PC-MRI技術(shù)在非梗阻性腦積水診斷中的應(yīng)用

湯　敏楊　萌　鄧秦喆　程　苗　陳思攀　劉　鵬　張小玲

PC-MRI技術(shù)在非梗阻性腦積水診斷中的應(yīng)用

湯敏1楊萌1鄧秦喆1程苗1陳思攀1劉鵬2張小玲1

目的探討相位對比MRI（PC-MRI）技術(shù)在診斷非梗阻性腦積水和腦小血管病中的應(yīng)用價值。方法采用Phillips 3.0 T PC-MRI設(shè)備，測量11例交通性腦積水、6例正常壓力性腦積水、9例腦小血管病病人及13例健康志愿者的中腦導(dǎo)水管腦脊液（CSF）動力學(xué)指標(biāo)（峰值流速、搏出量），并分別對4組的各項(xiàng)指標(biāo)采用SNK-q檢驗(yàn)進(jìn)行組間兩兩比較。結(jié)果①正常對照組、非梗阻性腦積水組和腦小血管病組的中腦導(dǎo)水管水平CSF運(yùn)動呈雙向、“U”型曲線，非梗阻性腦積水組的峰值流速較高，且收縮期峰值流速高于舒張期。②交通性腦積水組與正常壓力性腦積水組，以及正常壓力性腦積水組與腦小血管病組間CSF收縮期峰值流速的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P< 0.05），而且此3組收縮期峰值流速均高于對照組。非梗阻性腦積水組舒張期峰值流速高于正常對照組和腦小血管病組。4組間搏出量兩兩比較其差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），且非梗阻性腦積水組搏出量呈反向，腦小血管病組搏出量較對照組明顯減低。結(jié)論P(yáng)C-MRI可用來診斷非梗阻性腦積水，并對鑒別非梗阻性腦積水和腦小血管病有重要價值。

腦積水；腦小血管??；磁共振成像；相位對比法

Int J Med Radiol，2016，39（5）：465-467；488

心臟節(jié)律性收縮和舒張引起顱內(nèi)血流容積改變是腦脊液（Cerebro-spinal fluid，CSF）流動的主要原動力，同時CSF的流速與方向也隨心動周期呈節(jié)律性變化。相位對比MRI（phase-contrast magneticresonance imaging，PC-MRI）技術(shù)能無創(chuàng)、準(zhǔn)確、敏感地評估CSF流動的速度和方向。腦積水可引起CSF流體動力學(xué)功能障礙，分為梗阻性和非梗阻性兩大類，其中非梗阻性腦積水包括交通性腦積水和正常壓力性腦積水。利用PC-MRI診斷和鑒別CSF動力學(xué)的病理狀態(tài)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床。本研究旨在通過PC-MRI技術(shù)對非梗阻性腦積水、腦小血管病病人及正常志愿者的中腦導(dǎo)水管CSF動力學(xué)的研究，探討生理和不同病理狀態(tài)下CSF流動特點(diǎn)，為臨床提供診斷信息。

