時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖序列在測(cè)量中腦導(dǎo)水管腦脊液的應(yīng)用

朱靈梅，郭曉山，楊 藝，肖云華，楊香琴

（1.重慶市渝北區(qū)人民醫(yī)院放射科 401120；2.貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科 550003）

隨著磁共振成像（MRI）的產(chǎn)生，對(duì)腦脊液的研究主要是電影相位對(duì)比成像法，此技術(shù)只能間接提供一個(gè)心動(dòng)周期的腦脊液“來(lái)回”流動(dòng)的速度和方向，顯示腦脊液整體流動(dòng)的情況差。2008年Yamada等[1]首先應(yīng)用時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖序列研究腦脊液。本研究采用MRI時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖序列測(cè)量不同年齡組正常人中腦導(dǎo)水管的腦脊液峰值流速，探討腦脊液的流動(dòng)規(guī)律，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取健康志愿者41例，年齡7～73歲；其中男23例，女18例，按不同年齡分為4組[2]：7～＜15歲組（n＝11），15～＜35歲組（n＝10），35～＜45歲組（n＝9），≥45歲組（n＝11）。

1.2 方法 應(yīng)用東芝1.5TMRI 8通道頭顱線圈，常規(guī)MRI檢查前準(zhǔn)備，第1步進(jìn)行心率測(cè)量及常規(guī)頭顱MRI檢查，第2部進(jìn)行矢狀位time-SLIP掃描，time-SLIP圖像技術(shù)參數(shù)如下：ETS5msec；矩陣256×256；FOV 26cm×26cm；ETL144；層厚5mm；指脈門(mén)控自一個(gè)R波到非選擇性翻轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖開(kāi)始為0msec；標(biāo)記脈沖寬度5mm。應(yīng)用重復(fù)時(shí)間1 200msec得到縱向磁化完全恢復(fù)。黑血間隔時(shí)間（black blood time interval，BBTI）自1 500～3 000msec，重復(fù)持續(xù)增加50msec，重復(fù)掃描29次，得到不同間隔時(shí)間的二維單次激勵(lì)圖像序列，一次掃描獲得30幅圖像，單個(gè)部位獲取時(shí)間共計(jì)大約為3分20秒。標(biāo)記區(qū)分別選擇垂直于中腦導(dǎo)水管、第四腦室。

1.3 數(shù)據(jù)測(cè)量和分析 由3名高年資醫(yī)生用view軟件的標(biāo)尺分別測(cè)量被標(biāo)記的腦脊液在中腦導(dǎo)水管內(nèi)流動(dòng)的距離，最后用3者平均值，除以有效的TI和TE時(shí)間[2]，即1.5＋0.05×（圖像序號(hào)-1），計(jì)算出流速的最大值，得出不同年齡組腦脊液在中腦導(dǎo)水管內(nèi)的頭側(cè)向足側(cè)和足側(cè)向頭側(cè)的峰值流速。測(cè)量不同年齡組中腦導(dǎo)水管峰值流速，中腦導(dǎo)水管內(nèi)徑、長(zhǎng)度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS11.5軟件對(duì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料用±s表示，采用單因素的方差分析進(jìn)行比較，組間比較采用LSD法，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

不同年齡組腦脊液在中腦導(dǎo)水管內(nèi)從頭側(cè)向足側(cè)和足側(cè)向頭側(cè)的雙向流動(dòng)，其峰值流速見(jiàn)表1、圖1。中腦導(dǎo)水管腦脊液峰值流速，15～＜35歲組與35～＜45組，≥45歲組與7～＜15歲組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。中腦導(dǎo)水管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度在不同年齡組的范圍見(jiàn)表2，各年齡組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。腦脊液直接顯示第三腦室的湍流和渦流[3]，被標(biāo)記的腦脊液呈明亮的高信號(hào)，未被標(biāo)記的腦脊液呈黑色的低信號(hào)，見(jiàn)圖2。

