短暂性脑缺血脑深部髓质静脉分布的SWI分析
2016-04-13李虹易杨本强刘文源常灿灿张连雪
李虹易，杨本强，段 阳，刘文源，常灿灿，刘 娜，张连雪，林 森
（沈阳军区总医院放射诊断科，辽宁 沈阳 110016）
◁中枢神经影像学▷
短暂性脑缺血脑深部髓质静脉分布的SWI分析
李虹易，杨本强，段 阳，刘文源，常灿灿，刘 娜，张连雪，林 森
（沈阳军区总医院放射诊断科，辽宁 沈阳 110016）
目的：应用磁敏感加权成像（SWI）技术研究短暂性脑缺血（TIA）脑内深部髓质静脉（DMV）的分布。方法：双盲回顾性分析118例TIA患者及32例正常志愿者的临床及脑部MR影像学资料。两位放射科医生共同判定图像质量、DMV对称性（对称定义为相同区域均有DMV显示，数量差＜5根且扩张程度相近），分别判定DMV分型并对数据进行一致性检验（Kappa）。将侧脑室旁DMV和同侧脑浅层静脉（SCV）管径对比分为3型，Ⅰ型：无DMVs；Ⅱ型：DMVs
脑缺血发作，短暂性；磁共振成像
磁敏感加权成像（SWI）对脱氧血红蛋白、含铁血黄素等顺磁性物质敏感，具有发现微小的血管结构、侧支循环和微小出血灶的优势和能力[1]，对于脑微循环的研究具有深远的临床价值。目前随着SWI新技术应用和推广，已经成为临床常规应用的技术之一。在脑出血和脑卒中患者中也可以发现异常的血管结构和深部静脉的变化。Mucke等[2]研究表明深部髓质静脉（Deep medullary vein，DMV）非对称性改变对脑卒中患者预后具有临床意义。但是对于短暂性脑缺血（Transient ischemic attack，TIA）的DMV研究目前未见报道，深入研究TIA脑内DMV分布可以更直观地解读TIA患者脑内微循环层面上的变化特点，提早发现疾病，降低继发脑卒中的发病率。本文应用SWI分析大脑半球DMV在不同年龄段TIA患者的分布情况，为进一步研究急性脑梗塞脑内DMV改变特征奠定基础。
1 资料与方法
1.1 临床资料
双盲回顾性分析我院2015年5—8月118例TIA患者及32例正常志愿者的临床及脑部影像学资料，剔除图像质量C级病例后，TIA组共113例，年龄32～87岁，平均（60.5±12.9）岁、正常对照组共32例，年龄30～65岁，平均（46.9±18.4）岁，纳入本研究（表1）。其中TIA组有83例患者有高血压病史，血压范围波动在 130～200mmHg/80～140mmHg（1mmHg≈0.133 kPa）之间。本研究TIA组纳入标准如下：①TIA诊断均符合中国专家共识组最新版制定TIA诊断标准[3]；②入院头部弥散加权成像结果为阴性。排除标准：①有脑出血、脑肿瘤、外伤、脑血管畸形等疾病；②TIA合并急性脑血管疾病患者；③患者不配合、图像质量C级；④使用激素类药物和扩张血管的药物。正常对照组纳入标准：①常规体格检查以及实验室检查未见异常；②无任何神经系统疾病的症状和体征；③老年者脑内可有正常退行性改变的MR表现，但没有脑血管疾病的临床症状，没有功能性改变。本研究获得医院伦理委员会批准，所有患者或家属均签署知情同意书。
表1 正常组和TIA组的基本信息和MR扫描情况
1.2 MRI检查方法及后处理
采用 GE Discover 750 3.0T、Siemens Verio 3.0T磁共振扫描仪，头部8通道线圈行常规MRI平扫（T1WI、T2WI）、DWI、SWI序列扫描。所有扫描所得数据均在Siemens Leonardo后处理工作站进行处理及分析。
GE Discover 750 3.0T常规MRI平扫参数：T1WI（TR=1 625ms，TE=24ms），FSE T2WI（TR=4 160ms，TE=88ms），FOV：24cm，层厚：6mm；FLAIR序列（TR=8 000ms，TE=94ms，TI=2 000ms），FOV：24cm，层厚：6mm。DWI应用SE-EPI技术，TR=4 000ms，TE=68ms，FOV：24cm，层厚：6mm，b值取0和1000ms，并重建ADC灰度图。SWI：TR=27ms，TE=20ms，FOV：23cm，层厚：2mm，扫描时间192 s，最大密度投影（MIP）重建图像在后处理软件上自动完成。
