正常育齡期女性腦基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的相位對(duì)比MRI研究*

1.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院放射科 (廣東 廣州 510150)

2.廣東省婦幼保健院放射科(廣東 廣州 511400)

3.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科 (廣東 廣州 510095)

麥 慧1 江魁明2 鐘 熹3 董天發(fā)1 唐文艷1 侍 麗1 陳展航1

椎—基底動(dòng)脈系統(tǒng)又稱(chēng)后循環(huán)，基底動(dòng)脈(basilar artery，BA)的流速、流量能直接反映后循環(huán)的灌注狀況。相位對(duì)比磁共振成像(phase contrast magnetic resonance imaging，PCMRI)能無(wú)創(chuàng)、定量地測(cè)得一次心動(dòng)周期內(nèi)血液的流量、流速和方向。目前尚未見(jiàn)有關(guān)于正常育齡期女性腦BA的PCMRI測(cè)量研究。本文擬通過(guò)PCMRI技術(shù)對(duì)32例正常育齡期女性行BA的流速、流量測(cè)量，探討正常育齡期女性腦BA血流動(dòng)力學(xué)特征及其與各生理因素變化的相關(guān)性，為先兆子癇(preeclampsia，PE)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥后循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)病理生理改變奠定基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 招募32例正常志愿者為研究對(duì)象，年齡21～41歲，平均年齡28.22±5.92歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：既往無(wú)心、腦、血管病史，心率60～100次/分，率齊，臨床排除高血壓、頸椎病、心腦血管及血液系統(tǒng)相關(guān)疾病；所有志愿者行腦BA的PCMRI測(cè)量前均行常規(guī)MRI平掃、MRA，其顱骨、顱內(nèi)及腦動(dòng)脈均未見(jiàn)異常改變；行MRI檢查前均測(cè)量安靜狀態(tài)下的血壓、身高、體重。本研究得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有志愿者做MRI檢查前簽署“知情同意書(shū)”。

1.2 儀器設(shè)備、掃描方法及后處理技術(shù) 使用philips 3.0T Achieva多源超導(dǎo)成像系統(tǒng)，sense頭部8通道線(xiàn)圈。

1.2.1 TOF MRA掃描：T R/T E=30/3.5 m s，視野200×200×90 m m，矩陣400×234，層數(shù)60，層厚3mm，翻轉(zhuǎn)角度60°，采集次數(shù)1次。

1.2.2 相位對(duì)比血管成像(phase contrast angiography，PCA)測(cè)量掃描：以TOF MRA重建圖像定位，掃描線(xiàn)垂直BA中間段(圖1)，采用2D-QFLOW序列，TR/TE=25/3.5ms，視野150×100mm，層厚5mm，無(wú)間隔，矩陣256×256，采集次數(shù)2次，心臟相位16，反轉(zhuǎn)角度20°，編碼速率預(yù)置100cm/s，選擇外周脈搏門(mén)控，編碼方向由足向頭，采用流動(dòng)補(bǔ)償。

1.2.3 ROI繪制及結(jié)果記錄：適當(dāng)放大圖像并調(diào)節(jié)窗寬窗位使BA與周邊對(duì)比最清晰，在BA層面最大的PCA幅度圖像上繪制ROI(圖2)。每次將由軟件自動(dòng)生成心動(dòng)周期內(nèi)的時(shí)相—流速波動(dòng)曲線(xiàn)及每個(gè)相位點(diǎn)、整個(gè)心動(dòng)周期的相關(guān)流速、流量數(shù)據(jù)，記錄每個(gè)ROI的峰值流速(peak velocity，PV)及其出現(xiàn)的時(shí)相點(diǎn)、平均流速(mean velocity，MV)、平均流量(mean flow，MF)，對(duì)PV、MV、MF進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有操作由兩位有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師獨(dú)立完成，數(shù)據(jù)取兩者平均值。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法 采用SPSS17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，P＜0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。兩獨(dú)立樣本均數(shù)比較，先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，若方差齊采用t檢驗(yàn)，若方差不齊，采用近似t檢驗(yàn)。兩參數(shù)相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 32例志愿者中16例未生育，16例已生育；年齡21～41歲，平均28.22±5.92歲；收縮壓96～135mmHg，平均114.63±12.32mmHg；舒張壓62～81mmHg，平均74.06±6.18 mmHg；身高151～172cm，平均160.53±5.11cm；體重41～64 Kg，平均51.22±5.74 Kg；心率63～94次/min，平均74.81±8.32次/min 。

