相位對(duì)比電影MRI在乙狀竇血流測(cè)量中的初步研究

劉兆會(huì)，龔樹(shù)生，胡 凌，趙鵬飛，王振常*，王國(guó)鵬，鮮軍舫，馬曉波，李 軼

臨床上測(cè)量血流的常用方法有心導(dǎo)管血氧定量法和多普勒超聲，前者屬于有創(chuàng)性檢查，后者由于顱骨對(duì)透聲窗的影響，測(cè)量顱內(nèi)血流受到限制。隨著相位對(duì)比電影MRI (phase-contrast cine, PC cine MRI)技術(shù)的運(yùn)用，在活體內(nèi)無(wú)創(chuàng)性定量研究腦血流成為可能。雖然，國(guó)內(nèi)外已有一些文獻(xiàn)應(yīng)用該技術(shù)對(duì)正常及病理狀態(tài)下動(dòng)脈、門(mén)靜脈及腦脊液的流動(dòng)進(jìn)行研究[1-10]，但對(duì)顱內(nèi)靜脈竇血流定量研究尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。筆者通過(guò)采用PC cine MRI對(duì)20名健康志愿者的乙狀竇血流進(jìn)行測(cè)量，旨在探討該技術(shù)對(duì)顱內(nèi)靜脈血流定量研究的可行性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

20名健康成人志愿者，男1例，女19例，年齡26～59歲，平均(39.2±10.7)歲。本試驗(yàn)經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(TRECKY2012-KS37)。所有受試者均認(rèn)真閱讀知情同意書(shū)并簽字。

1.2 MRI掃描方法

圖1 采集乙狀竇MRV斜矢狀面圖像的定位方法。A是橫斷面T1*WI定位像，調(diào)整掃描基線平行于橫竇近心段，B是冠狀面T1*WI定位相，調(diào)整掃描基線平行于乙狀竇降部長(zhǎng)軸，C是將乙狀竇上曲和降部在同一層面顯示的斜矢狀面MRV圖像圖2 采集PC cine MR圖像的定位方法。A，B分別是顯示乙狀竇最下緣和乙狀竇上曲、降部同時(shí)顯示的斜矢狀面的MRV圖像，虛線代表垂直于乙狀竇降部長(zhǎng)軸的定位線，白線代表乙狀竇中部的掃描層面。C是冠狀面T1*WI定位像，調(diào)整掃描基線垂直于乙狀竇降部長(zhǎng)軸 圖3 乙狀竇中部PC cine MR圖像。A是相位圖，B是幅度圖，均顯示乙狀竇呈高信號(hào)(箭)Fig.1 The scanning method of oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Scanning baseline is parallel to the proximal transverse sinus on axial (A) and coronal (B) positioning T1*WI.Figure C is oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Fig.2 The scanning method of PC cine MR.A and B are oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Dashed line represents scanning baseline and solid line represents scanning level, which is perpendicular to the descending part of sigmoid sinus.C is coronal positioning T1*WI.Scanning baseline is perpendicular to the descending part of sigmoid sinus.Fig.3 PC cine MRI of middle sigmoid sinus.A is a phase image.B is a magnitude image.

應(yīng)用GE 3.0T MR掃描儀和8通道高分辨頭顱相控線圈。

1.2.1 乙狀竇中部定位方法

首先，采集層厚3 mm，層間距0mm的T1*WI三位定位相。然后，應(yīng)用2D TOF MRV序列，層厚1.5 mm，無(wú)間隔掃描；在橫斷面定位像上定位掃描基線平行于橫竇近心段；冠狀面定位像上定位掃描基線平行于乙狀竇降部長(zhǎng)軸，分別采集左右側(cè)，將乙狀竇上曲和降部在同一層面顯示矢狀面圖像(圖1)。掃描范圍包括同側(cè)的橫竇、乙狀竇和頸靜脈球。最后，在斜矢狀面MRV圖像上定位掃描基線通過(guò)乙狀竇上曲最上緣至乙狀竇最下緣中點(diǎn)，并垂直于乙狀竇降部長(zhǎng)軸；在冠狀面定位像上調(diào)整掃描基線垂直于乙狀竇降部長(zhǎng)軸(圖2)，采集PC cine MR圖像，包括相位圖和幅度圖(圖3)。

1.2.2 PC cine MRI掃描參數(shù)

應(yīng)用2 D P C c i n e序列，TR 40ms，翻轉(zhuǎn)角20°，矩陣256×256，激勵(lì)次數(shù)(NEX)1，F(xiàn)OV 20cm×20cm，層厚4 mm，層間距0，回波鏈長(zhǎng)度16，帶寬15.263，編碼速度設(shè)定為35 cm/s，編碼方向由上至下，掃描時(shí)相為16個(gè)。使用外周心電門(mén)控，選擇無(wú)相位折疊、呼吸補(bǔ)償及流動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。

