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编号:10264593
MR相位速度图及多普勒超声对椎动脉血流动力学的对比性研究
http://www.100md.com 《临床放射学杂志》 2000年第7期
     作者:常时新 孔祥泉 于群 刘定西 彭振军 熊茵 梁波 肖学宏

    单位:常时新(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科);孔祥泉(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科);于群(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科);刘定西(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科);彭振军(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科)

    关键词:MR相位速度图;经颅多普勒超声;椎动脉;血流动力学

    临床放射学杂志000705 【摘要】 目的 评价MR相位速度图检测椎动脉血流动力学的价值及其诊断椎动脉狭窄的准确性。 材料与方法 测量32例患者的椎动脉直径、流速及最大返流速度并与经颅多普勒超声(TCD)进行比较,通过t检验判断椎动脉狭窄患者与对照组之间有无差异以及χ2检验评判MR相位速度图测量椎动脉狭窄的准确性和特异性。 结果 MR相位速度图与TCD的检测结果具有一致性(χ2=0.5,P>0.05);20例椎动脉狭窄患者的椎动脉流速、流量及血管直径均低于对照组(P<0.05),而返流的百分比显著性增高。 结论 MR相位速度图是评价椎动脉血流动力学变化的可靠技术,能对椎动脉型颈椎病的诊断提供准确依据。
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    Hemodynamics of Vertebral Artery: A Study of Simultaneous Phase-contrast MRI and Transcranial Doppler

    CHANG Shixin, KONG Xiangquan, YU Qun,et al. Department of Radiology, Union Hospital, Tongji Medical University, Wuhan, Hubei Province 430022, P.R.China

    【Abstract】 Objective To assess the value of phase-contrast MRI in studying the hemodynamics of vertebral artery and the accuracy of phase-contrast MRI in diagnosing vertebroarterial stenosis. Materials and Methods The diameter, velocity and the fastest retrograde velocity of vertebral artery in 32 patients were measured with phase-contrast MRI, and the results were compared with transcranial doppler (TCD). The difference between patients with vertebroarterial stenosis and controls was determined by t test. The accuracy and specificity for vertebroarterial stenosis with phase-contrast MRI were evaluated by χ2 test. Results The results of phase-contrast MRI were in agreement with that of TCD (χ2=0.5, P>0.05). The velocity, flow and diameter of all 20 patients were significantly lower than that of control group (P<0.05), while the percentage of retrograde flow in patients was significantly increased. Conclusion Phase-contrast MRI is a reliable technique to evaluate hemodynamics of vertebroarterial flow and to determine vertebroarterial stenosis accurately.
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    【Key words】 Phase-contrast MRI TCD Vertebral artery Hemodynamics

    磁共振相位流速图是一种无创性血流分析技术,其特点是测量结果灵敏、准确、稳定和可重复性[1,2]。笔者采用这一技术分析了32例患者正常及病理情况下椎动脉的血流变化,并与经颅多普勒超声(TCD)技术进行了对照性分析,旨在为临床诊断和治疗椎动脉型颈椎病提供较准确的血流动力学参数。

    1 材料与方法

    1.1 一般资料

    检查32例临床症状表现为眩晕、耳鸣、听力下降、头痛或运动障碍等患者,其中男性19例,女性13例,年龄32~69岁,平均50.5岁。全部患者均经TCD和MR相位速度图检查以及3D-TOF MRA成像,其中17例还有CT检查资料。椎动脉狭窄的TCD诊断标准为颅内段的椎动脉平均流速低于25cm/s,或颅外段低于15cm/s。32例患者中,20例经TCD诊断为椎动脉狭窄,12例未见椎动脉流速异常且未发现CT、MRA支持椎动脉狭窄的形态学依据,本文将其作为对照组。
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    1.2 MR成像技术和参数

    运用Siemens Magneton Vision 1.5T超导型MR扫描仪,颈部相控阵线圈。首先采用二维快速自旋回波技术进行颈椎矢状成像,在颈椎2~3椎间隙平面应用K-空间分段MR电影相位对比(segmented K-space cine phase-contrast MR)序列垂直于椎动脉扫描。采用心电门控技术,平静呼吸,TR为29ms,TE 7ms,翻转角30°,根据心电图R-R间期不同,每节段K-空间相位编码分别为7,9,11,层厚6mm,无间隔,矩阵为196×256,FOV 10cm,在心脏舒张期末至收缩早期采集信号,流速编码(venc)150cm/s。椎动脉血管造影采用常规3D-TOF法(图1)。

