4D Flow MRI 對主動(dòng)脈夾層患者腹部血流模式的定量研究及評估

劉東婷， 劉家祎， 溫兆贏， 李宇， 張楠， 范占明

·心血管影像學(xué)·

4D Flow MRI 對主動(dòng)脈夾層患者腹部血流模式的定量研究及評估

劉東婷， 劉家祎， 溫兆贏， 李宇， 張楠， 范占明

目的：采用4D-flow MRI分析主動(dòng)脈夾層(AD)患者腹部真腔和假腔內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，以及各血流指標(biāo)與夾層破口大小、數(shù)量及假腔內(nèi)血栓之間的相關(guān)性，探討其臨床應(yīng)用可行性及診斷價(jià)值。方法：16例主動(dòng)脈夾層患者采用4D Flow MRI技術(shù)進(jìn)行腹主動(dòng)脈成像，同時(shí)行胸腹主動(dòng)脈CTA檢查。對腹主動(dòng)脈4個(gè)層面的圖像進(jìn)行分析，測量各層面真腔和假腔的橫斷面積、血流速度、峰值速度、平均凈流量、最大流量、凈正向血容量及反流分?jǐn)?shù)，并觀察主動(dòng)脈夾層各種形態(tài)學(xué)指標(biāo)。真假腔各血流指標(biāo)及面積的比較采用配對t檢驗(yàn)，AD的各形態(tài)學(xué)指標(biāo)與血流指標(biāo)的關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析和多元線性回歸分析。結(jié)果：腹主動(dòng)脈各水平真腔的平均橫斷面積及反流分?jǐn)?shù)均小于假腔，真腔內(nèi)血流速度、峰值速度、平均凈流量、最大流量、凈正向血容量均明顯高于假腔，兩組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。夾層破口越大，真腔血流速度及流量越小(P<0.05)，而假腔的平均血流速度、平均凈流量及最大流量越高(P<0.05)。隨破口數(shù)量增多，真腔各血流指標(biāo)增高(P<0.05)，假腔最大流量變小(P=0.025)。假腔有血栓形成，則真腔平均血流速度、峰值速度增高(P=0.003、0.005)。破口大小對真假腔血流指標(biāo)的影響意義較大。結(jié)論：4D Flow MRI技術(shù)能夠定性、定量地提供主動(dòng)脈夾層患者的腹主動(dòng)脈血流信息，在主動(dòng)脈夾層的診斷和治療方案的選擇中有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

主動(dòng)脈夾層； 腹主動(dòng)脈； 磁共振血管成像； 4D相位對比技術(shù)； 血流動(dòng)力學(xué)

主動(dòng)脈夾層(aortic dissection，AD)是一種常見的復(fù)雜大血管疾病，系高血壓等各種病因?qū)е轮鲃?dòng)脈內(nèi)膜破裂，血液通過破裂口進(jìn)入主動(dòng)脈壁中層，逐漸在中層內(nèi)擴(kuò)展，形成真腔及假腔。AD的發(fā)病率和死亡率均較高[1-2]。除原發(fā)破口外,通常在胸主動(dòng)脈中遠(yuǎn)段及腹主動(dòng)脈同時(shí)存在內(nèi)膜再破口[3]，其大小及數(shù)目直接影響假腔的血流灌注量。形態(tài)學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)變化是影響AD穩(wěn)定和進(jìn)展的最重要因素，主動(dòng)脈管徑的大小是預(yù)測AD進(jìn)展的一個(gè)重要指標(biāo)[4-5]。管徑越大，血管壁所承受的切應(yīng)力越大，主動(dòng)脈夾層和主動(dòng)脈瘤擴(kuò)張及破裂的風(fēng)險(xiǎn)就越高。一些AD體外流體力學(xué)模型研究證明，血流動(dòng)力學(xué)變化是導(dǎo)致假腔擴(kuò)張和真腔塌陷的直接原因且早于形態(tài)學(xué)變化，但對在體的研究目前國內(nèi)外報(bào)道仍罕見。本研究通過無創(chuàng)性4D Flow MRI技術(shù)對AD患者腹部血流模式進(jìn)行定量研究及評估，分析手術(shù)前腹主動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的改變情況，旨在為臨床提供一種無創(chuàng)的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測手段。進(jìn)一步探討其在主動(dòng)脈夾層患者術(shù)前評估及術(shù)后指導(dǎo)治療中的應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.研究對象