1.3 圖像后處理

將采集的PC cine MR圖像傳輸至GE adw 4.4后處理工作站，應(yīng)用Report Card軟件進(jìn)行血流數(shù)據(jù)分析。由1名醫(yī)師在相位圖上沿著乙狀竇輪廓外緣手工選取的方法，勾畫(huà)出乙狀竇的輪廓。軟件自動(dòng)計(jì)算出正向峰值流速(peak positive velocity, PPV)、反向峰值流速(peak negative velocity, PNV)、平均每搏血流量(average flow volume per beat, AFV/B)、正向平均每搏血流量(average positive flow volume per beat,APFV/B)、反向平均每搏血流量(average negative fl ow volume per beat, ANFV/B)。根據(jù)AFV/B、APFV/B、ANFV/B計(jì)算出平均每分血流量(average fl ow volume per minute, AFV/M)=AFV/B×HR、正向平均每分血流量(average positive fl ow volume per minute, APFV/M)=APFV/B×HR、反向平均每分血流量(average negative flow volume per minute, ANFV/M)=ANFV/B×HR。根據(jù)APFV/M、ANFV/M和CSA計(jì)算出正向平均血流速度(average positive velocity, APV)=APFV/M/SSA，反向平均血流速度(average negative velocity,ANV)=ANFV/M/SSA。根據(jù)ANFV/B和APEV/B值計(jì)算其相應(yīng)反流分?jǐn)?shù)(regurgitation fraction, RF)=(ANF/APF)×100%。

表1 左右側(cè)乙狀竇中部正向血流和平均血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表()Tab.1 Quantitative measurement of positive and average hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus ()

表1 左右側(cè)乙狀竇中部正向血流和平均血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表()Tab.1 Quantitative measurement of positive and average hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus ()

Note: Unit of velocity, cm/s.unit of flow volume per beat, ml/beat.unit of flow volume per minute, ml/min.

PPV (cm/s) 29.8±4.7 24.7±7.4 2.737 0.013 APV (cm/s) 15.7±3.3 10.6±2.9 5.321 0.000APFV/B (ml/beat) 5.2±2.0 3.8±2.0 1.732 0.099 APFV/M (ml/min) 345.5±125.8 252.3±125.4 1.796 0.088 AFV/B (ml/beat) 5.1±1.9 3.8±2.0 1.634 0.119 AFV/M (ml/min) 335.4±117.0 250.9±126.4 1.695 0.106

表2 左右側(cè)乙狀竇中部反向血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Quantitative measurement of negative hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS for windows 11.5統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本研究數(shù)據(jù)均為定量資料。首先對(duì)資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布采用配對(duì)t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)左右側(cè)乙狀竇血流指標(biāo)測(cè)量值有無(wú)顯著性差異，并計(jì)算均值±標(biāo)準(zhǔn)差；不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗(yàn)，并計(jì)算中位數(shù)(M)及四分位數(shù)間距(interquartile range,IR)。設(shè)定P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 乙狀竇正向和平均血流指標(biāo)

左右側(cè)乙狀竇中部正向血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)、平均血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示右側(cè)乙狀竇PPV、APV明顯大于左側(cè)(P＜0.05)，而左右側(cè)APFV/B、APFV/M、AFV/B和AFV/M無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 乙狀竇反向血流指標(biāo)

左右側(cè)乙狀竇中部反向血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表2。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示左右側(cè)乙狀竇PNV、ANV、ANFV/B、ANFV/M和RF均無(wú)顯著性差異(P＞0.05)。