圖1 不同年齡組中腦導(dǎo)水管水平流動(dòng)距離

圖2 腦脊液在第三腦室形成渦流

表1 不同年齡組中腦導(dǎo)水管內(nèi)峰值流速比較（±s，mm／s）

表1 不同年齡組中腦導(dǎo)水管內(nèi)峰值流速比較（±s，mm／s）

a：P＜0.05，與其余3組比較。

側(cè)峰值流速7～＜15歲 11 14.83±1.35a 14.80±2.73組別 n 從頭側(cè)向足側(cè)峰值流速?gòu)淖銈?cè)向頭a 15～＜35歲 10 12.51±2.69 8.07±2.07 35～＜45歲 9 11.59±2.25 7.77±2.22≥45歲 11 10.15±2.42 8.21±1.69 F 3.54 11.635 P 0.017 0.000

表2 不同年齡組中腦導(dǎo)水管的內(nèi)徑、長(zhǎng)度（±s，mm）

表2 不同年齡組中腦導(dǎo)水管的內(nèi)徑、長(zhǎng)度（±s，mm）

中腦導(dǎo)水管長(zhǎng)度 中腦導(dǎo)水管內(nèi)徑7～＜15歲組別 n 11 16.32±1.41 2.05±0.35 15～＜35歲 10 16.30±1.85 2.16±0.35 35～＜45歲 9 17.22±2.02 1.93±0.16≥45歲11 16.58±1.29 1.89±0.13

3 討 論

3.1 腦室系統(tǒng)的影像學(xué)研究進(jìn)展 在20世紀(jì)70年代采用的是MRI電影相位對(duì)比成像法[4-5]，但是相位對(duì)比技術(shù)只能提供一個(gè)心動(dòng)周期的腦脊液“來(lái)回”流動(dòng)的速度和方向，顯示腦脊液整體流動(dòng)的情況差。80年代后期，動(dòng)脈自旋標(biāo)記方法出現(xiàn)，2008年Yamada等[1]首先介紹了時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖觀察腦脊液的方法，并對(duì)生理病理狀態(tài)下的腦脊液流動(dòng)規(guī)律做了研究，本研究選擇性標(biāo)記部分腦脊液，被標(biāo)記的腦脊液呈明亮的高信號(hào)，未被標(biāo)記的腦脊液呈黑色的低信號(hào)，能在任意位置觀察腦室系統(tǒng)各連接處的解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰關(guān)系[6]，同時(shí)還能直觀顯示腦脊液的流動(dòng)狀態(tài)，并能分析腦脊液流動(dòng)速度。MRI time-SLIP技術(shù)通過(guò)快速SE技術(shù)與指脈門(mén)控相結(jié)合，使流動(dòng)液體的流動(dòng)與時(shí)間相結(jié)合，可獲得流動(dòng)液體的實(shí)時(shí)圖像，真正做到了影像學(xué)活體實(shí)時(shí)觀察液體的流動(dòng)。

3.2 腦脊液循環(huán)的生理特點(diǎn) 腦脊液的循環(huán)模式有兩種，一種是團(tuán)流模式，另一種為腦脊液搏動(dòng)性流動(dòng)，是心臟搏動(dòng)傳遞至腦而引起，即 O′connel[7]及 Du boulay[8]分別在腦脊液壓力測(cè)定及電影氣腦造影時(shí)發(fā)現(xiàn)，收縮期時(shí)，中腦導(dǎo)水管處腦脊液向下流動(dòng)，舒張期時(shí)則相反。本研究應(yīng)用MRI time-SLIP技術(shù)支持腦脊液的搏動(dòng)性流動(dòng)，即在第四腦室水平、中腦導(dǎo)水管能清楚顯示腦脊液呈雙向流動(dòng)，與經(jīng)典的腦脊液團(tuán)流模式相反。