將2015年8月-2016年6月經(jīng)外院或急診檢查診斷為AD并在本院行外科或介入手術(shù)的16例AD患者納入研究，所有患者無嚴(yán)重肝腎功能不全、碘對比劑過敏及MRI檢查禁忌證。其中男15例，女1例，年齡22～73歲。所有患者均有急性胸背部疼痛病史，自發(fā)病至MRI檢查的時(shí)間為0.5～15.0天。14例患者有明確高血壓病史。約4/5患者在檢查前已接受降壓治療，1例患者有冠心病。所有患者既往均無腎病和糖尿病的病史。8例患者行開胸手術(shù)，8例行介入治療?；颊呷朐汉笥谑中g(shù)前1周內(nèi)分別行胸腹主動(dòng)脈CTA及腹主動(dòng)脈4D Flow MRI檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

2.檢查方法

使用Toshiba Aquilion ONE 320排螺旋CT機(jī)行胸腹主動(dòng)脈 CTA檢查。掃描參數(shù)：120 kV，400 mA，層厚0.5 mm，重建間隔1.0 mm，螺距0.828。掃描范圍自胸腔入口水平至髂內(nèi)、外動(dòng)脈分叉水平下方，一次屏氣完成掃描。采用Supestart實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)確定掃描延遲時(shí)間，感興趣區(qū)(region of interest，ROI)為肺動(dòng)脈分叉水平升主動(dòng)脈處，觸發(fā)閾值180 HU。使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射非離子型碘對比劑碘必樂(370 mg I/mL) 80～95 mL，注射流率4.0 mL/s，再以相同流率注射0.9%生理鹽水40 mL。由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算CT劑量指數(shù)(CT dose index，CTDIvol)和劑量長度乘積(dose-length product，DLP)，有效劑量(effective dose，ED)的計(jì)算中劑量系數(shù)K取值為0.015 mSv/(mGy·cm)[9]。

使用Siemens Magnetom Verio 3.0T磁共振掃描儀、48通道系統(tǒng)、32通道體部接收線圈及心電門控技術(shù)行腹主動(dòng)脈MRI掃描。選取能夠顯示主動(dòng)脈內(nèi)膜及真假腔的層面進(jìn)行血流測量。首先采用HASTE黑血序列獲取各向同性的橫軸面、斜矢狀面(左前斜位)和冠狀面的主動(dòng)脈解剖圖像，其次進(jìn)行矢狀面及冠狀面4D Flow序列掃描。HASTE序列掃描參數(shù)：TR 700 ms，TE 83 ms，層厚5.0 mm，翻轉(zhuǎn)角180°，帶寬781Hz/px。4D-Flow MRI常規(guī)行斜矢狀面及冠狀面掃描，于自由呼吸狀態(tài)下采集數(shù)據(jù)，掃描參數(shù)：視野340 mm×255 mm，TR 47.2 ms，TE 2.79 ms，帶寬491Hz/px，矩陣115×192，層厚1.80 mm，翻轉(zhuǎn)角8°，速度編碼90～150 cm/s。速度編碼的選擇根據(jù)初測速度值來確定，以清晰顯示主動(dòng)脈夾層的真腔為準(zhǔn)。

3.圖像后處理分析

掃描所得圖像使用Siemens Vitrea工作站及4D flow MRI軟件進(jìn)行分析。由從事CT及MR影像診斷7年以上的1位主治醫(yī)師及1位副主任醫(yī)師共同閱片，經(jīng)討論達(dá)成共識后記錄。進(jìn)行4D 血流分析時(shí)選取4個(gè)層面的腹主動(dòng)脈進(jìn)行觀察和測量(圖1a)：①腹腔干開口水平；②腸系膜上動(dòng)脈開口水平；③較低的一支腎動(dòng)脈開口水平；④腹主動(dòng)脈近髂動(dòng)脈分叉水平。每個(gè)斷面進(jìn)行真腔及假腔的血流測量。將4D flow掃描獲得的原始圖像載入血流后處理軟件，手動(dòng)勾畫ROI，即分別勾出每一分析層面主動(dòng)脈真腔和假腔的邊界，軟件自動(dòng)生成1個(gè)心動(dòng)周期的平均血流速度、峰值速度(圖1b)、平均凈流量、最大流量、凈正向血容量及反流分?jǐn)?shù)的時(shí)間曲線等，并計(jì)算出相應(yīng)的定量數(shù)據(jù)。同時(shí)獲得可視化的流線圖、路徑圖及矢量圖，可整體觀察真假腔內(nèi)血流狀態(tài)。

