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颅脑动脉磁共振定量成像技术及血流动力学研究

王玉昭  
【摘要】:第一部分颅内动脉血液流动定量技术的磁共振基础研究目的:通过建立物理脑血管流体模型,进而模拟颅内动脉血流流动的方法,验证其进行颅内动脉血流动力学测量的准确性,并对成像参数进行优化,建立适合于测量颅内动脉血流动力学的扫描方案,为颅内动脉MR血流动力学检测的临床应用提供可靠的实验基础依据。方法:将脑血管流体模型放置于标准8通道头颅线圈中心,使用飞利浦公司Achieva 3.0T超导磁共振扫描仪(Phillips Achieva 3.0T TX)进行扫描,应用2D Q-Flow序列,在3D TOF-MRA图像上定位,选择垂直于管腔长轴层面,选择不同流速编码、不同流速编码方向、不同流速、不同流动方向、不同倾斜角度、不同大小的感兴趣区、不同层面、管腔内不同点流速、不同管径进行流速测量。原始图像传至PHILIPS Extended MR WorkSpace 2.6.3.2工作站Q-Flow分析软件得出每一个心动周期内流体的信号强度变化值。应用SAS V10统计学软件进行统计分析。结果:2D Q-Flow序列扫描获得相位对比流动图像,管腔内的流体信号强度随流量/流速变化而产生相应变化,流量增大或流速加快时,相应管腔内信号强度增加。无论流速编码方向如何选择,相位图均能正确显示液体流动方向,不同流速编码方向时测得的流速与实际流速间差异无统计学意义(t=0.25,P=0.900.05)。不同流速编码所测得的速度与实际流速之间差异具有统计学意义(t=2.47,P=0.010.05)。所测得的速度与流速编码之间没有相关性(P=0.920.05)选择的流速编码越大,所测得的速度与真实值之间的差异越大。当Venc=90cm/s时,所测得的流速与实际设定流速最为接近。实测流速与实际流速呈正相关(相关系数=0.98,相关系数的概率值P0.0001)。无论液体流动方向与流速编码方向相同或相反,所测得的流速与实际流速两两之间的差异均没有统计学意义(F=3.62,P=0.05970.05)。不管流体实际流动方向与流速编码方向相同或相反,所测得的流速与实际流速两两之间的差异均没有统计学意义。随着测量倾斜角度的增大(倾斜角范围0°~90°),各个管腔测量截面积也逐渐增大,各个管腔内测得的实际流速平均误差和实际流量的平均误差也随之逐渐增大,并且测量的实际流速误差较实际流量测量误差增大更为明显。不同层面流速与实际流速之间差异无统计学意义。管腔中不同点流速与实际流速间差异有统计学意义。结论:PC-MRA法2D Q-Flow序列是一种有效的流体定量研究技术,时间分辨率高,图像质量佳、测量结果准确,可以为颅内动脉血流动力学检测的临床应用提供可靠的实验依据。当然,某些影响测量结果的准确性因素仍然存在,实际应用时要引起注意。第二部分正常国人颅内动脉磁共振定量研究目的:探讨2D Q-Flow MRA测量颈部及颅内主要血管血流流速及流量改变情况的可行性,为进一步研究脑血管疾病情况下脑血流及其改变情况提供了定量指标。方法:公开招募共计98例志愿者,其中男性志愿者45例,女性志愿者53例,年龄范围21~65岁。采用飞利浦公司Achieva 3.0T超导磁共振扫描仪(Phillips Achieva 3.0T TX),应用标准头部8通道线圈,对所有受试者均首先行常规头部MR检查,扫描序列包括轴位及矢状位T2、轴位T1、轴位T2-FLAIR。MRA扫描范围包括颈内动脉及大脑前后循环的颅内段,采用三维时间飞跃法。对于颅内血管脑血流定量检测采用PC法2D Q-Flow序列,基于3D TOF MRA扫描获得血管像定位,垂直于测量靶血管层面行2D Q-Flow扫描。