聯合Fast CINE PC及FAIR序列評價后循環腦梗死患者血流動力學情況

宋利宏 李暉 劉懷軍 尹繼磊 夏遠艦 劉云 賈梅霞 呂慧霞 楊素君 蘇新生 粟志英 趙啟

后循環梗死在臨床上常見，常規影像學只是對腦組織及腦血管的大體形態進行觀察［1，2］，只是發現了梗死灶或血管狹窄等改變，而忽略了其功能學的檢查。而腦組織血流動力學情況與患者的預后密切相關。快速電影相位對比序列(Fast CINE PC)可以對一個心動周期內血管的血流速度進行在體測量和研究［3］。但是，目前應用Fast CINE PC序列對各種腦血管病的研究仍較少。流動敏感交互式反轉恢復序列(flow-sensitive alternating inversion recovery，FAIR)不需要注射對比劑即可測量腦組織的血流灌注值。本研究采用Fast CINE PC及FAIR序列對后循環腦梗死患者基底動脈及其供血區腦組織血流動力學情況進行研究，以更好指導臨床診斷和治療，有效改善患者的預后。

1 資料與方法

1．1 一般資料 后循環梗死組:經臨床及常規MR檢查診斷為后循環腦梗死患者39例，男27例，女12例;年齡25～80歲，平均年齡(61±12)歲。對照組:正常志愿者(既往無腦血管病史，常規MRI及磁共振血管成像檢查無腦實質及腦血管病變)39例，男21例，女18例;年齡29～79歲，平均年齡(57±11)歲。2組性別比與年齡差異無統計學意義(P＞0．05)。檢查前所有受試者對實驗知情同意并均簽署知情同意書，實驗方案得到了倫理委員會的批準。

1．2 MRI檢查

1．2．1 常規MRI:采用美國 GE公司 Signa Excite HD 3．0T高場強MR掃描儀，應用標準頭部8通道線圈。檢查前告知受檢者磁共振檢查的注意事項，給受檢者佩戴耳塞以減小噪音。擺正受檢者體位。以前后連合連線為軸位圖像掃描基線。MRI包括軸位及矢狀位T1-FLAIR、軸位T2-FSE序列。掃描參數:軸位 T1-FLAIR:TR=3 196 ms，TE=7．9 ms，TI=960 ms;矢狀位T1-FLAIR:TR=1 750 ms，TE=8．9 ms，TI=920 ms;軸位 T2-FSE:PROP，TR=5 100 ms，TE=118 ms;層厚 =5．0 mm，間隔 =1．0 mm，矩陣 =512 × 256，激勵次數 =1，視野 =240 mm ×240 mm。

1．2．2 磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA):采用三維時間飛越法(3 Dimension time of flight，3D TOF)法，掃描參數:TR=20 ms，TE=3．2 ms，層厚 =1．0 mm。

1．2．3 Fast Cine PC:用3D TOF MRA血管圖像進行定位，掃描層面與基底動脈垂直。采用無相位卷折技術、呼吸補償及流動補償，使用外周脈搏門控，以便獲得單位時間內的相位改變曲線(外周門控的獲得以受檢者的右手中指指腹采集而得)，設定30個時相。流動編碼方向為Slice，與血液流動方向相反，通過預實驗將流速編碼設為100 cm/s。基底動脈無狹窄者掃描基底動脈中間層面，基底動脈狹窄者掃描狹窄程度最重處層面。基底動脈閉塞者流速記為0。掃描參數:TR=11．5 ms，TE=5．6 ms，層厚 =4 mm，間隔 =0 mm，視野 =140 mm ×140 mm，矩陣 =256 ×128，激勵次數 =1，翻轉角 =20°，帶寬 =31．25。

1．2．4 FAIR:將掃描層面定在椎-基底動脈供血區，與腦干長軸垂直，共掃描6層，定位時迎著血流方向。掃描參數:TR=800 ms，TE=11．4 ms，層厚 =5 mm，間隔 =1．5 mm，視野 =240 mm ×240 mm，矩陣 =128 ×96，翻轉角 =90°。

1．3 圖像后處理及分析

1．3．1 MRA:在 ADW 4．2 工作站用最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)對MRA源圖像進行重組，分別得到前后循環的圖像。記錄血管形態，測量與Fast CINE PC層面相對應的基底動脈管腔直徑。

1．3．2 Fast CINE PC:Fast CINE PC序列可以得到相位圖和幅值圖2種圖像。在ADW 4．2工作站應用FuncTool 2軟件對圖像進行后處理。將圖像放大4倍，選取一致的窗寬窗位，在幅值圖上勾畫出血管的截面，以3D TOF MRA MIP重組后圖像測得的直徑為參考，使所測管徑橫截面積與實際管腔面積最接近，再將此感興趣區復制到相位圖上，在相位圖上，即可得到感興趣區的一個心動周期內30個時相的流速。以時間為橫坐標，30個時相的流速值為縱坐標，可以得到一個心動周期的時間—流速曲線。測定感興趣區的橫截面積，進而得到單位時間內通過管腔的流量。計算公式:流量(ml/min)=流速(cm/s)×橫截面積(cm2)×60(s)。

1．3．3 FAIR:選擇適當的閾值，得到椎-基底動脈供血區血流灌注圖像，即相對腦血流(relative cerebral blood flow，rCBF)圖，以偽彩圖顯示。在兩側枕葉、小腦、腦橋、延髓分別選擇感興趣區(Region of interests，ROI)，ROI不要小于30個像素。由軟件自動測出這個ROI的信號強度，用鏡像的方法將ROI放置于對側，測量出對側對應區域的信號強度，最后，計算所測區域的灌注值總和。