所有患者均行胸腹主動(dòng)脈CTA檢查，常規(guī)采用多平面重組(MPR)、最大密度投影(MIP)和容積再現(xiàn)(VR)技術(shù)進(jìn)行圖像后處理。主要觀察主動(dòng)脈夾層內(nèi)膜破口及再破口的位置、大小和數(shù)量(圖2a、b)、假腔有無血栓化及腹主動(dòng)脈四個(gè)不同層面真假腔的面積(圖2c)。

使用SAS 9.2(SAS Institute Inc,USA)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有計(jì)量資料的數(shù)據(jù)先進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)。采用配對t檢驗(yàn)分析真假腔之間管腔面積、平均血流速度、峰值速度、平均凈流量、最大流量、凈正向血容量和反流分?jǐn)?shù)的差異。對夾層破口大小、數(shù)量和假腔有無血栓化與真假腔血流指標(biāo)(平均血流速度、峰值速度、平均凈流量、最大流量)之間的相關(guān)性的評估采用Pearson相關(guān)分析和多元線性回歸分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05(雙側(cè))。

圖1 AD患者。a) 腹主動(dòng)脈4個(gè)分析層面(藍(lán)線)，圖中奇數(shù)顯示為真腔，偶數(shù)為假腔； b) 血流峰值速度-時(shí)間曲線，顯示真腔的流速明顯高于假腔(1、3、5、7分別為腹腔干開口、腸系膜上動(dòng)脈開口、平較低一支腎動(dòng)脈開口及腹主動(dòng)脈近髂分叉水平這四個(gè)平面的真腔，2、4、6、8依次為這四個(gè)平面的假腔)。 圖2 AD患者。a) 橫軸面CTA圖像，顯示主動(dòng)脈內(nèi)膜破口的大小及位置； b) 斜矢狀面MPR圖像，顯示夾層原發(fā)破口及再破口的位置、大小及數(shù)目； c) 在橫軸面CTA圖像上手動(dòng)勾畫ROI，測量真腔和假腔(箭)的面積。

部位面積(mm2)真腔假腔t值P值腹腔干開口水平219．88±113．64541．39±169．02-5．95<0．0001腸系膜上動(dòng)脈開口水平229．24±110．84485．35±166．23-4．340．0008較低一支腎動(dòng)脈開口水平161．14±68．15357．05±166．28-3．900．0018髂動(dòng)脈分叉水平160．67±100．90331．01±175．69-4．020．0017合計(jì)192．73±102．81432．46±186．82-9．08<0．0001

表2 真、假腔各血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測量結(jié)果及比較 (補(bǔ)充各參數(shù)值的單位??！)

結(jié) 果

16例患者均成功地進(jìn)行了胸腹主動(dòng)脈CTA及腹主動(dòng)脈4D Flow MRI檢查，圖像質(zhì)量滿足診斷要求。A型夾層1例，原發(fā)內(nèi)膜破口位于升主動(dòng)脈；B型夾層15例，原發(fā)破口位于左鎖骨下動(dòng)脈開口以遠(yuǎn)。原發(fā)破口大小(10.65±5.22) mm。9例僅有一個(gè)破口，7例有2個(gè)或以上的破口。5例患者有假腔血栓化。

真假腔面積的測量結(jié)果及比較見表1。四個(gè)層面的真腔面積均小于假腔(P<0.05)，其中有2例患者在腹腔干開口水平真腔幾乎完全塌陷。

真假腔6個(gè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測量值及比較見表2和圖3。①腹腔干及腸系膜上動(dòng)脈開口水平：真腔內(nèi)平均血流速度、峰值速度、平均凈流量和凈正向血容量均明顯高于假腔(P<0.05)，反流分?jǐn)?shù)低于假腔(P<0.05)，而最大流量與假腔間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。②較低一支腎動(dòng)脈開口水平：真腔內(nèi)平均血流速度明顯高于假腔(P<0.05)，反流分?jǐn)?shù)低于假腔(P<0.05)；而其它4個(gè)參數(shù)值與假腔間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。③腹主動(dòng)脈近髂動(dòng)脈分叉水平：真腔內(nèi)平均血流速度和峰值速度明顯高于假腔(P<0.05)，反流分?jǐn)?shù)低于假腔(P<0.05)，其它4個(gè)參數(shù)值與假腔間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