对于颈部大血管包括ICA、VA选择颈2下缘水平垂直于ICA的层面行2D Q-Flow扫描。MCA可垂直于M1段的斜切矢状面扫描,ACA在垂直于A1段扫描,PCA则采用冠状扫描。3D TOF MRA扫描图上传至PHILIPS Extended MR WorkSpace 2.6.3.2工作站,采用最大密度投影(MIP)法对MRA原始图像进行三维重建,经过剪切处理分别得到脑前后循环的血管图像。记录血管形态,测量与2D Q-Flow定位相对应的血管层面的管腔直径。2D Q-Flow序列图像上传至工作站对图像进行后处理,得到一个心动周期的时间-流速曲线。应用统计学软件进行统计分析。结果:左右两侧颈内动脉(ICA)和椎动脉(VA)平均流速及平均流量均无明显统计学差异(P0.05)。左右两侧大脑前动脉(ACA)流速及流量均有显著统计学差异(P0.05)。左右两侧大脑中动脉(MCA)流速及流量均有显著统计学差异(P0.05)。左右两侧大脑后动脉(PCA)流速及流量无明显统计学差异(P0.05)。基底动脉(BA)不同层面流速及流量无明显统计学差异(P0.05)。双侧颈内动脉(ICA)、大脑前动脉(ACA)、大脑中动脉(MCA)、椎动脉(VA)、基底动脉(BA)、大脑后动脉(PCA)不同性别间平均流速、平均流量差异均无统计学意义(P0.05)。上述血管在不同年龄组间(20+、30+、40+、50+、60+)两两比较,发现平均流速在20+、30+、40+年龄组无统计学差异,在30+、40+、50+、60+年龄组无统计学差异,在20+与50+、60+年龄组有统计学差异。平均流量在20+、30+、40+、50+、60+年龄组间两两比较,没有明显统计学差异。结论:Q-Flow PC-MRA可较准确地进行颅内动脉血流动力学定向、定量测量。为进一步丰富脑血管疾病诊断信息及评价治疗效果提供了定量测量方法。颅内动脉平均流速、流量随着年龄增加表现出递减的趋势。在20+与50+、60+年龄组存在统计学差异,在其他各年龄组间及男女性别间没有统计学差异。第三部分TIA患者脑血流量改变的磁共振定量研究目的:运用MRA定量分析技术,评估TIA患者影像学特征、全脑血流量的变化及颅内供血动脉病变分布特点,为TIA的早期诊断和治疗提供更为充分的影像学依据。方法:106例患者于末次症状出现后72h内完成MRI检查,其中男性56例,女性50例,所有入选者行DWI序列扫描除外急性脑梗死。对于颅内血管脑血流定量检测采用PC法2D Q-Flow序列,基于3D TOF MRA扫描获得血管像定位,垂直于测量靶血管层面行2D Q-Flow扫描。扫描图像上传至PHILIPS Extended MR Work Space 2.6.3.2工作站进行后处理,记录血管形态,测量与2D Q-Flow定位相对应的血管层面的管腔直径。定量分析分别测量入颅总血流量、颈内动脉、椎动脉血管面积、平均流速、平均血流量、比较脑血流动力学改变指标。结果:TIA组与正常对照组全脑血流量未见明显统计学差异(P0.05)。入颅总血流量随年龄增加而减少,TIA组较对照组入颅总血流量略减少,但尚未见明显统计学差异。TIA组右侧颈内动脉流量与对照组比较有显著差异(P0.05),TIA组右侧颈内动脉流量与对照组比较减少。TIA组左侧颈内动脉、两侧椎动脉流量与对照组比较未见明显统计学差异(P0.05)。结论:磁共振相位对比法血管成像可较好的评价TIA患者脑血流量的改变,入颅总血流量随年龄增加而减少,TIA组较对照组入颅总血流量略减少。磁共振相位对比法血管成像为明确短暂性脑缺血发作的诊断提供了更多依据,也为TIA患者预后评估提供了指导和帮助。


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