3 討論

3.1 PC cine MRI測(cè)量血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的研究現(xiàn)狀

PC cine MRI利用血液流動(dòng)質(zhì)子產(chǎn)生的相位變化測(cè)量血流速度，是一種既能顯示血管解剖結(jié)構(gòu)，又能提供血流方向、流速及流量等血流動(dòng)力學(xué)信息的MR成像技術(shù)，具有掃描時(shí)間短，分辨率高的優(yōu)勢(shì)，并可在1個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)產(chǎn)生16～32幅時(shí)間間隔相等的圖像，有助于精確測(cè)量血管內(nèi)血流速度和流量值[11-12]。另外，PC cine MRI采用非屏氣法掃描，避免了屏氣對(duì)血流的影響，測(cè)量的血流指標(biāo)更符合自然狀態(tài)下血液流動(dòng)的生理狀況。有作者應(yīng)用連續(xù)搏動(dòng)的流體體模進(jìn)行離體實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示PC cine MRI測(cè)量流體與真實(shí)情況的相關(guān)性極佳，差異僅約為5%[13-14]。因此PC cine MRI測(cè)量流體動(dòng)力學(xué)指標(biāo)結(jié)果可靠，可操作性強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有較多文獻(xiàn)應(yīng)用該方法研究人體動(dòng)脈、門(mén)靜脈及腦脊液的流動(dòng)狀態(tài)。但是，尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道測(cè)量乙狀竇血流，考慮主要包括以下3個(gè)原因：(1)臨床常用測(cè)量血流的心導(dǎo)管血氧定量法和多普勒超聲，在測(cè)量乙狀竇血流中受到限制；由于顱骨影響，超聲無(wú)法測(cè)量乙狀竇血流；雖然可通過(guò)DSA測(cè)量乙狀竇內(nèi)測(cè)量血流速度等，但具有創(chuàng)傷性，增加輻射傷害。(2)雖然PC cine MRI為測(cè)量乙狀竇血流提供了有效手段，但該技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較短。(3)因?yàn)閯?dòng)脈、門(mén)靜脈血流及腦脊液流動(dòng)與臨床常見(jiàn)疾病，如動(dòng)脈瘤、肝硬化、顱高壓，具有明顯相關(guān)性，導(dǎo)致對(duì)這些結(jié)構(gòu)液體流動(dòng)更加關(guān)注，而未充分認(rèn)識(shí)到乙狀竇血流對(duì)疾病診斷及治療的影響。

文獻(xiàn)報(bào)道乙狀竇憩室、乙狀竇溝骨板缺損等病變引起的搏動(dòng)性耳鳴與乙狀竇血流密切相關(guān)，但這部分患者乙狀竇血流到底發(fā)生了什么改變均不清楚，更未找到直接證據(jù)。因此非常有必要探討一種有效測(cè)量方法定量測(cè)量乙狀竇血流，以便闡釋與乙狀竇血流相關(guān)疾病的產(chǎn)生及發(fā)展。

3.2 乙狀竇血流信息分析

本研究結(jié)果顯示右側(cè)乙狀竇PPV、APV明顯高于左側(cè)，考慮可能由于左右側(cè)靜脈回流通路解剖特點(diǎn)所致。右側(cè)乙狀竇內(nèi)血流經(jīng)頸內(nèi)靜脈、無(wú)名靜脈及上腔靜脈回流入心臟，靜脈回流通路基本垂直向下方走行，而左側(cè)乙狀竇內(nèi)血液經(jīng)頸內(nèi)靜脈進(jìn)入左側(cè)無(wú)名靜脈，左側(cè)無(wú)名靜脈向右側(cè)扭轉(zhuǎn)并橫行一定距離后匯合形成上腔靜脈。因此，左側(cè)靜脈回流通路長(zhǎng)而迂曲，右側(cè)靜脈回流通路短而直，導(dǎo)致右側(cè)腦靜脈血液回流較左側(cè)更為順暢。雖然左右側(cè)乙狀竇內(nèi)血流量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無(wú)顯著性差異，但測(cè)量結(jié)果顯示右側(cè)乙狀竇血流量多于左側(cè)，與文獻(xiàn)報(bào)道顱內(nèi)血液以右側(cè)回流優(yōu)勢(shì)為主的觀點(diǎn)一致[15]。

人體內(nèi)體、肺循環(huán)大血管內(nèi)均存在血液反流現(xiàn)象，這種血液反流屬于生理性，反映了大血管內(nèi)血流狀態(tài)的復(fù)雜性[5]。本研究中雙側(cè)乙狀竇內(nèi)也存在輕微的血液反流現(xiàn)象，明顯低于文獻(xiàn)報(bào)道反流分?jǐn)?shù)和反流量明顯增大的病理性反流[2-4,16]。

因?yàn)楸狙芯磕康氖翘接慞C cine MRI定量測(cè)量乙狀竇內(nèi)血流指標(biāo)的可行性，而不是建立不同性別及年齡階段乙狀竇內(nèi)血流正常參考值，因此入選病例時(shí)未考慮年齡和性別因素對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的偏倚。另外由于超聲和DSA在測(cè)量乙狀竇血流中的局限，筆者沒(méi)有對(duì)PC cine MRI測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。這些研究不足有待后續(xù)進(jìn)行更為全面、深入的探討。

總之，PC cine MRI可以用來(lái)測(cè)定量測(cè)量乙狀竇內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，評(píng)價(jià)乙狀竇內(nèi)血流信息。

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