夾層破口大小、數(shù)量和血栓情況與血流指標(biāo)間的相關(guān)分析結(jié)果見表3、4。總體而言，破口越大，真腔的平均血流速度、峰值速度、平均凈流量和最大流量越小，假腔則越大。破口數(shù)量越多，真腔的平均血流速度、峰值速度、平均凈流量和最大流量越大；假腔最大流量越小。假腔有血栓形成，則真腔平均血流速度和峰值速度越大。

表3 破口大小、數(shù)量、假腔有無血栓化與真腔血流指標(biāo)間的相關(guān)性

表4 破口大小、數(shù)量、假腔有無血栓化與假腔血流指標(biāo)間的相關(guān)性

表5 破口特點(diǎn)與真腔血流指標(biāo)間的回歸分析結(jié)果

注：β值代表樣本的回歸系數(shù)；▲自變量對相關(guān)血流指標(biāo)的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表6 破口特點(diǎn)與假腔血流指標(biāo)間的回歸分析結(jié)果

注：β值代表樣本的回歸系數(shù)；▲自變量對相關(guān)血流指標(biāo)的影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

圖3 直方圖顯示主動(dòng)脈不同分析層面真、假腔各血流參數(shù)的差異。

多因素回歸分析結(jié)果見表5、6。結(jié)果表明：破口大小對真假腔血流指標(biāo)的影響意義較大。破口越大，真腔的平均血流速度、峰值速度、平均凈流量、最大流量越小；假腔的平均血流速度越大，峰值速度越小。

對于腹主動(dòng)脈尤其是腎動(dòng)脈開口水平存在再破口的患者，4D Flow MRI較常規(guī)CTA能更精確地顯示破口的位置及受累分支動(dòng)脈在收縮期及舒張期的血流情況(圖4)。

討 論

近年來，無創(chuàng)性影像學(xué)技術(shù)(如MDCT、MRI)基本取代了常規(guī)血管造影用于AD的診斷[6-7]。CT由于具有較高的空間分辨率，可以提供詳盡的AD解剖形態(tài)學(xué)信息，但其尚不能用于觀察真腔和假腔內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)變化、假腔穩(wěn)定性及順應(yīng)性等，并且存在電離輻射的影響。MRI對心血管疾病解剖形態(tài)和血流動(dòng)力學(xué)的研究有許多優(yōu)勢。早期應(yīng)用的相位對比磁共振血管成像(phase-contrast MR angiography，PC-MRA)技術(shù)，可以簡單地測量真腔和假腔內(nèi)的血流流速和方向，并初步推測假腔與真腔面積的比值增加及收縮期真腔平均流速減低可能是引起假腔擴(kuò)張的主要因素。傳統(tǒng)PC-MRA研究由于受采集視野的限制，僅限于主動(dòng)脈單層面測量，很難反映AD患者整體主動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)狀況。近年來，由于MR硬件設(shè)備的更新和軟件的開發(fā)，PC-MRA血流測量已經(jīng)由采集二個(gè)方向血流信息發(fā)展到三個(gè)方向，由單層面二維采集發(fā)展到三維或四維采集，采集速度也明顯提高[8]，從而為獲取3D或容積血流動(dòng)力學(xué)信息提供了可能。

圖4 B型AD患者。a) 橫軸面CTA圖像，顯示腹主動(dòng)脈真、假雙腔結(jié)構(gòu)，真假腔間可見再破口形成(箭)； b) MPR圖像顯示右腎動(dòng)脈起自真腔，左腎動(dòng)脈起自假腔，左腎動(dòng)脈開口水平可見再破口； c) 4D flow MRI獲得的收縮期冠狀面主動(dòng)脈夾層血流路徑圖，真腔(紅色)內(nèi)血流速度較快，假腔(藍(lán)色)內(nèi)血流速度較慢，由于再破口的存在，左腎動(dòng)脈可見真假腔共同供血(箭)。