1　資料與方法

1.1一般資料連續(xù)收集2014年9月—2015年6月于陜西省人民醫(yī)院行CSF動力學(xué)和常規(guī)MRI檢查病人26例，包括交通性腦積水11例（男7例，女4例），年齡26～68歲，平均（43±21.7）歲，其中伴有蛛網(wǎng)膜下腔出血5例，顱內(nèi)感染2例，外傷史4例，腦室系統(tǒng)呈對稱性擴(kuò)大，同時伴有頭疼、嘔吐，步態(tài)不穩(wěn)，排除腦池梗阻[1]；正常壓力性腦積水6例（男2例，女4例），年齡41～76歲，平均（51±19.5）歲，符合診斷腦室擴(kuò)大Evans指數(shù)＞0.3，伴有認(rèn)知功能障礙、尿失禁，無心腦血管病高危因素，無顱內(nèi)高壓、蛛網(wǎng)膜下腔出血病史，腰穿顱內(nèi)壓力范圍70～200 mm H2O[2]；腦小血管病9例（男4例，女5例），年齡52～71歲，平均（58±13.3）歲，所有病人MRI平掃存在多發(fā)腔隙性腦梗死和腦白質(zhì)損傷，伴有高血壓、糖尿病、癡呆[3]，排除了梗阻性腦積水、腦積水行腦室分流術(shù)后、Chiari畸形、顱內(nèi)腫瘤及持續(xù)性心律不齊的病人。另外選取13名健康志愿者作為對照組，其中男7例，女6例，年齡39～61歲，平均（51±17.1）歲，所有志愿者無外傷、開顱手術(shù)及神經(jīng)系統(tǒng)疾病病史。各組間受檢者年齡（F=2.16）及性別（χ2=0.221）的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2方法采用Phillips 3.0 T Ingenia MR成像系統(tǒng)，對所有研究對象先行常規(guī)顱腦MRI檢查，包括常規(guī)橫斷面T1WI、T2WI，液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（fluid attenuated inversion recovery,FLAIR）序列，及橫斷面DWI、矢狀面T1WI。掃描參數(shù)包括SE-T1WI：TR380ms，TE 16 ms；SE-T2WI：TR 4 600 ms,TE 102 ms；FLAIR：TR8500 ms，TE 133 ms，激勵次數(shù)（NEX）=1，視野（FOV）24 cm×24 cm，層厚8 mm,間隔1 mm,矩陣512×512。通過橫斷面選取中腦導(dǎo)水管正中矢狀面定位。CSF流動檢查采用相位對比和定量流動

（quantitative flow,Q-FLOW）兩個序列。相位對比掃描參數(shù)：橫斷面TR 21 ms，TE取最小值，F(xiàn)OV 25 cm× 22.7 cm，層厚4 mm，層間距0 mm，矩陣384×384，NEX=2，翻轉(zhuǎn)角10°；Q-FLOW序列參數(shù)：TR、TE取最小值，F(xiàn)OV 15 cm×15 cm，層厚4 mm，矩陣256×256，使用外周門控、重建相位16、流速編碼足側(cè)向頭側(cè)者，選擇中腦導(dǎo)水管中間段，并將掃描線垂直于中腦導(dǎo)水管[4]。均使用外周門控、呼吸及流動補(bǔ)償，流速編碼速率20 cm/s。為避免CSF流動存在時間節(jié)律性，所有病人掃描時間均在13:30-17:30。

1.3CSF分析利用Phillips EWS后處理工作站，將掃描Q-FLOW序列導(dǎo)入分析軟件，選擇一幀幅度圖放大，選擇合適窗寬、窗位，導(dǎo)水管與周圍結(jié)構(gòu)對比度最好，手動繪制中腦導(dǎo)水管邊緣（圖1），將興趣區(qū)（ROI）覆蓋至所有影像，逐層矯正ROI，通過計(jì)算機(jī)獲取影像ROI區(qū)CSF動力學(xué)指標(biāo)（峰值流速、搏出量）和CSF在一個心動周期內(nèi)的曲線圖。

圖1　勾畫中腦導(dǎo)水管興趣區(qū)

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用SNK-q檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.14組CSF動力學(xué)特征對照組CSF流動隨心動周期呈雙向性運(yùn)動，收縮期CSF由三腦室流向四腦室，舒張期CSF由四腦室流向三腦室，搏出量呈正值，CSF流動曲線呈“U”型（圖2-4）。交通性與正常壓力性腦積水組CSF流動呈雙向性，流動曲線呈“U”型，收縮期峰值流速高于舒張期流速，搏出量呈負(fù)值。腦小血管病組CSF流動也呈雙向性，流動曲線也呈“U”型，搏出量呈正值，舒張期峰值流速較收縮期明顯減低（表1）。

