劉兆會，龔樹生，胡 凌，趙鵬飛，王振常*，王國鵬，鮮軍舫，馬曉波，李 軼

臨床上測量血流的常用方法有心導(dǎo)管血氧定量法和多普勒超聲，前者屬于有創(chuàng)性檢查，后者由于顱骨對透聲窗的影響，測量顱內(nèi)血流受到限制。隨著相位對比電影MRI (phase-contrast cine, PC cine MRI)技術(shù)的運用，在活體內(nèi)無創(chuàng)性定量研究腦血流成為可能。雖然，國內(nèi)外已有一些文獻應(yīng)用該技術(shù)對正常及病理狀態(tài)下動脈、門靜脈及腦脊液的流動進行研究[1-10]，但對顱內(nèi)靜脈竇血流定量研究尚無文獻報道。筆者通過采用PC cine MRI對20名健康志愿者的乙狀竇血流進行測量，旨在探討該技術(shù)對顱內(nèi)靜脈血流定量研究的可行性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

20名健康成人志愿者，男1例，女19例，年齡26～59歲，平均(39.2±10.7)歲。本試驗經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(TRECKY2012-KS37)。所有受試者均認(rèn)真閱讀知情同意書并簽字。

1.2 MRI掃描方法

圖1 采集乙狀竇MRV斜矢狀面圖像的定位方法。A是橫斷面T1*WI定位像，調(diào)整掃描基線平行于橫竇近心段，B是冠狀面T1*WI定位相，調(diào)整掃描基線平行于乙狀竇降部長軸，C是將乙狀竇上曲和降部在同一層面顯示的斜矢狀面MRV圖像圖2 采集PC cine MR圖像的定位方法。A，B分別是顯示乙狀竇最下緣和乙狀竇上曲、降部同時顯示的斜矢狀面的MRV圖像，虛線代表垂直于乙狀竇降部長軸的定位線，白線代表乙狀竇中部的掃描層面。C是冠狀面T1*WI定位像，調(diào)整掃描基線垂直于乙狀竇降部長軸 圖3 乙狀竇中部PC cine MR圖像。A是相位圖，B是幅度圖，均顯示乙狀竇呈高信號(箭)Fig.1 The scanning method of oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Scanning baseline is parallel to the proximal transverse sinus on axial (A) and coronal (B) positioning T1*WI.Figure C is oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Fig.2 The scanning method of PC cine MR.A and B are oblique sagittal MRV of sigmoid sinus.Dashed line represents scanning baseline and solid line represents scanning level, which is perpendicular to the descending part of sigmoid sinus.C is coronal positioning T1*WI.Scanning baseline is perpendicular to the descending part of sigmoid sinus.Fig.3 PC cine MRI of middle sigmoid sinus.A is a phase image.B is a magnitude image.

應(yīng)用GE 3.0T MR掃描儀和8通道高分辨頭顱相控線圈。

1.2.1 乙狀竇中部定位方法

首先，采集層厚3 mm，層間距0mm的T1*WI三位定位相。然后，應(yīng)用2D TOF MRV序列，層厚1.5 mm，無間隔掃描；在橫斷面定位像上定位掃描基線平行于橫竇近心段；冠狀面定位像上定位掃描基線平行于乙狀竇降部長軸，分別采集左右側(cè)，將乙狀竇上曲和降部在同一層面顯示矢狀面圖像(圖1)。掃描范圍包括同側(cè)的橫竇、乙狀竇和頸靜脈球。最后，在斜矢狀面MRV圖像上定位掃描基線通過乙狀竇上曲最上緣至乙狀竇最下緣中點，并垂直于乙狀竇降部長軸；在冠狀面定位像上調(diào)整掃描基線垂直于乙狀竇降部長軸(圖2)，采集PC cine MR圖像，包括相位圖和幅度圖(圖3)。

1.2.2 PC cine MRI掃描參數(shù)

應(yīng)用2 D P C c i n e序列，TR 40ms，翻轉(zhuǎn)角20°，矩陣256×256，激勵次數(shù)(NEX)1，F(xiàn)OV 20cm×20cm，層厚4 mm，層間距0，回波鏈長度16，帶寬15.263，編碼速度設(shè)定為35 cm/s，編碼方向由上至下，掃描時相為16個。使用外周心電門控，選擇無相位折疊、呼吸補償及流動補償技術(shù)。

