應用PC MRI技術探討老年性腦萎縮患者腦組織順應性及流體動力學變化

邵演明 劉祝華

近年來,PC MRI 流體定量技術作為一種直接、快速、無創、無輻射測量腦部流體學的方法,被廣泛應用于腦流體動力學循環障礙疾病的診療當中。其測量的可復性與準確性已被證實［1,2］。PC MRI 技術目前被應用于對腦積水等疾病的研究報道較多,對腦萎縮的流體動力學模式及腦組織順應性變化的研究較少。本文通過運用PC MRI 技術對腦萎縮患者的腦血流、腦脊液進行檢測,旨在對其腦部流體動力學模式及腦組織順應性變化情況進行探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018 年4 月～2019 年12 月間來本院行PC MRI 檢查的42 例老年性腦萎縮患者作為腦萎縮組,其中男18 例,女24 例,年齡51～83 歲；另選取29 例同時間段接診的健康人作為對照組,其中男11 例,女18 例,年齡50～91 歲。兩組性別、年齡等一般資料比較,差異無統計學意義(P＞0.05),具有可比性。按照Vassilouthis 等［3］的方法測量Monro 孔水平的頭顱最大內橫徑(Y)、側腦室寬度(X),依據Y/X 值對腦萎縮程度進行分級：輕度腦萎縮：5.0～6.5(28 例)、中度腦萎縮4.0～5.0(9 例)、重度腦萎縮＜4.0(5 例)；另將腦萎縮患者按不同年齡段進行分組：a 組：51～59 歲,8 例；b 組：60～69 歲,9 例；c 組：70～79 歲,11 例；d 組：≥80 歲,14 例。健康志愿者入選條件：常規頭顱MRI平掃無異常,既往無心、腦、血管病史,無影響腦部血液、腦脊液循環的相關病史。上述研究經醫院倫理委員會批準,研究對象均簽署知情同意書。

1.2 方法 使用飛利浦3.0T Achieva 核磁共振成像系統,16 通道頭頸線圈,仰臥位掃描。常規行PC MRI 平掃,包括：T1WI、T2WI、FLAIR 序列。IJV 測量采用MRV 圖像定位,雙側ICA、BA 測量采用TOF-MRA 圖像定位,CA、LV 采用T2-TSE 正中矢狀位定位。ICA、IJV 測量定位于C3水平(距頸總動脈分叉約2 cm 以上,避免湍流的影響)［4］,BA 測量選取中間段［5］。掃描基線分別垂直ICA、BA、IJV、導水管中間段［2］。LV 掃描線平行側腦室體部。運用2D-QFLOW 序列：重復時間(TR)/回波時間(TE)=25/3.5 ms,層厚5 mm,矩陣256×256,視野(FOV)150 mm×100 mm,心臟相位16,信號平均次數(NSA)2 次,反轉角度20°,編碼方向由足向頭。ICA、IJV、BA、LV、CA 編碼速率預置分別為：100、80、100、20、20 cm/s［2,6］,采用周圍脈搏門控技術、無相位卷折技術、流動補償技術。

1.3 掃描后處理 將原始圖像傳送至飛利浦后處理專用工作站,適當放大調節相位圖為標準窗寬、窗位,并繪制流體斷面興趣區(ROI)；由飛利浦Q-FLOW 軟件生成“時相-流速曲線”,記錄心動周期的相關流速、流量等參數,以上操作均由2 位經驗豐富的醫師獨立完成,數值取平均值。

1.4 觀察指標 比較對照組、腦萎縮組雙側ICA、IJV,BA 在心動周期內的PSV、PDV、MF、RI 水平,入顱總血流量、IJV 引出血流量,CA、LV 的Area、PSV、PDV、MF 水平,ICA、BA 的“時相-流速曲線”,不同程度及不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平。

1.5 統計學方法 采用SPSS17.0 統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差()表示,采用t 檢驗。P＜0.05 表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 對照組、腦萎縮組ICA、IJV、BA 在心動周期內的PSV、PDV、MF、RI 水平比較 腦萎縮組L-ICA、R-ICA、L-IJV、BA 的PSV 低于對照組,L-ICA、R-ICA、L-IJV、R-IJV、BA 的PDV 低于對照組,R-ICA 的MF低于對照組,L-ICA、R-ICA、L-IJV、R-IJV、BA 的RI 高于對照組,差異均具有統計學意義義(P＜0.05)。見表1,表2。

表1 對照組、腦萎縮組ICA、IJV、BA 在心動周期內的PSV、PDV、MF、RI 水平比較()

表1 對照組、腦萎縮組ICA、IJV、BA 在心動周期內的PSV、PDV、MF、RI 水平比較()

表2 對照組、腦萎縮組ICA、IJV、BA 在心動周期內的PSV、PDV、MF、RI 統計學分析

2.2 對照組、腦萎縮組入顱總血流量、IJV 引出血流量比較 腦萎縮組入顱總血流量低于對照組,差異具有統計學意義(P＜0.05)；對照組與腦萎縮組IJV 引出血流量比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。見表3。

表3 對照組、腦萎縮組入顱總血流量、IJV 引出血流量比較(,ml/s)

表3 對照組、腦萎縮組入顱總血流量、IJV 引出血流量比較(,ml/s)