3.3 腦脊液流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力及影響因素 顱內(nèi)和椎管內(nèi)腦脊液流動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力是腦血管收縮期的腦膨脹，是動(dòng)脈血、毛細(xì)血管血、靜脈血和腦脊液4個(gè)因素共同作用的結(jié)果[9]。收縮期動(dòng)脈血流流入增加，引起腦膨脹，腦室系統(tǒng)受壓，使腦脊液向下流入椎管；舒張期靜脈血流出增多，腦血流量減少，腦脊液向上反向流動(dòng)，腦脊液流動(dòng)方向的變化是由于不同部位腦血流量增加的快慢、程度不同而致。另外心跳及呼吸影響中腦導(dǎo)水管和椎管內(nèi)腦脊液的流動(dòng)，其中影響最大的是心臟搏動(dòng)、心率和心律。既往對(duì)中腦導(dǎo)水管內(nèi)腦脊液流速報(bào)道各不相同；Thomen等[10]用傅里葉分析法測(cè)量的中腦導(dǎo)水管平均收縮期向下流速和平均舒張期向上峰值流速分別為23mm／s和15mm／s。王玲等[6]用自旋標(biāo)記法測(cè)量中腦導(dǎo)水管向足側(cè)流速為5.00～8.74mm／s，平均（7.84±0.86）mm／s，向頭側(cè)的流速為3.84～6.71mm／s，平均（6.01±0.66）mm／s。本研究顯示與尚華等[2]研究的結(jié)論一致，隨著年齡的增長(zhǎng)，腦脊液的生理性循環(huán)會(huì)發(fā)生2個(gè)變化：（1）腦脊液的生成減少；（2）腦脊液流出阻力增加。本研究顯示，隨著年齡的增加，腦脊液的峰值流速呈減慢趨勢(shì)。隨著年齡的增長(zhǎng)，正常腦組織體積縮小，腦脊液腔隙擴(kuò)大，腔隙部分充滿(mǎn)腦脊液。同時(shí)隨年齡的增長(zhǎng)越明顯，腦組織膨脹受限越明顯，所以隨著年齡的增長(zhǎng)，腦脊液的流速減慢。本研究采用了心電觸發(fā)技術(shù)，而該技術(shù)是在R波波峰被探測(cè)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)延時(shí)，相當(dāng)于進(jìn)入心室舒張中期時(shí)刻，MR序列被觸發(fā)啟動(dòng)，進(jìn)行射頻激發(fā)和信號(hào)采集，到了下一次心室收縮前MR序列被暫停，這樣基本保證在心室舒張中后期進(jìn)行MR信號(hào)采集。

3.4 第三腦室的湍流和渦流 腦脊液液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)圖像可以顯示與流動(dòng)現(xiàn)象相關(guān)的信號(hào)強(qiáng)度變化，但是這些是間接預(yù)測(cè)腦脊液的湍流，此項(xiàng)技術(shù)直接顯示腦脊液的湍流及渦流。

3.5 中腦導(dǎo)水管的解剖 由于磁共振的多方位、多參數(shù)成像及對(duì)軟組織高的分辨率，常規(guī)的T2WI矢狀位能顯示中腦導(dǎo)水管全程，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及與第三腦室連接處的細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)沒(méi)法顯示的。MRI的特殊序列，即本研究采用的time-SLIP技術(shù)能很好的研究中腦導(dǎo)水管的細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)，在不同年齡組均能顯示中腦導(dǎo)水管與第三腦室連接處略顯狹窄；在不同年齡中腦導(dǎo)水管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可以作為以后病理情況下的1個(gè)參考指標(biāo)。

腦脊液MRI time-SLIP可以動(dòng)態(tài)直接測(cè)量腦脊液的流動(dòng)速度，觀察中腦導(dǎo)水管的解剖結(jié)構(gòu)和腦脊液的流動(dòng)狀態(tài)；MRI time-SLIP技術(shù)可評(píng)價(jià)腦脊液循環(huán)，為進(jìn)一步掌握腦脊液循環(huán)障礙性疾病和評(píng)價(jià)療效提供了1種好的方法。

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