1.3 圖像后處理

將采集的PC cine MR圖像傳輸至GE adw 4.4后處理工作站，應(yīng)用Report Card軟件進行血流數(shù)據(jù)分析。由1名醫(yī)師在相位圖上沿著乙狀竇輪廓外緣手工選取的方法，勾畫出乙狀竇的輪廓。軟件自動計算出正向峰值流速(peak positive velocity, PPV)、反向峰值流速(peak negative velocity, PNV)、平均每搏血流量(average flow volume per beat, AFV/B)、正向平均每搏血流量(average positive flow volume per beat,APFV/B)、反向平均每搏血流量(average negative fl ow volume per beat, ANFV/B)。根據(jù)AFV/B、APFV/B、ANFV/B計算出平均每分血流量(average fl ow volume per minute, AFV/M)=AFV/B×HR、正向平均每分血流量(average positive fl ow volume per minute, APFV/M)=APFV/B×HR、反向平均每分血流量(average negative flow volume per minute, ANFV/M)=ANFV/B×HR。根據(jù)APFV/M、ANFV/M和CSA計算出正向平均血流速度(average positive velocity, APV)=APFV/M/SSA，反向平均血流速度(average negative velocity,ANV)=ANFV/M/SSA。根據(jù)ANFV/B和APEV/B值計算其相應(yīng)反流分?jǐn)?shù)(regurgitation fraction, RF)=(ANF/APF)×100%。

表1 左右側(cè)乙狀竇中部正向血流和平均血流動力學(xué)指標(biāo)測量結(jié)果統(tǒng)計表()Tab.1 Quantitative measurement of positive and average hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus ()

表1 左右側(cè)乙狀竇中部正向血流和平均血流動力學(xué)指標(biāo)測量結(jié)果統(tǒng)計表()Tab.1 Quantitative measurement of positive and average hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus ()

Note: Unit of velocity, cm/s.unit of flow volume per beat, ml/beat.unit of flow volume per minute, ml/min.

PPV (cm/s) 29.8±4.7 24.7±7.4 2.737 0.013 APV (cm/s) 15.7±3.3 10.6±2.9 5.321 0.000APFV/B (ml/beat) 5.2±2.0 3.8±2.0 1.732 0.099 APFV/M (ml/min) 345.5±125.8 252.3±125.4 1.796 0.088 AFV/B (ml/beat) 5.1±1.9 3.8±2.0 1.634 0.119 AFV/M (ml/min) 335.4±117.0 250.9±126.4 1.695 0.106

表2 左右側(cè)乙狀竇中部反向血流動力學(xué)指標(biāo)測量結(jié)果統(tǒng)計表Tab.1 Quantitative measurement of negative hemodynamics in the middle of bilateral sigmoid sinus

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS for windows 11.5統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理。本研究數(shù)據(jù)均為定量資料。首先對資料進行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布采用配對t檢驗統(tǒng)計左右側(cè)乙狀竇血流指標(biāo)測量值有無顯著性差異，并計算均值±標(biāo)準(zhǔn)差；不符合正態(tài)分布的采用秩和檢驗，并計算中位數(shù)(M)及四分位數(shù)間距(interquartile range,IR)。設(shè)定P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 乙狀竇正向和平均血流指標(biāo)

左右側(cè)乙狀竇中部正向血流動力學(xué)指標(biāo)、平均血流動力學(xué)指標(biāo)測量結(jié)果見表1。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析顯示右側(cè)乙狀竇PPV、APV明顯大于左側(cè)(P＜0.05)，而左右側(cè)APFV/B、APFV/M、AFV/B和AFV/M無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 乙狀竇反向血流指標(biāo)

左右側(cè)乙狀竇中部反向血流動力學(xué)指標(biāo)測量結(jié)果見表2。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析顯示左右側(cè)乙狀竇PNV、ANV、ANFV/B、ANFV/M和RF均無顯著性差異(P＞0.05)。

