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崔恒 单侧大脑中动脉狭窄程度与磁共振血流灌注相关性研究

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崔恒 单侧大脑中动脉狭窄程度与磁共振血流灌注相关性研究 作者单位:450052 郑州,郑州大学第一附属医院磁共振科 作者简介:崔恒(1980-),男,河南商丘人,硕士研究生,主要从事 中枢神经系统影像诊断工作。 通讯作者:程敬亮,E-mail:cjr.chjl@vip.163.com ·中枢神经影像学· 单侧大脑中动脉狭窄程度与磁共振血流灌注相关性研究 崔恒,程敬亮,张勇 【摘要】 目的:探讨大脑中动脉(MCA)狭窄程度与脑磁共振灌注加权成像(PWI)的相关性。方法:30例短暂性脑缺 血发作(TIA)患者行高分辨力 MRI检查并判断单侧 MCA狭窄程度,同时行磁共振PW...
崔恒 单侧大脑中动脉狭窄程度与磁共振血流灌注相关性研究
作者单位:450052 郑州,郑州大学第一附属医院磁共振科 作者简介:崔恒(1980-),男,河南商丘人,硕士研究生,主要从事 中枢神经系统影像诊断工作。 通讯作者:程敬亮,E-mail:cjr.chjl@vip.163.com ·中枢神经影像学· 单侧大脑中动脉狭窄程度与磁共振血流灌注相关性研究 崔恒,程敬亮,张勇 【摘要】 目的:探讨大脑中动脉(MCA)狭窄程度与脑磁共振灌注加权成像(PWI)的相关性。方法:30例短暂性脑缺 血发作(TIA)患者行高分辨力 MRI检查并判断单侧 MCA狭窄程度,同时行磁共振PWI检查,并对 MCA不同狭窄状态 下得出的患侧和镜像侧灌注参数,包括相对脑血容量(rCBV)、相对脑血流量(rBCF)、相对平均通过时间(rMTT)、相对达 峰时间(rTTP)进行定量。结果:30例患者中,高分辨力 MRI均可显示不同程度 MCA狭窄,灌注均出现异常,患侧灌 注参数rCBV、rCBF、rMTT、rTTP与镜像侧比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。MCA狭窄率与rMTT延长百分率之 间呈正相关性(r=0.45,P<0.05)。结论:高分辨力 MRI对 MCA狭窄程度的评估与PWI灌注参数之间存在正相关性, MCA狭窄程度与PWI相结合对于评价脑组织供血有一定的指导意义。 【关键词】 大脑中动脉;脑缺血;磁共振成像 【中图分类号】R743.3;R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】1000-0313(2012)05-0489-04 Correlation research between the unilateral MCA stenosis rate and cerebral blood flow MR perfusion-weighted imaging CUI Heng,CHENG Jing-liang,ZHANG Yong.Department of MRI,the First Affiliated Hospital,Zhengzhou University,Zheng- zhou 450052,P.R.China 【Abstract】 Objective:To evaluate the correlation between stenosis or occlusion of MCA and the values of the magnetic resonance(MR)perfusion-weighted imaging(PWI).Methods:MR PWI was performed in 30TIA patients with unilateral stenosis or occlusion of MCA diagnosed by high-resolution MR.The cerebral perfusion parameters including regional cere- bral blood volume(rCBV),regional cerebral blood flow(rCBF),regional mean transit time(rMTT)and regional time to peak(rTTP)of both cerebral hemispheres were analyzed.Results:In the 30patients,unilateral MCA steniosis or occlusion was found by high-resolution MRI and often with abnormal perfusion.The rMTT and rTTP of the involved cerebral hemi- spheres were significantly increased compared with the contralateral hemispheres in the