2.2 圖像結(jié)果 PCMRI流動(dòng)測(cè)量得到基底動(dòng)脈三組圖像，即PCA幅度圖像(圖2)、T1-FFE幅度圖像(圖3)、相位圖像(圖4)，均表現(xiàn)為圓形的高信號(hào)影。通過(guò)專(zhuān)用Q-FLOW軟件包后處理得到整個(gè)心動(dòng)周期的相關(guān)流速、流量數(shù)據(jù)及時(shí)相-流速曲線(xiàn)圖(圖5)。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果 32例平均P V、M V、M F分別為63.84±15.25 c m/s、31.87±9.01 c m/s、1.99±0.79ml/s；PV、MV、MF與各生理因素?zé)o相關(guān)性(見(jiàn)表1)；未生育組與生育組PV、MV、MF均數(shù)比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(見(jiàn)表2)。

3 討 論

3.1 正常育齡期女性腦BA PCMRI測(cè)量的技術(shù)要點(diǎn) 有關(guān)BA PCMRI測(cè)量的報(bào)道不多，目前PCMRI在神經(jīng)系統(tǒng)的研究最多的是中腦導(dǎo)水管腦脊液的流動(dòng)測(cè)量。國(guó)內(nèi)外不同學(xué)者研究正常志愿者中腦導(dǎo)水管腦脊液的流速、流量結(jié)果存在較大差異，這表明PCMRI可能存在較多影響測(cè)量結(jié)果的因素[1-3]。我們的前期研究中對(duì)中腦導(dǎo)水管腦脊液PCMRI測(cè)量的影響因素進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)編碼速率、解剖定位、掃描角度、ROI繪制均會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性[4-6]。

圖1-5 為同一志愿者：圖1為T(mén)OF MRA重建圖，掃描線(xiàn)定于垂直BA中間段；圖2為PCA幅度圖像，沿BA邊緣繪制ROI；圖3為T(mén)1FFE幅度圖像，圖4為相位圖像，包含BA流速和方向信息；圖5為軟件自動(dòng)生成的時(shí)相-流速曲線(xiàn)圖。

表1 PV、MV、MF與年齡、身高、體重、心率、血壓間的相關(guān)性（n=32）

表2 未生育組與生育組PV、MV、MF均數(shù)比較（n=32）

3.1.1 編碼速率是顯示流動(dòng)敏感性的參數(shù)，研究認(rèn)為編碼速率過(guò)低會(huì)因相位混淆導(dǎo)致偽影產(chǎn)生，過(guò)高則會(huì)因獲得相位改變信息減少導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量值偏低[5,7]。編碼速率的預(yù)置略高于實(shí)際PV為宜，本研究中編碼速率預(yù)置100cm/s，32例均獲得較好的幅度和相位圖像，測(cè)得BA的PV均低于100cm/s，這表明在正常育齡期女性腦BA的PCMRI流速測(cè)量中編碼速率預(yù)置100cm/s是可行的。

3.1.2 成像平面與血流方向垂直時(shí)，流速與流量測(cè)量最為精確。BA解剖存在一定變異，走行并非完全平直，粗細(xì)并非均勻，因此不同解剖位置的流速存在一定的差異；TOF MRA是目前臨床上最常用的顱內(nèi)動(dòng)脈成像技術(shù)，能清晰、準(zhǔn)確地顯示BA的解剖形態(tài)及空間走行[10-11]，為BA PCMRI測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確選定解剖定位及掃描角度提供依據(jù)。BA近、遠(yuǎn)段因血流匯集或分流，其血流動(dòng)力學(xué)會(huì)受一定程度的影響，因此與BA近段、遠(yuǎn)段相比，中間段可能存在較穩(wěn)定的流動(dòng)模式且較易做到垂直掃描，本研究采用TOF MRA定位，垂直BA中間段測(cè)量其流速、流量能減少解剖定位、掃描角度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

