基底动脉发育不全患者的脑干MR灌注成像

2017-06-05石俊英SHIJunying

中国医学影像学杂志 2017年3期

关键词：脑干基底动力学

石俊英SHI Junying

张道培2ZHANG Daopei

尹所1YIN Suo

祁佩红1QI Peihong

基底动脉发育不全患者的脑干MR灌注成像

石俊英1SHI Junying

张道培2ZHANG Daopei

尹所1YIN Suo

祁佩红1QI Peihong

目的应用MR灌注加权成像（PWI）分析基底动脉发育不全（BAH）患者的脑干血流动力学特点。资料与方法根据纳入标准和排除标准筛选BAH患者51例和非BAH患者79例，全部患者完成MRI、3D-TOF和PWI检查，经后处理获取磁共振血管成像，并测量桥脑局部脑血流量（rCBF）、局部脑血容量（rCBV）、局部平均通过时间（rMTT）、达峰时间（TTP）。结果BAH组rCBF值[（17.10±6.52）ml/（100 g·min）]低于非BAH组[（29.06±13.32）ml/（100 g·min）]（P＜0.05）；BAH组rCBV值[（1.41± 0.26）ml]低于非BAH组[（2.62±0.82）ml]（P＜0.05）；BAH组rMTT值[（6.14±1.31）s]高于非BAH组[（5.39±1.08）s]（P＜0.05）；BAH组TTP值[（20.78±3.48）s]高于非BAH组[（19.01±2.39）s]（P＜0.05）。TTP是脑灌注损伤最敏感的指标，BAH组TTP延长发生率为41.18%。结论PWI能及时发现BAH患者脑血流动力学异常，为在脑缺血区域尚未产生不可逆性损伤前及时进行治疗提供依据。

基底动脉；中枢神经系统血管畸形；磁共振成像；脑干；血流动力学

基底动脉发育不全（basilar artery hypoplasia，BAH）是指基底动脉均匀纤细且直径＜2 mm[1]，是一种少见的脑血管发育异常，其发病机制尚不清楚，因常合并椎动脉发育不良、胚胎型大脑后动脉或永存三叉动脉，推测与胚胎发育异常有关[2]。MR灌注加权成像（PWI）可以测量局部脑血流量（regional cerebral blood flow，rCBF）、局部脑血容量（regional cerebral blood volume，rCBV）、局部平均通过时间（regional mean transit time，rMTT）、达峰时间（time to peak，TTP）等参数，提示脑血流动力学异常。本研究拟分析BAH患者的PWI表现及临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象选择2014年1月—2016年8月在郑州人民医院神经内科住院的130例患者，其中BAH患者51例作为BAH组，男34例，女27例；年龄23～85岁，平均（50.42±15.18）岁。非BAH患者79例作为非BAH组，男44例，女35例，年龄19～86岁，平均（53.70±13.83）岁。纳入标准：①基底动脉均匀纤细且直径＜2 mm诊断为BAH，基底动脉均匀纤细且直径＞2 mm诊断为非BAH，基底动脉直径在磁共振血管成像（MRA）图像脑桥水平测量；②全部完成MRI、3D-TOF和PWI检查；③扫描图像优良，临床资料完整。排除标准：①椎-基底动脉管腔明显狭窄或闭塞；②椎动脉或基底动脉严重纡曲；③脑内肿瘤病变；④动脉粥样硬化、大动脉炎、烟雾病、动脉瘤等引起后循环梗死者。两组一般资料差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 BAH组和非BAH组临床资料

1.2 扫描方法采用GE 3.0T MR仪，标准头部8通道线圈，取平行于前颅凹的横断位定位扫描基线，扫描范围覆盖全脑。MRI平扫包括T1WI、FLAIR、T2WI、DWI序列。MRA扫描采用3D-TOF法，TR 24 ms，TE 2.4 ms，层厚1.4 ram，视野（FOV） 24 cm，翻转角15°。PWI采用2D-GR-EPI，参数为TR 1500 ms，TE 14.1 ms，翻转角90°，FOV 24 cm，矩阵256×256，激励次数1，层厚5 mm，层间距1.5 mm，50个时相，扫描层数20或24层，覆盖全脑，产生1000或1200幅灌注图像。对比剂为钆喷替酸葡甲胺，剂量0.2 mmol/kg，注射速度2.5 ml/s，20号套管针经肘前静脉注射。所有患者均在入院3 d内完成以上检查。