patients(P<0.05),the rCBV and rCBF were significantly reduced(P<0.05).The rate of the MCA stenosis showed a positive correlation with the extention percentage rMTT(r=0.45,P<0.05).Conclusion:The diagnosis of unilateral MCA stenosis or occlusion by high-resolu- tion MRI showed a positive correlation with PWI,the combination of both can exactly assess the status of blood supply for the cerebral tissues,which is helpful to clinical diagnosis of cerebral ischemia in the patients with unilateral MCA stenosis. 【Key words】 Middle cerebral artery;Brain ischemia;Magnetic resonance imaging   目前脑缺血性疾病的发病率和病死率有逐年上升 的趋势,已经严重威胁到人类健康,而大脑中动脉 (middle cerebral artery,MCA)狭窄是引起缺血性脑 病最常见的原因。早期发现和诊断 MCA狭窄以及狭 窄所导致的脑血流减少,对指导临床工作具有重要意 义。在目前检查手段中,灌注加权成像(perfusion- weighted imaging,PWI)是能较早发现脑血流动力学 异常的一种检查方法[1]。本研究对单侧 MCA不同程 度狭窄患者行PWI检查,旨在探讨单侧 MCA狭窄程 度与磁共振血流灌注的相关性。 材料与方法 1.临床资料 搜集2011年4月-2011年9月我院神经内科收 治的30例单侧 MCA不同程度狭窄导致的短暂性脑 缺血发作(transient ischemic attack,TIA)患者,其中 男17例,女13例,年龄25~75岁,平均55.2岁。按 照Samuels等[2]提出的对 MCA 狭窄率进行计 算,并对狭窄程度进行分级,分为轻度狭窄(0~29%)、 中度狭窄(30%~69%)及重度狭窄(70%~99%)。本 组左侧 MCA狭窄14例,右侧16例,所有患者均无其 它脑血管病变。患者均现为一过性TIA发作,病程 2个月~2年。所有病例均先通过脑 MRA检查发现 一侧 MCA狭窄后,行高分辨力 MRI检查评估血管狭 窄程度,然后再行PWI检查,所有检查均经患者及其 家属同意并在发病间歇期进行。 2.高分辨力 MRI检查 采用Siemens verio 3.0T磁共振扫描仪,16通道 头线圈,扫描基线同横轴面,定位方向与前后联合平 行,扫描野上缘覆盖扣带回,下缘达枕骨大孔水平,行 984放射学实践2012年5月第27卷第5期 Radiol Practice,May 2012,Vol 27,No.5 图1 右侧 MCA轻度狭窄。a)MRA示右侧 MCA M1段起始部狭窄;b)高分辨力 MRI示管壁偏心性增厚,右侧 MCA轻度狭窄 (箭);c)rCBV示右侧侧脑室旁区域灌注降低;d)rCBF图像示右侧侧脑室旁区域灌注降低;e)rMTT图像示右侧 MCA供血区 域灌注延迟;f)rTTP图像示右侧 MCA供血区域灌注延迟。 “亮血”即3D-TOF梯度回波序列扫描(TR 21ms,TE 3.6ms,视野181mm×200mm,矩阵580×640,Thk/ Sp 0.7/0mm,翻转角18°)。利用Siemens verio 3.0T 专用工作站对血管进行处理,然后垂直于 MCA走行 于狭窄处进行定位,行横轴面“黑血”序列扫描,即自旋 回波序列扫描(T1WI,TR 861ms,TE 18ms,视野 130mm×130mm,矩阵512×512,Thk/Sp 2/0.2mm, 翻转角180°,扫描5层,用时270s;T2WI,TR 903ms, TE 83ms,视野130mm×130mm,矩阵512×512, Thk/Sp 2/0.2mm,翻转角180°,扫描 5 层,用时 256s),可根据需要增减扫描层数,T1WI和 T2WI均 采用脂肪抑制技术。用脉搏触发于舒张期采集。 3.磁共振PWI扫描 采用Siemens verio 3.0T磁共振扫描仪,16通道 头线圈,常规进行横轴面 T2WI(TR 1500ms,TE 30ms,视野230mm×230mm,矩阵128×128,Thk/ Sp4.0/1.2mm,激励1次,翻转角90°),开始检查前于 患者肘静脉处放置一个18G静脉留置针,连续采集60 次,前5次扫描不注射对比剂,做为时间信号曲线的平 台期,在第5次扫描结束时快速团注Gd-DTPA,剂量 0.2ml/kg,注射流率4ml/s,注射完毕后以相同剂量 生理盐水进行冲洗,每个扫描层面有19帧图像,得到 共计1140(60×19)帧图像,扫描时间为98s,然后传 送到Siemens verio工作站进行脑血流灌注分析。 