Siemens Verio 3.0T常规MRI平扫参数：T1WI（TR=440ms，TE=8.4ms），FSE T2WI（TR=6 000ms，TE=96ms），FOV：22cm，层厚：4mm；FLAIR序列（TR=8 800ms，TE=94ms，TI=2 500ms），FOV：22cm，层厚：4mm。DWI：TR=6 600ms，TE=100ms，FOV：22cm，层厚：5mm。SWI：TR=27ms，TE=20ms，FOV：23cm，层厚：2mm，扫描时间192 s，MIP重建图像在后处理软件上自动完成。
1.3 图像分析
①图像质量评估标准：A级为图像无伪影 （图1～3）；B级为图像有伪影但不影响DMV判定 （图4）；C级为图像有严重影响DMV判定的伪影，剔除研究。
②通过局部放大图像，观察同一层面的DMV（垂直侧脑室中心区域）直径与脑浅层静脉（Superficial cerebral vein，SCV）直径对比分为3型 （图1～3）：Ⅰ型：无DMVs显示；Ⅱ型：DMVs＜SCVs；Ⅲ型：DMVs=SCVs。
③侧脑室旁白质区平均分为4区，连续层面每区内均有DMV显示、两侧DMV数量相差＜5根且表达程度相同为对称性改变（图3）。
两位资深放射科医师结合SWI相位图及MIP重建图像共同判定图像质量及DMV分布对称性，分别判定DMV分型。
1.4 统计学处理
采用SPSS 17.0统计软件系统进行数据分析。正态分布计量资料以±s表示；不同放射科医生辨别DMV分型数据采用Kappa分析进行重复性研究。计数资料比较采用Man-Whitney秩和检验进行分析。DMV对称性比较采用四格表Fisher确切概率法。配对χ2检验分析Siemens Verio和GE Discover 750检测DMV分型的差异性。均以P＜0.05有统计学意义。
2 结果
正常组和TIA组的基本信息和MR扫描情况见表1。正常组和TIA组DMV情况见表2。GE Discover 750和Siemens Verio两台设备DMV判定情况见表3。
表1中Man-Whitney秩和检验分析得出正常对照组和 TIA组图像质量无差异，P=0.937（P＞0.05）。如表2所示，两组DMV分型总体分布有差异，P=0.000，P＜0.05，在TIA组中DMVⅡ、Ⅲ型所占比例均高于正常对照组，而DMVⅠ型所占比例小于正常对照组；DMV对称性四格表Fisher确切概率法分析P=0.004，P＜0.05，两组对称性有差异。正常对照组中有13位志愿者在相隔1月且健康状态下分别在两台设备上进行扫描获得数据并判定DMV分型（表3），采用配对χ2检验分析得出χ2=0.5，P＞0.05，两台设备对DMV分型判定无差异。
在TIA组内，再进一步按年龄分为非老年组（32～60岁）和老年组（61～87岁）如表4所示，对其DMV分型进行Man-Whitney秩和检验，得出P= 0.633，P＞0.05，TIA组中非老年组和老年组DMV分型总体分布无差异。
图1～3 图像质量A级。图 1：女，37岁，正常对照组。DMVⅠ型：未见DMVs显示。图2：女，47岁，TIA组。DMV对称分布 （区域所示），DMVⅡ型：DMVs直径小于SCVs（短箭头所示）。图3：女，63岁，TIA组，DMV对称分布（区域所示），DMVⅢ型：DMVs直径等于SCVs（长箭头所示）。Figure 1～3. Image quality A-grade.Figure 1:Female,37 years old.Health control group,DMV typeⅠ:no visible DMVs.Figure 2:Female,47 years old.TIA group,symmetry of DMV(area indicated),DMV typeⅡ:DMVs＜SCVs(the short arrow).Figure 3:Female,63 years old.TIA group,symmetry of DMV(area indicated),DMV typeⅢ: DMVs=SCVs(the long arrow).
