PC MRI技术在单纯性脑缺血灶、脑萎缩伴缺血灶中的初步应用*

广州医科大学(广东 广州 510182)

邵演明 江魁明 钟 熹

PC-MR流体定量技术作为直接、快速、无创性测量脑血流、脑脊液流速、流量的有效方法，越来越受到临床的重视。其测量的可复性与准确性已被证实[1,2]。“门-克里二式学说”认为：生理条件下，由于颅骨坚韧不具备顺应性，心动周期内颅内压及颅内总容积是相对恒定的，为维持颅内压的稳定，颅内动脉、静脉、脑脊液循环处于动态平衡[3]。PC MRI技术目前广泛应用于脑血管、脑脊液流体动力学的研究，尤其是对脑积水等疾病的研究报道较多，然而对单纯性脑缺血、脑萎缩的流体动力学改变及“时相-流速曲线”方面的研究较少。本研究拟利用PC MRI技术对单纯性脑缺血灶、脑萎缩伴缺血灶的脑血流和脑脊液流动模式进行初步探讨。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取2013年9～12月在我院行PC MR检查的患者共54人，其中单纯脑缺血灶患者28人，男性12，女性16人，年龄50～77岁，平均年龄60.8±10.2岁；脑萎缩伴缺血灶患者26人，男性10人，女性16人，年龄54～80岁，平均年龄67±9.2岁；选取健康志愿者12人作为对照组，其中女性7人，男性5人，年龄50～74岁，平均年龄63.5±6.3岁；对照组入选标准：既往无心、脑、血管病史，心率60～100次/min，率齐，排除影响脑部血液、脑脊液循环的相关疾病。对照组行PC MRI测量前均先行常规MR平扫以排除颅内病变。

表1 对照组、单纯性脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组ICA：PSV 、PDV、MF比较(n1=12,n2=28、n3=26)

表2 对照组、单纯性脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组IJV：PSV 、PDV、MF比较(n1=12,n2=28、n3=26)

表3 对照组、单纯性脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组BA：PSV 、PDV、MF比较(n1=12,n2=28、n3=26)

表4 对照组、单纯性脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组CA：PSV、PDV、MF、UF、DF、NF比较(n1=12,n2=28、n3=26)

将研究对象分成3组：对照组(1组)、单纯脑缺血灶组(2组)、脑缺血合并脑萎缩组(3组)。

1.2 MR检查技术及后处理

1.2.1 仪器设备：使用philips3.0T Achieva双源超导成像系统，16通道头颈线圈。

1.2.2 扫描参数：TOFMRA：TR/TE=30/3.5ms FOV 200×200×90 m m，矩阵400×234，层数60，层厚3mm，翻转角度60°，N S A 1次。3D-PC MRV：TR/TE=18/6.5，FOV 230×162×135mm，矩阵256×137，NSA 1次，编码速率15cm/s。T2-TSE矢状位扫描：TR/TE=3000/95ms，视野(FOV)200×220×60mm，矩阵250×230，层厚3mm，采集次数(NSA)3次。

1.2.3 PC MRI定位及参数：ICA、IJV测量定位于C3椎体水平，距颈总动脉分叉约2cm以上[4]，BA测量选取中间段[5]。ICA、BA测量采用TOF-MRA图像定位，IJV测量采用MRV图像定位，扫描线分别垂直ICA、BA、IJV。导水管采用T2-TSE正中矢状位定位，扫描线垂直导水管中间段[2]；运用2D-QFLOW序列：TR/TE=25/3.5ms，FOV 150×100mm，层厚5mm，无间隔，矩阵256×256，NSA 2次，心脏相位16，反转角度20°，ICA、IJV、BA、导水管编码速率预置分别为：100cm/s、80cm/s、100cm/s、20cm/s[4,6]，编码方向由足向头，采用外周脉搏门控、流动补偿、无相位卷折技术。

1.2.4 后处理：将原始图像传送至Philips工作站，调节成标准的窗宽、窗位，适当放大。在相位对比图像上绘制流体断面兴趣区(ROI)；由Philip Q-FLOW软件自动生成“时相-流速曲线”，并记录每个相位点、心动周期的相关流速、流量等流体动力学数据。上述操作由2位有经验的医师独立完成，数据取两者平均值。

1.3 研究部位、内容

1.3.1 研究部位：双侧颈内动脉(ICA)、颈内静脉(IJV)、基底动脉(BA)、中脑导水管(CA)。

1.3.2 研究内容：

1.3.2.1 观察其在心动周期内的流速、流量、波峰位置变化情况，记录收缩期达峰流速(PSV)、舒张期达峰流速(PDV)、平均流量(MF)以及CA内脑脊液向上流量(UF)、向下流量(DF)、净流量(SV)，计算总入颅血流量(双侧颈内动脉与基底动脉血流量之和)、颈内静脉引出血流量(双侧颈内静脉血流量之和)。

1.3.2.2 兴趣区流体在心动周期内的“时相-流速曲线”。

1.4 数据统计分析 采用SPSS17.0软件，对数据进行统计学分析，计量资料以±S表示。多组数据先行方差齐性检验，若方差齐采用单因素方差分析，两两均数比较时采用LSD-t检验，P＜0.05时认为有统计学意义。