主動(dòng)脈夾層的形成和進(jìn)展與主動(dòng)脈內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)因素及順應(yīng)性密切相關(guān)，真腔和假腔的血流速度、血流量、血流模式以及真假腔內(nèi)的壓力差都是影響真腔塌陷、假腔擴(kuò)張的關(guān)鍵因素。4D Flow MRI方法可以對主動(dòng)脈夾層患者的血流速度、正反向血流量、血流模式及反流分?jǐn)?shù)等進(jìn)行準(zhǔn)確的定量測量[10-11]，可以從血流動(dòng)力學(xué)方面來探討主動(dòng)脈夾層的病理形態(tài)改變的力學(xué)根源，并可根據(jù)血流的定量信息來預(yù)測夾層的發(fā)展。本研究及以往的研究結(jié)果均提示，假腔內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變與主動(dòng)脈夾層的假腔內(nèi)血栓形成與擴(kuò)張相關(guān)，如低速血流伴隨大量血栓形成，高速血流伴隨管腔的擴(kuò)張[12-14]。以往最常見的MR血流成像技術(shù)是2D PC-MRI[15-18]，但此技術(shù)在定量測量時(shí)，通常選擇垂直于二維平面的單一方向的速度編碼，未能探測到通過平面的整體血容量，因此經(jīng)常會低估血流參數(shù)。而4D Flow技術(shù)能夠在3D方向上測量血液流速，即所謂的4D流速敏感編碼(三維空間+一維時(shí)間)[19]。此項(xiàng)技術(shù)能夠較大范圍覆蓋感興趣區(qū)，并能定量分析復(fù)雜的渦流及螺旋血流等。

以往的研究中重點(diǎn)關(guān)注的是胸主動(dòng)脈的血流情況[14,20]，對胸主動(dòng)脈遠(yuǎn)段及腹主動(dòng)脈的血流模式的研究甚少，因此，本研究中主要觀察AD患者腹部血流模式的變化，旨在對AD患者復(fù)雜的血流動(dòng)力學(xué)變化有一個(gè)更全面的認(rèn)識，為臨床醫(yī)師提供定量分析數(shù)據(jù)及可視化血流模式，更好地指導(dǎo)臨床制訂治療方案，獲得更好的治療效果。在這項(xiàng)研究中，我們聯(lián)合使用了CTA及4D Flow MRI對主動(dòng)脈夾層的腹部血流情況進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示，真腔的面積和反流分?jǐn)?shù)明顯低于假腔，而假腔內(nèi)平均血流速度均明顯低于真腔，可以推測假腔內(nèi)的壓力明顯高于真腔，故形態(tài)學(xué)上多見真腔受壓變窄、假腔擴(kuò)張，表明真腔塌陷程度與假腔內(nèi)血流速度有明顯的相關(guān)性。假腔內(nèi)壓力越大，真腔變窄或塌陷程度越大，主動(dòng)脈最大管徑越大，導(dǎo)致主動(dòng)脈破裂的危險(xiǎn)性及臟器缺血的程度也越大[21]。Tolenaar等[22]假定，假腔的高壓力是主動(dòng)脈增寬的一個(gè)主要因素，假腔有沿長軸的更均勻的壓力梯度，速度和壁面切應(yīng)力比真腔低。本研究中，真腔內(nèi)平均凈流量、最大流量、凈正血向容量均高于假腔，并且在腹腔干及腸系膜上動(dòng)脈開口水平平均凈流量及凈正血向容量二者之間的差異達(dá)到明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以遠(yuǎn)兩個(gè)分析平面雖然也有差別但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這一現(xiàn)象可能是由于血流量=血流速度*面積，而真腔塌陷程度隨著遠(yuǎn)離原發(fā)破口的位置有降低的趨勢所致。