注：與對照組比較,aP＜0.05

2.3 對照組、腦萎縮組CA、LV 的Area、PSV、PDV、MF 水平比較 腦萎縮組患者L-LV、R-LV 的Area大 于 對 照 組,CA 的PSV、PDV 低 于 對 照 組,L-LV、R-LV、CA 的MF 低于對照組,差異均具有統計學意義(P＜0.05)。見表4,表5。

表4 對照組、腦萎縮組CA、LV 的Area、PSV、PDV、MF 水平比較()

表4 對照組、腦萎縮組CA、LV 的Area、PSV、PDV、MF 水平比較()

表5 對照組、腦萎縮組CA、LV 的Area、PSV、PDV、MF 統計學分析

2.4 不同程度腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較 不同程度腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。見表6,表7。

表6 不同程度腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較()

表6 不同程度腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較()

表7 不同程度腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平統計學分析

2.5 不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較 不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。見表8,表9。

表8 不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較()

表8 不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較()

表9 不同年齡段腦萎縮患者L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平統計學分析

2.6 對照組與腦萎縮組ICA、BA“時相-流速曲線”比較 腦萎縮組ICA、BA“時相-流速曲線”的波峰較對照組圓鈍、增寬,見圖1a,圖1b,圖2a,圖2b。對照組與腦萎縮組IJV“時相-流速曲線”相似,見圖1c,圖2c。腦萎縮組CA、LV 腦脊液“時相-流速曲線”峰值較對照組下降,見圖1d,圖1e,圖2d,圖2e。

注：圖1 為健康志愿者(女,61 歲)；圖2 為腦萎縮患者(女,69 歲)；圖1a,2a：ICA“時相-流速曲線”；圖1b,2b：BA“時相-流速曲線”；圖1c,2c：IJV“時相-流速曲線”；圖1d,2d：CA“時相-流速曲線”；圖1e,2e：LV“時相-流速曲線”

3 討論

血管、腦組織的順應性與顱內壓均會影響顱內血流和腦脊液的流動模式,腦動脈硬化、高血壓、血管源性癡呆、老年性癡呆、腦積水等疾病能引起腦血管或腦組織順應性的相應改變［7-9］。慢性的腦血流減少是導致腦萎縮的重要原因之一。腦萎縮是腦部缺血、缺氧的晚期改變,腦組織缺血、缺氧程度較重,進而出現缺血、梗死灶,而后腦組織瘢痕修復,腦室、腦溝增寬、加深,蛛網膜下間隙明顯增寬,腦組織順應性降低。

本研究數據顯示,腦萎縮組RI 明顯增加,表明腦萎縮組血管發生退行性變、管腔變窄、血管硬化,從而導致入顱總血流量減少(尤以IJV、BA 流速、流量的下降為主)。可直接反映出腦萎縮的主要致病因素：腦組織長期缺血、缺氧這一病理生理發展過程。而不同年齡段、不同嚴重程度的老年性腦萎縮患者,其L-ICA、R-ICA、BA、L-IJV、R-IJV 的RI 水平比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。RI 可作為存在腦萎縮與否的有效指標之一。通過PC MRI 測定腦萎縮患者入顱動脈的流體動力學改變,可直接反映出腦萎縮發病成因及病理生理發展變化過程。

“門-克里二式學說”認為：生理條件下,由于顱骨堅韌不具備順應性,心動周期內顱內壓及顱內總容積是相對恒定的,為維持顱內壓的穩定,顱內動脈、靜脈、腦脊液循環處于動態平衡［10］。本研究中腦萎縮組入顱總血流量低于對照組,差異具有統計學意義(P＜0.05)；對照組與腦萎縮組IJV 引出血流量比較,差異無統計學意義(P＞0.05)。動脈的輸入與靜脈的流出是顱內壓維持穩定的主要機制,然而這種流入與輸出的總量并不相等,這恰恰證實了腦脊液循環也參與了顱內壓平衡的調節［11］。腦萎縮患者大腦灌注血流量減少,而靜脈流出血流量變化不明顯,為維持顱內壓平衡,腦脊液循環流速有所下降,從而致顱內動、靜 脈、腦脊液循環達到新的動態平衡。故認為腦脊液循環可反映腦組織的順應性,與顱內動、靜脈共同維持著顱內壓平衡,對顱內流體動力學改變起著精細調節的作用。

腦萎縮患者由于腦組織順應性下降,腦組織膨脹和彈性回縮能力下降,促使腦脊液循環的源動力下降,腦脊液MF 下降,其腦脊液循環呈現低動力學改變。雙側側腦室的增寬與腦脊液MF 減慢存在顯著相關性。

通過測量腦部流體動力學參數,尤其是入顱動脈血流量及腦脊液流量,可以判斷腦組織順應性,反映其病理生理發展變化過程。“時相-流速曲線”能夠直觀地反映出腦組織的順應性及缺血、缺氧程度［12］。腦萎縮組ICA、BA“時相-流速曲線”直觀地反映出入顱血流的變化,表現為：波峰的圓鈍、增寬；CA、LV 腦脊液“時相-流速曲線”反映出腦脊液的低動力學改變,表現為曲線峰值下降。對腦萎縮的腦部流體動力學模式及“時相-流速曲線”變化的研究,可以進一步了解腦組織順應性改變及其病理生理學變化的過程,為臨床對腦萎縮病程的評判、預后、轉歸提供更多有價值的參考信息。