2 结 果

对照组、单纯脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组入颅总血流量分别为：10.14±1.44(ml/s)、9.69±1.91(m l/s)、8.75±2.19(m l/s)，颈内静脉引出血流量分别为：9.20±3.21(m l/s)、7.80±4.28(m l/s)、8.39±2.27(ml/s)。单纯脑缺血灶组、脑缺血合并脑萎缩组脑部流体动力学改变以动脉灌注减少为主，尤以ICA、BA血流动力学改变突出，脑脊液、静脉循环无统计学差异。与对照组比较，脑缺血合并脑萎缩组入颅血流量减少(t=2.32，P=0.03)，P＜0.05，而单纯脑缺血灶组无统计学差异。各组间颈内静脉引出血流量无统计学差异。

与对照组比较，脑萎缩伴缺血灶组ICA、BA“时相-流速曲线”的波峰增宽、变钝，而单纯性脑缺血灶组波形相似(图1-3、图4-6)；三组受检者：IJV、CA脑脊液“时相-流速曲线”相似(图7-9、图10-12)。

图1-3 ICA“时相—流速曲线”。图1 对照组；图2 单纯缺血灶组；图3 脑缺血合并脑萎缩组。图4-6 BA“时相—流速曲线”。图4 对照组；图5 单纯缺血灶组；图6 脑缺血合并脑萎缩组。图7-9 IJV“时相—流速曲线”。图7 对照组；图8 单纯缺血灶组；图9 脑缺血合并脑萎缩组。图10-12 CA“时相—流速曲线”。图10 对照组；图11 单纯缺血灶组；图12 脑缺血合并脑萎缩组。

3 讨 论

随着年龄增长，血液粘稠度增高、动脉血含氧量降低、血流减缓、大脑微循环障碍等因数的影响，脑组织顺应性下降。不同程度、不同持续时间的缺血、缺氧引起脑部形态学、生理学改变不尽相同。脑组织缺氧后，细胞内离子泵失效，致使钙离子、钠离子的流入，钾离子的流出失调，细胞内的pH值下降，能量代谢匮乏，线粒体呼吸停止，6小时内造成细胞中毒水肿，24小时出现髓鞘脱失，脑细胞坏死，血脑屏障破坏，最后可出现疤痕修复，局部脑萎缩[7]。从脑部缺血、缺氧→缺血病灶→脑梗塞→疤痕修复→脑萎缩正是脑部不同程度、不同持续时间的缺血、缺氧引起脑部不同程度的形态学、病理生理变化的过程。血管、脑组织的顺应性与颅内压均会影响颅内血流和脑脊液的流动模式，脑动脉硬化、高血压、血管源性痴呆、老年性痴呆、脑积水等疾病能引起脑血管或脑组织顺应性的相应改变[8,9,10]。

单纯的脑部缺血灶被认为是慢性、持续缺氧所致，是病变的早期改变，脑组织缺血程度较轻，对脑组织顺应性影响较少。本组数据显示单纯的脑部缺血灶血流动力学参数改变不明显，三大循环虽然略有改变，但并无统计学意义。脑缺血合并脑萎缩是脑部缺血的晚期改变，脑组织缺血程度较严重，脑组织顺应性降低。本组数据显示脑缺血合并脑萎缩组入颅血流量明显减少，以动脉灌注减少为主，尤以双侧颈内动脉(ICA)、基底动脉(BA)流速、流量的下降为主，辅以脑脊液循环改变以维持动态平衡，而静脉循环则无统计学差异。

脑组织不同程度缺血、缺氧可使脑组织不同程度的病理生理变化(如：单纯性脑缺血灶、脑梗塞、脑萎缩)，不同程度的病理生理变化又可令脑组织顺应性发生不同程度的下降，脑组织顺应性及病理改变达到一定的程度，则会引起相应改变，致使动脉、静脉、脑脊液三大循环作出相应调整，从而达到动态平衡。通过测量脑部血流量，尤其是入颅动脉血流量，可以判断脑组织的病理生理变化、顺应性改变的程度。

“时相-流速曲线”可以直观地反映脑组织的缺血程度、顺应性改变。单纯脑缺血灶组ICA、IJV、BA、CA“时相-流速曲线”与对照组相似；脑缺血合并脑萎缩组主要表现以入颅动脉(ICA、BA)“时相-流速曲线”改变为主，表现为波峰的变钝、增宽。由于对照组、脑萎缩伴缺血灶组IJV、CA各项数值均无统计学差异，故其“时相-流速曲线”相似。

通过研究单纯性脑缺血、脑梗塞、脑萎缩的流体动力学变化及“时相-流速曲线”的改变可以让我们了解脑组织不同程度缺血、缺氧所致的脑组织病理生理学变化的过程以及流体动力学改变，为临床对脑部缺血、缺氧性疾病的脑病理生理改变的程度评价及预测其预后、转归提供可参考的信息。

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6.钟熹，江魁明，麦慧,等.PC-MR测量中脑导水管脑脊液流动的影响因素[J].中国CT和MRI杂志，2013,48:1-4.

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