1.3 图像处理采用GE ADW 4.4工作站进行图像处理。颅内血管的处理包括曲面重组（CPR）、最大密度投影（MIP）及容积再现（VR）等重建。使用Functool软件对灌注原始图像进行处理，采用Brainstat AIF模块和SVD去卷积法，参考动脉计算机自动选择，获得输入函数，获取脑灌注曲线，自动计算并重建出rCBF、 rCBV、rMTT及TTP等一系列参数自动标示图。感兴趣区（ROI）设置为圆形或椭圆形，ROI面积0.45～0.55 cm2。选择桥脑灌注异常处测量；如桥脑无明显灌注异常，桥脑双侧同时测量，求其平均值。

1.4 统计学方法采用SPSS 16.0软件。所有符合正态分布的计量资料以±s表示；计量资料比较采用独立样本t检验，计数资料比较采用Pearson χ2检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

51例BAH患者中，4例MRI显示桥脑梗死，8例MRI显示枕叶区脑梗死（图1）。BAH组rCBF、rCBV值低于非BAH组，差异有统计学意义（P＜0.05）；BAH组rMTT值、TTP值高于非BAH组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。BAH组脑灌注异常的发生率较非BAH组明显增高，差异有统计学意义（P＜0.05）；BAH患者TTP延长发生率为41.18%，其发生率高于rCBV、rCBF、rMTT异常的比例，见表3。

表2 BAH组和非BAH脑干PWI相关参数值（±s）

注：与非BAH组比较，*P＜0.05

分组例数 rCBF[ml/（100 g·min）] rCBV（ml） rMTT（s） TTP（s）BAH组 51 17.10±6.52* 1.41±0.26* 6.14±1.31* 20.78±3.48*非BAH组 79 29.06±13.32 2.62±0.82 5.39±1.08 19.01±2.39

表3 BAH组和非BAH组脑干PWI相关参数异常发生率 [n（%）]

3 讨论

BAH临床少见，属于先天性变异，既往研究报道较少，而且多为病例报道。1972年，Szdzuy等[3]报道了BAH引起后循环缺血的病例，但其发病机制尚不清楚。

Caplan[4]认为BAH患者基底动脉血管纤细，管腔狭窄，易引发血管血流量减少和血流速度减慢，从而导致动脉粥样硬化发生和血栓形成，进而引起小动脉闭塞。张志勇等[5]通过分析BAH患者颅多普勒数据发现其基底动脉的平均血流速度明显减低。本研究采用PWI方法分析BAH患者脑干血流变化特点，BAH患者桥脑的rCBV、rCBF较非BAH患者明显降低（P＜0.05），与上述研究相符。本研究中29.41%的BAH患者rCBF出现异常，说明患者桥脑存在血流灌注减少区或缺血区，但MRI平扫仅发现4例BAH患者出现桥脑梗死（4/51，7.8%）。本研究BAH患者发生后循环脑梗死比例为23.53%（13/51），低于张志勇等[5]报道的BAH伴发脑梗死比例（35.4%），其原因可能与本研究样本数量较少有关。Park等[6]研究表明，BAH患者所致梗死常为较小、散在的病灶，临床预后较一般颅内动脉粥样硬化所致的后循环缺血性卒中好。因本研究中BAH患者发生后循环缺血例数较少，未对其跟踪随访，其预后有待以后进一步研究。

图1 男，46岁，BAH。MRA示基底动脉纤细，直径1.88 mm（箭，A）；DWI示中脑右侧、枕颞叶近期脑梗死（箭，B）；桥脑右侧rCBF值较对侧明显降低（箭，C）；桥脑右侧rCBV值较对侧明显降低（箭，D）；桥脑左侧出现rMTT值明显延长区（箭，E）；桥脑左侧出现TTP值明显延长区（箭，F）

本研究BAH患者TTP值较非BAH患者明显延长（P＜0.05），其原因可能为：①BAH患者因脑动脉狭窄造成灌注压下降，脑血管代偿性扩张以维持正常的脑血流量，血液流速必然下降，TTP延长；②BAH患者常伴有血管变异，如胚胎型大脑后动脉、永存三叉动脉等[7]，后循环的供血主要来自颈内动脉，使后循环供血通路延长。BAH患者TTP延长发生率为41.18%，明显高于rCBV、rCBF、rMTT异常的比例。TTP是显示脑灌注损伤最敏感的指标，TTP延迟提示脑血流动力学异常。脑梗死前期通常存在脑血流动力学异常，PWI可及时发现TTP等灌注参数异常[8]，并指导临床进行干预，避免脑卒中的发生。

