán)灌注的程度。與DWI陰性組相比,DWI陽性組的MCA狹窄側(cè)CBF較低,在PLD 1.5 s與PLD 2.5 s間減影圖像的側(cè)支灌注區(qū)也較小。這表明DWI陰性患者側(cè)支循環(huán)比DWI陽性患者更豐富。所有患者M(jìn)CA狹窄側(cè)表現(xiàn)出前向血流減低,而DWI陰性組PLD較長時,從同側(cè)大腦前動脈或大腦后動脈經(jīng)軟腦膜動脈來的逆行血流可使灌注狀態(tài)得到補(bǔ)償。在DWI陰性組,PLD從1.5 s到2.5 s的延遲灌注可能包含更慢的前向血流,表明無癥狀患者定量到的側(cè)支循環(huán)灌注更強(qiáng)大。在ASL圖像上,以局部血管內(nèi)信號和組織低灌注為特點的動脈血流傳輸?shù)难舆t,很可能表明了側(cè)支循環(huán)灌注狀況[10-12]。

      在臨床應(yīng)用中,有許多成像方法評估MCA后側(cè)支循環(huán)的血流。CTA可直接動態(tài)觀察的側(cè)支循環(huán),但對較遠(yuǎn)端動脈血管閉塞后形成的側(cè)支循環(huán)的觀察存在困難[13-14]。DSA能提供側(cè)支循環(huán)的解剖學(xué)標(biāo)準(zhǔn),但具有侵入性[15-16]。此外,CTA與DSA均對碘對比劑和電離輻射有依賴。與這些成像方式相比,不同PLD的ASL技術(shù)可避免侵入性和電離輻射,為MCA患者側(cè)支循環(huán)的評估提供了有價值的方法。

      本研究的局限性:①樣本量相對較小,DWI陽性及陰性分組基于影像學(xué)證據(jù),缺乏臨床檢查和病史資料。②對于PLD的選擇是根據(jù)MCA患者標(biāo)記動脈血通過時間>1.5 s且<2.5 s,如果動脈血到達(dá)時間>2.5 s時灌注無法準(zhǔn)確評估。③血液的T1值顯著影響ASL腦血流定量的參數(shù),隨著PLD的延長,標(biāo)記血液T1值衰減越明顯,影響CBF定量測量的準(zhǔn)確性。④由較長的PLD獲得的CBF反映緩慢的順行血流與吻合側(cè)支血流量的灌注,在本研究中無法有效區(qū)分。

      總之,不同PLD 3D-ASL技術(shù)對MCA的評估是可行的,能充分評估MCA狹窄側(cè)腦血流灌注的異常行為。

      圖1 女,71歲,左上肢及右下肢不自主顫動,DSA及MRA示右側(cè)大腦中動脈狹窄 圖1a,1b DWI及ADC圖未見明顯異常信號 圖1c 后標(biāo)記延遲時間(PLD)=1.5 s的三維動脈自旋標(biāo)記(3D-ASL)圖像上可見右側(cè)額頂葉大片灌注減低區(qū) 圖1d PLD=2.5 s的3D-ASL圖像上右側(cè)額頂葉低灌注區(qū)減少,與對側(cè)鏡像區(qū)比較基本呈等或稍低灌注 圖2 男,58歲,右側(cè)肢體活動不利5 h,伴言語不清,口角歪斜。DSA及MRA示右側(cè)大腦中動脈狹窄、閉塞 圖2a,2b DWI及ADC圖可見左側(cè)外囊區(qū)彌散受限 圖2c PLD=1.5 s的3D-ASL圖像上可見左側(cè)額頂葉大片灌注減低區(qū) 圖2d PLD=2.5 s的3D-ASL圖像上右側(cè)額頂葉灌注仍減低,與對側(cè)鏡像區(qū)比較呈低灌注

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