以往的研究僅通過對臨床資料分析，發(fā)現(xiàn)影響夾層預(yù)后的一個(gè)結(jié)論為假腔的持續(xù)存在是影響AD病情惡化或進(jìn)展的主要因素[23,4]。Toshihisa等[24]從血流動(dòng)力學(xué)方面對慢性主動(dòng)脈夾層假腔增長率的影響因素研究進(jìn)行了多因素方差分析，結(jié)果表明，假腔內(nèi)血流量是影響假腔增長速度的獨(dú)立因素，即假腔內(nèi)血流量越大，假腔增長越快。這也提示AD的預(yù)后與其病理形態(tài)所產(chǎn)生的血流動(dòng)力學(xué)改變是分不開的。AD作為一種復(fù)雜大血管疾病,除原發(fā)內(nèi)膜破口外,通常在夾層中遠(yuǎn)段同時(shí)存在內(nèi)膜再破口[25]，其大小、數(shù)目直接影響假腔的血流灌注量。Dillon-Murphy等[2]發(fā)現(xiàn)這些再破口在夾層血流動(dòng)力學(xué)中發(fā)揮重要作用，多個(gè)破口導(dǎo)致主動(dòng)脈夾層真假腔間壓力的均衡。Tolenaar等[22]的研究發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)破口的患者比有多個(gè)破口的患者預(yù)后較差。然而Rudenick等[26]發(fā)現(xiàn)再發(fā)小破口導(dǎo)致了真假腔之間更大的壓力差，真腔產(chǎn)生了更高的壓力，而較大的破口導(dǎo)致真假腔間壓力比較均衡。這項(xiàng)研究還表明破口較小時(shí)真腔接受更大比例的的血流量。Berguer等[27]的研究結(jié)果表明，真假腔之間的壓差與破口的橫截面積成反比。本研究中采用CTA及MRI兩種方法分析夾層的形態(tài)，結(jié)果顯示原發(fā)破口越大，真腔的血流速度及血流量越小，而假腔相反；隨胸主動(dòng)脈遠(yuǎn)段及腹主動(dòng)脈再破口數(shù)目的增多，假腔最大流量變??；假腔有血栓形成時(shí)真腔血流速度變大。多模式成像可以有效地從形態(tài)學(xué)及血流動(dòng)力學(xué)方面綜合評估夾層的預(yù)后。

同時(shí)，在本研究中我們通過路徑圖及矢量圖來分析真假腔內(nèi)的血流模式，發(fā)現(xiàn)所有患者的假腔內(nèi)均為雙向血流，9例患者的真腔內(nèi)為單向血流(即自上而下的正向血流)；再破口好發(fā)于腎動(dòng)脈水平，導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)比較復(fù)雜。分支血管受累是AD進(jìn)程中的嚴(yán)重并發(fā)癥。急性主動(dòng)脈夾層接近30%伴發(fā)有分支動(dòng)脈缺血表現(xiàn)，腎動(dòng)脈最常受累，導(dǎo)致受累腎臟的血流灌注減低。另外，夾層常累及腹部重要的分支血管，以腸系膜上動(dòng)脈[28]及腹腔干[29]最常見，可引起腸缺血壞死及臟器缺血，患者出現(xiàn)相應(yīng)癥狀。

外科手術(shù)治療及覆膜血管內(nèi)支架置入術(shù)能否改善分支血管的缺血狀態(tài)是令人關(guān)注的問題。在主動(dòng)脈夾層的臨床研究中，目前普遍將注意力集中在對主動(dòng)脈病變的治療上，一般只是處理了近端原發(fā)破口，忽略了分支血管受累尤其是腎動(dòng)脈受累導(dǎo)致的急、慢性缺血等情況[30]。張研等[31]的研究還提到，AD的壁面切應(yīng)力的分布在假腔遠(yuǎn)段最大，且隨AD瘤體的不對稱性而增加。從流體力學(xué)上來分析，假腔的遠(yuǎn)端是發(fā)生破裂的危險(xiǎn)點(diǎn)，夾層直徑越大越容易破裂。這也提示我們，夾層的預(yù)后與其病理形態(tài)所產(chǎn)生的血流動(dòng)力學(xué)改變是分不開的。本研究中采用的4D Flow技術(shù)可以定性和定量分析腹主動(dòng)脈各段的血流動(dòng)力學(xué)情況，從而能更好地評估主動(dòng)脈夾層的預(yù)后。