4.数据处理 将患者 MCA高分辨力 MRI及PWI数据传输到 Siemens verio工作站进行处理,所有处理过程均由两 位有经验的放射科医师进行,对于有异议的地方两人 商定后决定。首先对 MCA 狭窄程度进行评估,将 T1WI和T2WI图像放大,按照Samuels等[2]的标准 及方法进行测量,对于测量结果出入较大者,均多次测 量取平均值,按狭窄程度分为轻、中、重度。然后对 PWI数据进行处理,获取时间强度曲线图,计算机自 动计算并重建出脑血容量(cerebral blood volume, CBV)、脑血流量(cerebral blood flow,CBF)、平均通 过时间(mean transit time,MTT)、达峰时间(time to peak,TTP)等一系列参数图。选择 MCA 供血区层 面,避免血管走行区及陈旧性梗死区,人工勾画出兴趣 区(ROI),获得局部rCBV、rCBF、rMTT、rTTP灌注 参数。全部数据采用SPSS 11.5统计软件进行处理, 094 放射学实践2012年5月第27卷第5期 Radiol Practice,May 2012,Vol 27,No.5 图2 右侧 MCA重度狭窄。a)MRA示右侧 MCA水平段局部管腔未显示;b)高分辨力 MRI示管壁偏心性增厚,右侧 MCA重度狭 窄(箭);c)rCBV图像示右侧额叶灌注降低;d)rCBF图像示右侧额叶灌注降低;e)rMTT图像示右侧额叶 MCA供血区域灌注延 迟;f)rTTP图像示右侧额叶 MCA供血区域灌注延迟。 两组间比较使用配对t检验,变量之间的关系通过 Pearson相关检验进行分析,以P<0.05为差异有统 计学意义。 结 果 30例单侧MCA不同程度狭窄患者磁共振PWI检查 均出现灌注异常,患侧rCBV、rCBF值分别为(423.90± 212.00)ml/100g、(96.38±45.75)ml/(100g·min),较 镜像侧值(515.86±269.10)ml/100g、(123.93± 57.77)ml/(100g·min)明显降低,差异有统计学意义 (t值分别为-6.323和-6.963,P 值均小于0.05), rMTT、rTTP 值 分 别 为 (1184.49±502.38)s、 (2934.65±180.73)s,较镜像侧值(838.63±312.17)s、 (2704.28±158.09)s明显增高,差异有统计学意义(t 值分别为7.566和7.747,P值均小于0.05)(图1、2)。 MCA狭窄程度与rMTT 延长百分率(对侧与患侧 MTT比值)之间存在一定相关性(r=0.45,P=0.01, 图3),与rCBV、rCBF、rTTP差异均无统计学意义(r值 分别为0.02、-0.23、0.27,P值均大于0.05,表1)。 表1 单侧 MCA狭窄程度与灌注参数相关性分析 参数 rCBV  rCBF  rMTT  rTTP r  0.02 -0.23  0.45  0.27 P  0.92  0.23  0.01  0.15 讨 论 1.高分辨力 MRI技术 高分辨力 MRI主要是利用“亮血”技术(即3D- TOF)和“黑血”技术(即T1WI、T2WI)来分析管腔狭 窄情况,高分辨力 MRI可以用来精确测量管腔狭窄程 度及斑块大小,可重复性好[3]。Ryu等[4]通过与DSA 的对比研究,发现高分辨力 MRI所计算出的狭窄程度 与DSA结果具有高度一致性。在评估颅内动脉狭窄 程度时,MRA显示图像边缘相对模糊,对狭窄程度的 判断相对困难,并且由于涡流、边缘放大效应,使其判 断血管狭窄程度略有加重[5]。 2.PWI在诊断 MCA狭窄中的价值 本研究发现轻、中、重度 MCA狭窄均伴随rMTT 延长,30例单侧 MCA狭窄TIA患者,MCA狭窄率与 194放射学实践2012年5月第27卷第5期 Radiol Practice,May 2012,Vol 27,No.5 图3 单侧 MCA狭窄程度与rMTT延长百分率相关性散点图。 rMTT延长百分率之间有一定相关性(r=0.45,P= 0.01),推测 MCA狭窄时血流通过毛细血管时间随狭 窄率的增加而延长,Grandin等[6]认为rMTT能客观 反映脑局部微循环血流通过时间,并且可作为脑灌注 压的测量指标,因此rMTT延长能够敏感地反映出脑 微循环灌注不良。本组病例相关性较弱,考虑rMTT 延长百分率不仅与 MCA狭窄程度有关,还与狭窄的 长度和部位有关,有待进一步研究。一侧 MCA狭窄 或闭塞是否会引起脑灌注的降低,不仅与狭窄的程度 有关,还与侧支循环的建立情况及脑血管储备能力有 关[7],本组研究 MCA狭窄程度与rCBV、rCBF、rTTP 延长百分率均无相关性(P>0.05),考虑主要与侧支 循环形成再灌注以及血管狭窄的长度和部位有关。临 床工作中发现个别患者一侧 MCA轻度狭窄,TIA发 作却很频繁,而同时也发现个别患者一侧 MCA尽管 狭窄很严重,但是没有明显的TIA发作,这些都与脑 侧支循环血管形成及建立有关,当侧支循环建立后发 生组织再灌注时rCBV往往增加。