本研究的局限性在于未能分析脑缺血不同时期脑组织的rCBF、rCBV、rMTT和TTP的变化；样本数量较少且来自于单一的医疗机构。

总之，PWI能及时发现BAH患者脑血流动力学异常，为在脑缺血区域尚未产生不可逆性损伤前及时进行治疗提供依据。

[1] Olindo S, Khaddam S, Bocquet J, et al. Association between basilar artery hypoplasia and undetermined or lacunar posterior circulation ischemic stroke. Stroke, 2010, 41(10): 2371-2374.

[2] Caranci F, Napoli M, Cirillo M, et al. Basilar artery hypoplasia. Neuroradiol J, 2012, 25(6): 739-743.

[3] Szdzuy D, Lehmann R. Hypoplastic distal part of the basilarartery. Neuroradiol, 1972, 4(2): 118-120.

[4] Caplan LR. Arterial occlusions: does size matter. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2007, 78(9): 916．

[5] 张志勇, 刘尊敬, 田朝晖, 等. 基底动脉发育不良与后循环梗死的相关性. 中华医学杂志, 2014, 94(47): 3721-3725.

[6] Park JH, Roh JK, Kwon HM. Ischemic stroke patterns and hemodynamic features in patients with small vertebrobasilar artery. J Neurol Sci, 2009, 287(1/2): 227-235.

[7] Lochner P, Golaszewski S, Caleri F, et al. Posterior circulation ischemia in patients with fetal-type circle of Willis and hypoplastic vertebrobasilar system. Neurol Sci, 2011, 32(6): 1143-1146.

[8] 钱晶晶, 吴卿杰, 陆忠烈, 等. 动态磁敏感对比增强磁共振成像对进展性卒中的脑灌注机制研究. 中国临床医学影像杂志, 2015, 26(8): 533-538.

（本文编辑饶亚岚）

Magnetic Resonance Perfusion of Brain Stem in Patients with Basilar Artery Hypoplasia

PurposeTo analyze the hemodynamic characteristics of brain stem in patients with basilar artery hypoplasia (BAH) by magnetic resonance perfusion-weighted imaging (PWI).Materials and MethodsAccording to the inclusion and exclusion criteria, 51 patients with BAH were selected as the BAH group, and 79 patients without BAH were selected as the non BAH group. All patients were examined by MRI, 3D-TOF and PWI, and magnetic resonance angiography was acquired after the three examinations. The regional cerebral blood flow (rCBF), regional cerebral blood volume (rCBV), regional mean transit time (rMTT) and time to peak (TTP) values of pontine area were measured.ResultsThe rCBF value of the BAH group [(17.10±6.52) ml/(100 g·min)] was significantly lower than that of the non BAH group [(29.06±13.32) ml/(100 g·min)] (P＜0.05); the rCBV value of the BAH group [(1.41±0.26) ml] was significantly lower than that of the non BAH group [(2.62±0.82) ml] (P＜0.05); the TTP value of the BAH group [(6.14±1.31) s] was significantly higher than that of the non BAH group [(5.39±1.08) s] (P＜0.05); the rMTT value of the BAH group [(20.78±3.48) s] was significantly higher than that of the non BAH group [(19.01±2.39) s] (P＜0.05). TTP was the most sensitive index of cerebral perfusion injury, and the incidence of TTP extension was 41.18% in the BAH group.ConclusionPWI can detect the abnormal cerebral hemodynamics in patients with BAH, which provides the basis for the timely treatment and prevention of irreversible injury in the ischemic area of the brain.

Basilar artery; Central nervous system vascular malformations; Magnetic resonance imaging; Brain stem; Hemodynamics

1. 郑州人民医院医学影像科河南郑州453000

2. 郑州人民医院神经内科河南郑州453000

石俊英

Department of Medical Imaging, People's

Hospital of Zhengzhou, Zhengzhou 453000, China

Address Correspondence to: SHI Junying

E-mail: sjy3408@163.com

国家自然科学基金资助项目（81471203）；河南省科技攻关项目（132300410331）。

R445.2；R743.4

2016-11-02

修回日期： 2016-12-28