本研究也存在一些局限性。首先，這是一個(gè)單中心的研究，樣本量較小?；谂R床有隨訪資料的的大樣本的研究是下一步要進(jìn)行的。其次，局限性是4D Flow掃描過程中假腔的低信號，因?yàn)閵A層患者存在真假雙腔，本研究是以真腔的速度編碼值為主進(jìn)行掃描，這樣在舒張中晚期假腔內(nèi)可能存在一些噪聲。下一步的工作將改進(jìn)掃描策略，提高假腔的速度編碼值，對真假腔進(jìn)行更精確的分析。另外，4D Flow技術(shù)在臨床應(yīng)用中還存在一些挑戰(zhàn)，如呼吸及心電門控技術(shù)能在一定程度上彌補(bǔ)心跳和呼吸帶來的偽影，但部分患者呼吸、心跳配合不好導(dǎo)致采集時(shí)間長，所以如何能夠在大范圍內(nèi)快速、準(zhǔn)確獲取相關(guān)信息是值得進(jìn)一步研究的。最后一點(diǎn)，更高效的后圖像處理工具也是關(guān)鍵問題，目前我們所使用圖像后處理軟件不能在體內(nèi)進(jìn)行真假腔內(nèi)壓力和壁切應(yīng)力的準(zhǔn)確測定，這也是以后研究要完善的一個(gè)方面。

總之，我們的初步研究結(jié)果表明，通過4D Flow MRI能夠無創(chuàng)性地對AD真腔和假腔的血流動(dòng)力學(xué)情況進(jìn)行定量分析，因此可作為監(jiān)控AD病變發(fā)展及療效的有效檢查手段。隨著血管重塑還需要對患者進(jìn)行長期的隨訪觀察，客觀定量地對夾層真、假腔的演變進(jìn)行進(jìn)一步評估。做為一種多功能的評估流量和流速的方法，4D Flow檢查為臨床主動(dòng)脈夾層患者提供了一種無創(chuàng)的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測手段，對臨床醫(yī)生進(jìn)行AD的形態(tài)和功能診斷，進(jìn)而在指導(dǎo)治療方案的制訂、治療時(shí)機(jī)的選擇等方面具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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Quantitative study on abdominal blood flow patterns in patients with aortic dissection using 4D flow MRI

LIU Dong-ting,LIU Jia-yi,WEN Zhao-ying,et al.

Department of Radiology, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University, Beijing Institute of Heart, Lung and Blood Vessel Diseases,Beijing 100029,China

Objective:To evaluate the characteristics of abdominal hemodynamic changes in the true lumen (TL) and the false lumen (FL) in aortic dissections (AD) using 4D flow MRI,and to determine the relationship between blood flow indexes and the size,number of intimal entries and false lumen thrombosis,and to access the clinical feasibility and diagnostic value of 4D flow MRI.Methods:Sixteen AD patients underwent abdominal 4D flow MRI and thoracic and abdominal CTA at the same time.Images of abdominal aorta at four planes were quantitatively analyzed,the hemodynamic parameters including lumen area,velocity,peak velocity,average net flow volume,peak flow volume,net forward volume,and regurgitant fraction in the TL and FL were measured and compared using Pairedt-test.The anatomic morphology of aortic dissection were also observed.The correlation between various morphological changes and hemodynamic parameters were analyzed using Pearson correlation analysis and multiple linear regression analysis.Results:The average area and regurgitant fraction of TL were significantly smaller than those of FL at all four levels (P<0.05);the average velocity,peak velocity,average net flow volume,peak flow volume,net forward volume in TL were significantly higher than those in FL (P<0.05).With the increase of the size of intimal entry,the flow velocity and flow volume in TL were decreased (P<0.05),and the average velocity,average net flow volume,peak flow volume in FL were increased (P<0.05).With the increase of intimal entry numbers,the hemodynamic parameters in the TL became higher (P<0.05)，peak flow volume in the FL became lower (P=0.025)；If there was thrombosis in false lumen,the average velocity and peak velocity in TL were higher (P=0.003,0.005)，the size of intimal entry had a strong impact on hemodynamic parameters in TL and FL.Conclusions:4D flow MRI provided qualitative and quantitative information on alterations of abdominal aortic blood flow in AD patients.It is important for clinical application in the diagnosis and therapeutic management choice of AD．

Aortic dissection； Aorta，abdominal； Magnetic resonance angiography； Four-dimensional phase contrast technique； Hemodynamics

100029 北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科、北京市心肺血管疾病研究所醫(yī)學(xué)影像科

劉東婷(1981-)，女，河南濮陽人，博士，主治醫(yī)師，主要從事心臟及大血管影像診斷及研究工作。

范占明，E-mail: fanzm120@126.com

國家自然科學(xué)基金(81401375)

R543.1；R445.2；R814.42

A

1000-0313(2017)04-0388-07

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.04.020

2016-11-10

2017-02-11)