3 討論

3.1 PC cine MRI測量血流動力學(xué)指標(biāo)的研究現(xiàn)狀

PC cine MRI利用血液流動質(zhì)子產(chǎn)生的相位變化測量血流速度，是一種既能顯示血管解剖結(jié)構(gòu)，又能提供血流方向、流速及流量等血流動力學(xué)信息的MR成像技術(shù)，具有掃描時間短，分辨率高的優(yōu)勢，并可在1個心動周期內(nèi)產(chǎn)生16～32幅時間間隔相等的圖像，有助于精確測量血管內(nèi)血流速度和流量值[11-12]。另外，PC cine MRI采用非屏氣法掃描，避免了屏氣對血流的影響，測量的血流指標(biāo)更符合自然狀態(tài)下血液流動的生理狀況。有作者應(yīng)用連續(xù)搏動的流體體模進行離體實驗，結(jié)果顯示PC cine MRI測量流體與真實情況的相關(guān)性極佳，差異僅約為5%[13-14]。因此PC cine MRI測量流體動力學(xué)指標(biāo)結(jié)果可靠，可操作性強。目前國內(nèi)外已經(jīng)有較多文獻應(yīng)用該方法研究人體動脈、門靜脈及腦脊液的流動狀態(tài)。但是，尚無文獻報道測量乙狀竇血流，考慮主要包括以下3個原因：(1)臨床常用測量血流的心導(dǎo)管血氧定量法和多普勒超聲，在測量乙狀竇血流中受到限制；由于顱骨影響，超聲無法測量乙狀竇血流；雖然可通過DSA測量乙狀竇內(nèi)測量血流速度等，但具有創(chuàng)傷性，增加輻射傷害。(2)雖然PC cine MRI為測量乙狀竇血流提供了有效手段，但該技術(shù)出現(xiàn)時間較短。(3)因為動脈、門靜脈血流及腦脊液流動與臨床常見疾病，如動脈瘤、肝硬化、顱高壓，具有明顯相關(guān)性，導(dǎo)致對這些結(jié)構(gòu)液體流動更加關(guān)注，而未充分認(rèn)識到乙狀竇血流對疾病診斷及治療的影響。

文獻報道乙狀竇憩室、乙狀竇溝骨板缺損等病變引起的搏動性耳鳴與乙狀竇血流密切相關(guān)，但這部分患者乙狀竇血流到底發(fā)生了什么改變均不清楚，更未找到直接證據(jù)。因此非常有必要探討一種有效測量方法定量測量乙狀竇血流，以便闡釋與乙狀竇血流相關(guān)疾病的產(chǎn)生及發(fā)展。

3.2 乙狀竇血流信息分析

本研究結(jié)果顯示右側(cè)乙狀竇PPV、APV明顯高于左側(cè)，考慮可能由于左右側(cè)靜脈回流通路解剖特點所致。右側(cè)乙狀竇內(nèi)血流經(jīng)頸內(nèi)靜脈、無名靜脈及上腔靜脈回流入心臟，靜脈回流通路基本垂直向下方走行，而左側(cè)乙狀竇內(nèi)血液經(jīng)頸內(nèi)靜脈進入左側(cè)無名靜脈，左側(cè)無名靜脈向右側(cè)扭轉(zhuǎn)并橫行一定距離后匯合形成上腔靜脈。因此，左側(cè)靜脈回流通路長而迂曲，右側(cè)靜脈回流通路短而直，導(dǎo)致右側(cè)腦靜脈血液回流較左側(cè)更為順暢。雖然左右側(cè)乙狀竇內(nèi)血流量在統(tǒng)計學(xué)上無顯著性差異，但測量結(jié)果顯示右側(cè)乙狀竇血流量多于左側(cè)，與文獻報道顱內(nèi)血液以右側(cè)回流優(yōu)勢為主的觀點一致[15]。

人體內(nèi)體、肺循環(huán)大血管內(nèi)均存在血液反流現(xiàn)象，這種血液反流屬于生理性，反映了大血管內(nèi)血流狀態(tài)的復(fù)雜性[5]。本研究中雙側(cè)乙狀竇內(nèi)也存在輕微的血液反流現(xiàn)象，明顯低于文獻報道反流分?jǐn)?shù)和反流量明顯增大的病理性反流[2-4,16]。

因為本研究目的是探討PC cine MRI定量測量乙狀竇內(nèi)血流指標(biāo)的可行性，而不是建立不同性別及年齡階段乙狀竇內(nèi)血流正常參考值，因此入選病例時未考慮年齡和性別因素對測量結(jié)果造成的偏倚。另外由于超聲和DSA在測量乙狀竇血流中的局限，筆者沒有對PC cine MRI測量結(jié)果的準(zhǔn)確性進行驗證。這些研究不足有待后續(xù)進行更為全面、深入的探討。

總之，PC cine MRI可以用來測定量測量乙狀竇內(nèi)血流動力學(xué)指標(biāo)，評價乙狀竇內(nèi)血流信息。

[References]

[1]Debl K, Djavidani B, Buchner S, et al.Quanti fi cation of left-to-right shunting in adult congenital heart disease:phase-contrast cine MRI compared with invasive oximetry.Br J Radiol, 2009, 82(977): 386-391.

[2]Harris MA, Weinberg PM, Whitehead KK, et al.Usefulness of branch pulmonary artery regurgitant fraction to estimate the relative right and left pulmonary vascular resistances in congenital heart disease.Am J Cardiol, 2005,95(12): 1514-1517.

[3]Kang IS, Redington AN, Benson LN, et al.Differential regurgitation in branch pulmonary arteries after repair of tetralogy of Fallot: a phase-contrast cine magnetic resonance study.Circulation, 2003, 107(23): 2938-2943.