圖2　CSF流動曲線

圖3　CSF流動幅度

圖4　CSF 流動相位圖

表14　組間CSF指標(biāo)比較（±s）

表14　組間CSF指標(biāo)比較（±s）

*P<0.05，**P<0.01；a與對照組比較，b與交通性腦積水組比較，c與正常壓力性腦積水組比較，P<0.05

搏出量（μL/循環(huán)）對照組13.82±6.1715.71±7.3620.31±11.21交通性腦積水組37.24±11.33a31.36±9.51a-40.07±23.11a正常壓力性腦積水組47.10±13.34ab36.91±12.46a-53.38±19.67ab腦小血管病組35.03±8.57ac12.83±6.17bc11.41±9.62abcF 5.26**3.03*5.56**組別收縮期峰值流速（mm/s）舒張期峰值流速（mm/s）

2.24組間CSF指標(biāo)比較結(jié)果交通性腦積水組、正常壓力性腦積水組以及腦小血管病組的CSF收縮期峰值流速均高于對照組（P<0.05）。前3組中，正常壓力性腦積水組收縮期峰值流速最高（均P< 0.05），交通性腦積水與腦小血管病組間收縮期峰值流速相近，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。正常壓力性腦積水組與交通性腦積水組舒張期峰值流速高于對照組和腦小血管病組（P<0.05）。搏出量在4組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），正常壓力性腦積水與交通性腦積水搏出量呈負(fù)值，其絕對值明顯高于對照組和腦小血管病組，腦小血管病組搏出量低于正常對照組（表1）。

3　討論

交通性腦積水、正常壓力性腦積水、腦小血管病常規(guī)影像表現(xiàn)及臨床癥狀有相似性，MR平掃均可表現(xiàn)為腦室旁白質(zhì)高信號，腦室系統(tǒng)擴(kuò)大，臨床可能出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙、步態(tài)不穩(wěn)和癡呆等癥狀[5-7]，這給三者鑒別診斷帶來挑戰(zhàn)。本研究顯示，正常CSF流動和各組病理情況下CSF流動曲線都呈“U”型曲線，但是非梗阻性腦積水CSF峰值流速和搏出量增高，且搏出量呈反向，腦小血管病CSF搏出量較其他3組明顯減低，收縮期峰值流速增高，舒張期峰值流速與正常對照組近似，這可能提示腦小血管病CSF運(yùn)動呈低動力特點(diǎn)，非梗阻性腦積水CSF流動呈高動力特征，同時通過峰值流速和搏出量的變化可以對三者進(jìn)一步作出診斷和鑒別診斷。

正常壓力性腦積水與交通性腦積水均屬于CSF高動力流動，這在多項(xiàng)研究中已經(jīng)證實(shí)。本研究顯示交通性腦積水和正常壓力性腦積水舒張期峰值流速、搏出量絕對值均明顯高于正常對照組和腦小血管病組，且正常壓力性腦積水高于交通性腦積水，因此中腦導(dǎo)水管處CSF搏出量、舒張期峰值流速可用于鑒別非梗阻性腦積水和腦小血管病。依據(jù)湍流理論，心臟收縮時，腦組織體積增大膨脹，導(dǎo)致腦實(shí)質(zhì)同時向顱板方向、腦室方向運(yùn)動，引起皮質(zhì)靜脈血排出，腦室內(nèi)CSF流出，維持顱內(nèi)壓保持恒定，然而交通性腦積水血管、腦組織及蛛網(wǎng)膜下腔順應(yīng)性減低，當(dāng)心臟舒張時皮質(zhì)靜脈受壓，心臟收縮期膨脹向顱板方向運(yùn)動受阻，致使向腦室運(yùn)動加強(qiáng)，引起CSF高動力通過導(dǎo)水管，搏出量增高[8-9]。有研究顯示搏出量是評價腦組織順應(yīng)性的指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示交通性腦積水、正常壓力性腦積水搏出量增高，方向相反，這也可能提示腦積水腦組織的順應(yīng)性下降，致使腦室內(nèi)CSF的脈壓差增大，腦室擴(kuò)大[10]。搏出量負(fù)向增高導(dǎo)致腦組織順應(yīng)性減低是否更容易導(dǎo)致正常壓力性腦積水和引起癡呆尚有待于進(jìn)一步研究。