1．4 統計學分析 應用SAS 8．0統計軟件，采用兩個獨立樣本比較的Wilcoxon秩和檢驗，P＜0．05為差異有統計學意義。

2 結果

2．1 椎-基底動脈 后循環梗死組中，基底動脈閉塞3例，狹窄14例，迂曲7例，纖細3例，管壁不光整8例;右椎動脈閉塞1例;左椎動脈狹窄1例;椎-基底動脈及其主要分支未見異常2例。

2．2 后循環梗死血流動力學情況 后循環梗死組基底動脈平均流速、峰值流速及血流量較對照組均明顯降低，差異有統計學意義(P＜0．05或＜0．01)。后循環梗死患者時間-流速曲線趨勢也極不規律(圖1)。所測基底動脈供血區腦組織灌注總值較正常對照組低(χ2= －2．24，P ＜0．05)。見表1。

表1 2組基底動脈平均流速、峰值流速及血流量

3 討論

后循環缺血是臨床常見的腦血管病［4，5］，是由于供應腦部的椎-基底動脈缺血所引起，分為短暫性腦缺血發作和腦梗死，主要癥狀為頭暈或眩暈。臨床上，醫生習慣給眩暈患者拍攝X線片，只要有骨質增生，就認為是其壓迫了椎動脈而引起了腦缺血。2006年中國后循環缺血專家組已經達成共識，即頸椎骨質增生不是后循環缺血的主要危險因素［6］。

目前一致認為動脈粥樣硬化是后循環缺血的最重要原因［7］。最常發生栓塞的血管是顱內段椎動脈和基底動脈遠端［8］。本組后循環梗死患者中，絕大部分患者均有不同程度椎-基底動脈硬化、狹窄、閉塞之改變，與之相符。只有2例未見明顯椎-基底動脈病變，但有后循環供血區的梗死，可能為心臟或近心端主動脈栓子脫落阻塞細小分支所致。

血流量的降低最終會引起供血區腦組織缺血，常規MRI可以了解腦組織是否存在缺血灶，但是，血流量下降到何種程度時會出現MRI能顯示的缺血病灶目前筆者尚未見報道。因此測量基底動脈的血流量在后循環缺血的診斷和隨訪中非常重要。

Fast CINE PC MRI能夠在短時間內提供一個心動周期內的血流動力學情況，其成像時間短，時間分辨率高。而FAIR技術通過自旋標記自體血流作為示蹤劑來提供血流動力學方面的信息，可以得到腦血流量等血流動力學信息，且不需要注射對比劑，安全可靠。

一般來說，腦梗死經歷3個時期:(1)腦灌注壓下降引起局部血流動力學異常;如果在這個時期就能認識到這種改變，從而采取一定的干預或預防措施，則對腦血管病的研究具有及其重要的臨床價值。(2)腦循環儲備能力失代償性低灌注所致的神經元功能改變。(3)因腦血流量下降超過腦儲備能力而發生不可逆的神經元形態學改變，即腦梗死［9］。

造成后循環腦梗死的因素很多，而基底動脈血流減低和基底動脈血管硬化是發病的主要因素［10］。本研究中后循環梗死組基底動脈平均流速、峰值流速及血流量均較對照組明顯降低(P＜0．05或＜0．01)。可見，當血流量下降到正常值的60%左右就可以引起腦梗死。另外，腦梗死患者時間-流速曲線也比較雜亂。

很多研究已經對梗死區腦組織進行過測量，梗死區腦血流量降低，但該梗死與患者的血流動力學特點及以后的病情發展關系不大，而采用血管分布區作為感興趣區則更為準確，因此，本研究測定后循環供血區總的灌注值，以對后循環梗死患者后循環供血區腦血流量做一評估。無論所測區域內有無梗死灶，后循環梗死患者整個后循環供血區腦組織灌注值均有不同程度減低。這更能反映后循環整體的血供，比單純測量梗死區灌注值意義更大。說明后循環梗死患者不僅有梗死區血流量的減低，常規MRI顯示正常的腦組織也已經有了缺血。

后循環缺血性腦梗死患者的預后不僅取決于病變部位、病變血管、病變區域大小、是否能夠早期發現后循環病變和及早進行溶栓或血管內支架治療，更取決于及早發現除梗死區外的潛在腦組織缺血區。因此，對椎-基底動脈血流動力學情況進行評估則能對后循環缺血患者的早期預防及預后起到重要作用。

1 Amar AP．Brain and vascular imaging of acute stroke．World Neurosurg，2011，76:S3-8．

2 Sanak D，Horak D，Herzig R，et al．The role of magnetic resonance imaging for acute ischemic stroke．Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub，2009，153:181-187．

3 Jeon TY，Jeon P，Kim KH．Prevalence of unruptured intracranial aneurysm on MR angiography．Korean J Radiol，2011，12:547-553．

4 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，2011，32:1143-1146．

5 Ishiyama G，Ishiyama A．Vertebrobasilar infarcts and ischemia．Otolaryngol Clin North Am，2011，44:415-435．

6 中國后循環缺血專家共識組．中國后循環缺血的專家共識．中華內科雜志，2006，45:786-787．

7 曹勇軍，劉春風．后循環缺血．中華內科雜志，2006，45:773-775．

8 Savitz SI，Caplan LR．Vertebrobasilar disease．N Engl J Med，2005，352:2618-2626．

9 雷靜，高培毅，林燕．椎基底動脈系統短暫性腦缺血患者后循環CT灌注研究．中華老年心腦血管病雜志，2008，10:198-201．

10 董萬利．椎-基底動脈供血不足到后循環缺血認識的歷史和現狀．中國腦血管病雜志，2009，6:1-3．