图4，5 图像质量B级。为TIA组同一患者图像，图4显示DMV对称性分布和Ⅱ型DMV（区域所示）；图5显示运动伪影。Figure 4,5. Image quality B-grade.The same patient images of TIA group.Figure 4:The DMV symmetry distribution and the typeⅡ of DMV:DMVs＜SCVs(area indicated and short arrows).Figure 5: The motion artifact(area indicated).
表2 正常组和TIA组DMV情况
表3 GE Discover 750和Siemens Verio两台设备DMV判定情况
表4 TIA非老年组与老年组DMV分布
3 讨论
脑血管、脑组织结构内的脱氧血红蛋白、含铁血黄素具有顺磁性，能造成局部磁场的不均匀，SWI对于这种磁场的不均匀非常敏感，它依赖于血氧饱和度形成的磁敏感差异成像，不受血流的干扰，对小血管具有特殊优势[1，4]，静脉在SWI图像上表现为明显的低信号。因此，SWI可用于发现其它影像学方法显示欠佳的小血管，另外应用MIP可实现对静脉血管立体直观地显示，有研究发现SWI对颅内静脉性血管瘤的显示明显高于常规MR检查，具有极高的敏感性[5-6]。
DMV是室管膜下静脉的细小分支，位于侧脑室旁白质区，一般垂直于侧脑室排列，并参与大脑内静脉、室管膜下静脉和基底静脉系统的循环[7]。本研究选取DMV是由于其具有便于观察和相对恒定结构的优势，脑内其它静脉系统可能出现变异或在结构区不便观察，同时通过与脑浅层静脉比较可排除整体脑内结构或其他因素如激素或血管扩张类药物等带来的对静脉系统的影响。SWI中，DMV呈现低灰度，其特点包括：宽度为1～2个像素，其中有1个像素比较深，1个比较模糊；其分布走向基本都偏水平方向，便于观察和分析。本研究结合SWI相位图及MIP重建图像综合、立体地分析TIA脑DMV的分布。
TIA是颈内动脉或椎-基底动脉系统发生缺血导致的脑或视网膜局灶性缺血所致的、未伴急性梗死的短暂性神经功能障碍[3]。多发生于34～65岁人群，可反复发作且持续时间短暂。虽然TIA不留任何后遗症状，但文献报道[8-9]TIA继发脑卒中概率明显增高。因此，通过对TIA脑内DMV分布的研究可间接反应脑微循的情况，为临床治疗提供更全面的脑血管因素，预防继发脑卒中的发病率。
本研究113例TIA病例中以男性为主，平均年龄为（60.5±12.9）岁，DMV分型总体分布在TIA组和正常对照组中存在差异，TIA组中DMVⅡ、Ⅲ型所占比例均高于正常对照组，而DMVⅠ型所占比例小于对照组。说明TIA脑内DMV的直径更接近于脑浅层静脉的直径，对比正常组，TIA组DMV是有所扩张的，间接证明了TIA时脑微循环是处于开放的状态。同时，对比TIA不同年龄组DMV分型总体分布无差异，说明TIA患者年龄对DMV分型影响不大，不是主要因素。
DMV管径的改变可能与以下几种因素有关：①与脑缺血改变有关。TIA发作时责任血管支配区脑组织发生短暂性缺血，脑血流灌注减低，脑内微循环开放，脑小动脉持续反应性扩张，脑组织氧摄取率的增高必然引起脑组织血流动力学损害[10-11]。同时小静脉回流速度减慢，呈现出类似静脉淤滞的表现（静脉直径有所增大），血液内脱氧血红蛋白比例增高使SWI图像的信号缺失更明显[12]。这种机制使得DMV逐渐扩张显影，且其数量也随着严重程度加重而逐渐增多[13]。韩献军等[14]研究表明DMV显著显影和数量增多与脑内低灌注有关。②也可能与脑内铁沉积、含铁血黄素沉积有关，本研究没有测量相关改变和评估研究，需要进一步研究。
本研究得出TIA组与正常对照组DMV对称性有差异，TIA组DMV可不对称分布，而在正常组均为对称性分布，其机制尚不明确，分析原因有可能是责任血管侧（TIA）DMV显示更显著，数量更多或管径更大；也可能与局部微循环的改变有关，这些都有待于更深入的研究。