非梗阻性腦積水均可采用腦室腹腔分流術(shù)，但是正常壓力性腦積水腦室擴(kuò)張可能是由于腦實(shí)質(zhì)彈性回縮減少引起，分流術(shù)后腦室不一定回縮。對于所有正常壓力性腦積水病人是否應(yīng)該進(jìn)行外科手術(shù)尚存在爭議，目前認(rèn)為正常壓力性腦積水伴有癡呆癥狀的可用腦室造瘺分流CSF[6]，但對于正常壓力性腦積水以步態(tài)不穩(wěn)為首發(fā)臨床癥狀，且臨床癥狀＜6個月的病人，腰穿放液能達(dá)到較好的臨床療效[11]。本研究利用PC-MRI技術(shù)研究非梗阻性腦積水CSF動力學(xué)特點(diǎn)不僅可以鑒別疾病，而且有利于早期診斷疾病，這對臨床治療方案的制定具有指導(dǎo)意義。

本研究病例較少，還有待大量病例進(jìn)一步研究證實(shí)非梗阻性腦積水CSF的病理狀態(tài)，這將有助于對疾病的診斷、治療及術(shù)后評估?？傊?，PC-MRI技術(shù)可作為無創(chuàng)性、敏感性檢測CSF動力學(xué)的手段，尤其是舒張期峰值流速、搏出量兩項(xiàng)指標(biāo)對于鑒別正常壓力性腦積水、交通性腦積水及腦小血管病有重要臨床意義。

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（收稿2015-08-26）

Diagnosis of non-obstructive hydrocephalus with quantitative phase-contrast MRI

TANG Min1,YANG Meng1,

DENG Qinzhe1,CHENG Miao1,CHEN Sipan1,LIU Peng2,ZHANG Xiaoling1.1 Department of MRI,2 Department of Neurology,Shaanxi Provincial People’s Hospital,Xi’an 710068,China

ObjebtiveTo discuss the application value of quantitative phase-contrast MRl in diagnosing nonobstructive hydrocephalus and cerebral small-vessel disease.Methods All subjects,including 11 cases of communicating hydrocephalus,six cases of normal-pressure hydrocephalus,nine cases of cerebral small-vessel disease,and 13 cases of healthy volunteers,underwent quantitative phase-contrast MRl.Cerebro-spinal fluid（CSF）velocity and flow volume were measured at the level of aqueduct of Sylvius.A SNK-q was used to compare the difference among the 4 groups.Results①In all subjects,the CSF flow at the level of aqueduct of Sylvius was bidirectional.The velocity curve presented as"U"shape, maximum velocity of non-obstructive hydrocephalus was higher than those of the other groups,especially the maximum systolic velocity.②Maximum diastolic velocity showed statistically significant differences between groups of communicating hydrocephalus and normal pressure hydrocephalus,and between normal pressure hydrocephalus and cerebral small-vessel disease(P<0.05),and the values were significantly higher in all patients groups than the normal group.Maximum diastolic velocity statistically differed between non-obstructive hydrocephalus and cerebral small-vessel disease groups(P<0.05).The maximal diastolic velocity was significantly higher in normal-pressure hydrocephalus group than the normal group and group of cerebral small-vessel disease.The flow volume was significantly differed among the 4 groups(P<0.05),the net flow volume of non-obstructive hydrocephalus was negative,the flow volume of cerebral small-vessel disease group was lower than that of normal group.ConclusionPC-MRI could be used to diagnose non-obstructive hydrocephalus and differentiate it from cerebral small-vessel disease with similar imaging finding and clinical symptoms.

Hydrocephalus;Cerebral small-vessel disease;Magnetic resonance imaging;Cine-phase contrast

10.19300/j.2016.L3705

R742.7；R445.2

A

陜西省人民醫(yī)院1磁共振室，2神經(jīng)內(nèi)科，西安710068

張小玲，E-mail：tm1981tm@163.com