3.1.3 ROI的繪制方法可影響PCMRI測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。筆者前期研究在中腦導(dǎo)水管腦脊液PCMRI測(cè)量中也發(fā)現(xiàn)ROI的繪制方法可影響流量結(jié)果，ROI大于血管實(shí)際面積時(shí)測(cè)得的流量偏大，而流速結(jié)果未受影響[4]。在PCA幅度圖像上血管斷面與周邊組織對(duì)比度最佳，為減少ROI繪制對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，本研究ROI均在PCA幅度圖像上沿血管邊緣繪制，并適當(dāng)調(diào)節(jié)窗寬窗位。

3.2 正常育齡期女性腦BA血流動(dòng)力學(xué)PCMRI研究的意義 早期大腦后部受損是PE最常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，以頭痛、精神狀態(tài)改變、抽搐發(fā)作、視覺(jué)障礙為主要臨床表現(xiàn)，病灶多為大腦半球后部白質(zhì)和腦回水腫，PE神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制存在爭(zhēng)議，主要有兩種截然相反的學(xué)說(shuō)：一種學(xué)說(shuō)是血壓急劇升高，大腦發(fā)揮正常自我調(diào)節(jié)機(jī)制引起腦血管痙攣導(dǎo)致腦灌注不足，繼而引起腦組織缺血、缺氧，該學(xué)說(shuō)被稱(chēng)為“過(guò)度調(diào)節(jié)”缺血學(xué)說(shuō)[8,12]；目前更傾向于另一種“過(guò)度灌注”學(xué)說(shuō)，急劇升高的血壓超出大腦自我平衡能力，大腦自我調(diào)節(jié)機(jī)制打破，血腦屏障破壞引起血管被動(dòng)擴(kuò)張導(dǎo)致顱內(nèi)血流灌注異常增大，繼而引起腦組織血管源性水腫[9]。兩種學(xué)說(shuō)均涉及腦組織異常灌注、血管內(nèi)皮損傷、腦組織水腫。由此推測(cè)兩種學(xué)說(shuō)是否可能發(fā)生在PE不同時(shí)期，或相同時(shí)期不同血管、相同血管不同解剖位置上有待進(jìn)一步研究。椎—基底動(dòng)脈系統(tǒng)又稱(chēng)后循環(huán)，約提供顱內(nèi)1/3的動(dòng)脈血供，BA的流速、流量能較全面、真實(shí)地反映后循環(huán)的灌注狀況。利用PCMRI研究BA的血流動(dòng)力學(xué)變化，有利于闡明PE神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)病機(jī)制。MF和MV能反映BA的血流灌注，PV能反映BA的順應(yīng)性。本研究不僅得到了一組正常育齡期女性腦BA的MF、MV、PV的數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)MF、MV、PV在安靜狀態(tài)下與各生理因素的變化無(wú)相關(guān)性，MF、MV、PV與是否生育過(guò)亦無(wú)相關(guān)性。這說(shuō)明正常育齡期女性大腦半球后部的血流灌注在安靜狀態(tài)下能維持相對(duì)的穩(wěn)定性，其灌注量基本相同，個(gè)體年齡、身高和體重的差異、心率和血壓正常范圍內(nèi)的波動(dòng)及生育與否并不影響大腦半球后部的血供模式。這種“穩(wěn)態(tài)”無(wú)疑能啟發(fā)PE神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥后循環(huán)血流動(dòng)力學(xué)病理生理改變及其發(fā)病機(jī)制的進(jìn)一步研究，本組研究數(shù)據(jù)將為此提供一定參考。

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