随着年龄的增长，脑部结构会出现退行性的改变，DMV和脑浅层静脉会出现相应变化，但本研究并未对此进行研究。一方面是因为本研究中正常对照组及TIA组中病例分布均遵循正常年龄分布的特点，对照组年龄在30～65岁较TIA组年龄范围略小，是因为65岁以上年龄的正常老年人非常少见，这也是本研究不可避免的；另一方面是因为该研究尚需比较大的样本量和多中心研究。此外，也未研究血压是否对TIA患者脑内DMV有所影响，是因为影响血压的因素太多，不好掌控，随年龄的增长也会出现血压不同程度的变化。
本研究进行了图像质量评估和不同放射科医生间DMV分型数据的一致性研究。说明在良好图像条件下可以取得很好的一致性，在临床工作中具有应用价值。也有相关研究采取图像自动分隔方法[15]，并针对DMV的特殊性来分隔其改变，提高客观性判定。本研究虽然未采用自动分割的方法，但对DMV的分型也获得了很好的一致性。
总之，TIA脑内DMV有所扩张且显示清晰，直径小于或接近脑浅层静脉，可呈不对称性分布。本研究探讨DMV在TIA中的分布目的是为研究急性脑卒中脑内DMV的分布做一个基础性研究，便于寻找两者DMV改变的共同之处，为临床预防TIA继发脑卒中提供早期影像学依据。不足之处在于对TIA形态学研究来说样本量仍不足尚需扩大样本量。
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Analysis of the distribution of deep medullary veins in the transient ischemic attack:susceptibility-weighted imaging
LI Hong-yi,YANG Ben-qiang,DUAN Yang,LIU Wen-yuan,CHANG Can-can,LIU Na,ZHANG Lian-xue,LIN Sen
(Department of Radiology,the General Hospital of Shenyang Military Region,Shenyang 110016,China)
Objective:To investigate the distribution of deep medullary vein(DMV)in the transient ischemic attack(TIA) patients by using susceptibility-weighted imaging(SWI).Methods:MR images of 118 TIA patients and 32 healthy volunteers were double-blinded analyzed retrospectively.Two senior radiologists evaluated the image quality and DMVs symmetry at the same time,but evaluated DMV types respectively.DMVs showed identical areas in the lateral ventricles,amounts difference less than 5 and expanded similarly were defined symmetry.Kappa test were analyzed DMV types by two radiologists respectively.Contrasting superficial cerebral veins(SCV),DMV were defined in three types:typeⅠ no visible DMVs;typeⅡDMVs
Ischemic attack,transient;Magnetic resonance imaging
R743.31；R445.2
A
1008－1062（2016）11－0761－04
2016－02－23；
2016－03－24
李虹易（1989-），女，辽宁抚顺人，医师。E-mail：532821434@qq.com
杨本强，沈阳军区总医院放射诊断科，110016。E-mail：bqyang888@sina.com
辽宁省自然科学基金计划项目（201602768）。