研究发现狭窄程度 与TIA发生与否没有必然的联系,PWI可以早期发现 脑血流有无灌注降低[8],以此可以尽早进行干预和治 疗,避免严重后果的发生。本组30例TIA患者,虽然 MCA狭窄程度不一,但脑灌注参数均提示患侧脑灌 注量的降低。本组TIA患者常规脑 MRI平扫均未发 现患侧梗死灶,MCA狭窄或闭塞却引起患侧脑灌注 的降低,说明PWI能较早发现TIA患者脑缺血情况, 与文献报道相符[9]。高分辨力 MRI可以作为判定管 腔狭窄程度的首选检查方法,指导临床选择内科保守 治疗或支架置入。Ryu等[4]指出高分辨力 MRI可能 是目前唯一适合在活体内进行颅内动脉管壁成像的影 像学方法,在评价动脉狭窄及研究脑梗死的病因方 面具有重要意义。PWI后处理较快,可以得到一系 列有意义的参数,经定量分析能早期发现脑 MCA狭 窄引起的血流灌注异常。 3.本研究特点及不足 本研究根据缺血性脑血管病研究的最新理念, 探讨了血管狭窄程度与低灌注的关系。通过3.0T 高分辨力 MRI技术对 MCA狭窄程度进行分级,并 和PWI相结合评价脑缺血情况,分析狭窄程度与脑 灌注之间的关系。本研究同时以横轴面狭窄管腔与 正常管腔的比值计算出狭窄率,准确客观,简单易 行。由于本组病例较少,没有对狭窄程度进行分组, 因此该研究病例数有待增加,同时结合狭窄长度及 发生狭窄的部位进行分组,进一步探讨 MCA狭窄与 PWI的关系。 综上,MCA 狭窄与 rMTT 有一定相关性, rMTT随 MCA 狭窄程度增加而延长,高分辨力 MRI与PWI相结合对于评价脑组织供血有一定的指 导意义,能及时发现病情,引导治疗,避免或减少脑卒 中的发生。 参考文献: [1] Provenzale JM,Shah K,Patel U,et al.Systematic review of CT and MR perfusion imaging for assessment of acute cerebrovascu- lar 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[2] Samuels OB,Joseph GJ,Lynn MJ,et al.A standardized method for measuring intracranial arterial stenosis[J].AJNR,2000,21 (4):643-646. [3] Shaoxiong Z,Thomas SH,Nayak L,et al.Comparison of carotid vessel wall area measurements using three different contrast- weighted black blood MR imaging techniques[J].J MRI,2001,19 (6):795-802. [4] Ryu CW,Jahng G,Kim EJ,et al.High resolution wall and lumen MRI of the middle cerebral arteries at 3.0T[J].Cerebrovasc Dis, 2009,27(5):433-442. [5] 高源统,罗敏,李阳,等.脑动脉狭窄的CTA和 MRA及DSA对照 分析[J].放射学实践,2009,24(3):255-259. [6] Grandin CB,Duprez TP,Smith AM,et al.Usefulness of magnetic resonance derived quantitative measurements of cerebral blood flow and volume in prediction of infarct growth in hyperacute stroke[J].Stroke,2001,32(5):1147-1153. [7] Griffiths PD,Gaines P,Cleveland T,et al.Assessment of cerebral haemodynamics and vascular reserve in patients with symptomatic carotid artery occlusion:an integrated MR method[J].Neuroradi- ology,2005,47(3):175-182. [8] 徐嘉璐,陆建平,刘崎,等.单侧大脑中动脉狭窄的脑磁共振灌注 成像研究[J].中国临床神经外科杂志,2010,15(4):215-218. [9] 卢洁,李坤成,张苗,等.慢性 MCA狭窄与闭塞的 MR灌注成像研 究[J].放射学实践,2007,22(1):13-16. (收稿日期:2011-09-16 修回日期:2012-02-06) 294 放射学实践2012年5月第27卷第5期 Radiol Practice,May 2012,Vol 27,No.5
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