[4]Bell A, Beerbaum P, Greil G, et al.Noninvasive assessment of pulmonary artery flow and resistance by cardiac magnetic resonance in congenital heart diseases with unrestricted left-to-right shunt.JACC Cardiovasc Imaging,2009, 2(11): 1285-1291.

[5]Wang RP, Liang CH, Huang MP, et al.Quantitative measurement of hemodynamics of pulmonary and systemic circulation in healthy volunteers with phase-contrast MR imaging on 3.0T system.Chin J Med Imag Technol, 2011,27(1): 61-65.王榮品, 梁長虹, 黃美萍, 等.3.0T MR相位對比法測量正常人肺、體循環(huán)血流.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2011,27(1): 61-65.

[6]Zhu XL, Shen TZ, Chen XR.MR phase-contrast cine technique in measurement of normal cervix and intracranial blood flow.Chin J Med Imag Technol, 2005, 21(3):365-368.朱曉黎, 沈天真, 陳星榮.MR相位對比電影法在正常頸部及顱內(nèi)大血管血流測量中的應(yīng)用.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2005, 21(3): 365-368.

[7]Li CY, Yang HQ, Yin XP, et al.Normal value of reference of hemodynamic parameters of portal vein in adult portal vein with cine phase-contrast magnetic resonance.Clin Focus, 2009, 24(3): 198-200.李彩英, 楊海慶, 殷小平, 等.采用電影相位對比磁共振成像評價門靜脈血流正常值.臨床薈萃, 2009, 24(3):198-200.

[8]Li CY, Tian JM, Huang BY, et al.The relationship between the portal system hemodynamics by cine PC MRI and child pugh grade in portal hypertensive patients with cirrhosis.J Clin Radiol, 2008, 27(2): 194-197.李彩英, 田建明, 黃勃源, 等.磁共振電影相位對比定量肝硬化門靜脈血流與肝功能分級的關(guān)系.臨床放射學(xué)雜志, 2008, 27(2): 194-197.

[9]Shang H, Liu HJ, Yan LK, et al.Quantitative assessment of cerebrospinal fl uid fl ow in cervical spinal canal of people in different ages with cine phase-contrast MRI.Chin J Med Imag Technol, 2011, 27(3): 491-494.尚華, 劉懷軍, 閆樂卡, 等.MR電影相位對比成像定量測量研究不同年齡頸椎內(nèi)腦脊液運動.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2011, 27(3): 491-494.

[10]Shang H, Liu HJ, Geng ZJ, et al.Quantitative assessment of cerebrospinal fluid flow in aqueduct of midbrain in different ages and sex with cine phase-contrast MRI.Hebei Med J, 2011, 33(6): 835-837.尚華, 劉懷軍, 耿左軍, 等.應(yīng)用3.0T MR相位對比成像定量研究中腦導(dǎo)水管腦脊液流動的性別和年齡差異.河北醫(yī)藥, 2011, 33(6): 835-837.

[11]Gatehouse PD, Keegan J, Crowe LA, et al.Applications of phase-contrast fl ow and velocity imaging in cardiovascular MRI.Eur Radiol, 2005, 15(10): 2172-2184.

[12]Chai P, Mohiaddin R.How we perform cardiovascular magnetic resonance fl ow assessment using phase-contrast velocity mapping.J Cardiovasc Magn Reson, 2005, 7(4):705-716.

[13]Machida H, Komori Y, Ueno E, et al.Accurate measurement of pulsatile flow velocity in a small tube phantom: comparison of phase-contrast cine magnetic resonance imaging and intraluminal Doppler guidewire.Jpn J Radiol, 2010, 28(8): 571-577.

[14]Liu XL, Xiao XS.Quantitative assessment of cerebrospinal fl uid fl ow in aqueduct of midbrain with cine phase-contrast MRI.Chin Med Devices Information, 1999, 5(2): 34-37.劉小林, 肖湘生.磁共振相位對比電影方法對導(dǎo)水管腦脊液流動測量.中國醫(yī)療器械信息, 1999, 5(2): 34-37.

[15]Huang Y, Wang H, Zhang LL.Clinical signi fi cance of CT scanning of skull sigmoid sinus sulcus and its adjacent bony structures.Modern J Neurol Neurasurgery, 2003,3(3): 163-166.黃楹, 王宏, 張蕾莉.乙狀竇溝及周圍骨性結(jié)構(gòu)CT觀察的臨床意義.現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志, 2003, 3(3): 163-166.

[16]Markl M, Draney MT, Miller DC, et al.Time-resolved three-dimensional magnetic resonance velocity mapping of aortic fl ow in healthy volunteers and patients after valvesparing aortic root replacement.J Thorac Cardiovasc Surg,2005, 130(2): 456-463.