    1.3 血流分析法

    MR相位速度图能在一个心动周期内准确地勾画出30幅椎动脉截面的轮廓,得出30组随收缩舒张连续变化的速度和流量的测量值,确定兴趣区(ROI),使ROI在30幅图像上始终与所测血管截面保持一致。流动分析软件可自行计算出椎动脉血流的峰值流速(peak velocity)、平均流速(mean velocity)及流量(mean flow)。在屏幕上显示反映椎动脉的血流速度和流量的变化曲线(图2)。
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    1.4 数据分析和统计学处理

    运用美国Acuson公司的TCD诊断仪,测量椎动脉收缩期峰值流速、平均流速(Vm)并对照MR相位速度图所记录的收缩期峰值流速、平均流速计算平均值后进行t检验分析。应用χ2检验评判2种方法检出的结果是否具有一致性,数据用(±s)表示。

    2 结果

    32例患者各项指标测值和统计学分析见表1、2。13例左侧椎动脉狭窄患者中8例存在返流,11例右侧椎动脉狭窄中7例有返流,返流百分比均<20%;而12例对照组双侧均未发现返流。在MR相位速度图上,以Vm≤10cm/s为标准判定椎动脉狭窄的敏感性为85%;以返流百分比≥5%为标准其敏感性为80%。若Vm与返流百分比相结合其敏感性达90%,特异性为96.5%,MR相位速度图检测的结果与TCD结果基本相符(χ2=0.5<3.84,P>0.05)。虽然椎动脉狭窄患者的MR相位对比曲线表现各异,但均有流速降低及返流增加(图3)。MRA成像示一侧椎动脉较另一侧明显变细(图4)。
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    3 讨论

    正常椎动脉两侧常不对称,通常左侧管径较右侧稍粗,其管径相同者仅占1/3。椎动脉供血不足多数是在动脉硬化的基础上出现的。动脉硬化时,血管由于粥样硬化斑的沉着和血管壁的增厚,使血管弹性明显减退,血管阻力增高,导致硬化血管相对扩张,血流速度减慢,血流量减少[3]。MR相位速度图提供了另一种非损伤性评价椎动脉血供的精确方法,通过测量椎动脉Vm以及舒张末期返流的百分比直接评价椎动脉的血流动力学改变。当Vm≤10cm/s、返流百分比≥5%时,其诊断椎动脉狭窄的敏感性为90%,特异性为96.5%。本文中MR相位速度图与TCD的检测结果基本一致(χ2=0.5<3.84;P>0.05)。在正常对照组中MR相位对比速度图显示左、右椎动脉血流曲线形态基本一致(图2),收缩期峰值流速、平均流速及平均流量无显著性差异(t=0.99、0.26、0;P>0.05)。同时,椎动脉的血管顺应性良好,在一个心动周期内双侧椎动脉与心脏搏动一致,在收缩期血管扩张,舒张期椎动脉逐渐回缩,近舒张中、末期时血管略反弹。而随着年龄的增长,血管弹性的降低,椎动脉在舒张期表现为回荡反应,在曲线上呈波浪状。
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    图1 正常椎动脉的3D-TOF MRA成像示双侧椎动脉形态基本对称,形态自然

    图2 非椎动脉狭窄的MR相位速度图示:左、右椎动脉相位速度曲线形态基本一致,流速、流量差异不明显(Vm:16.3/17.2cm/s,流量:6.3/7.0cm3/s)

    表1 32例患者的MR相位速度图和TCD测值(±s) 椎动脉

    对照组(n=12)

    病例组(n=20)

    左 侧

    右 侧
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    左 侧

    右 侧

    峰值流速(cm/s)

    26.54±6.22**

    25.32±5.78*

    13.02±3.05**

    15.53±1.83*

    平均流速(cm/s)

    15.67±4.61**

    14.52±4.24*
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    5.44±0.91**

    7.75±1.76*

    平均流量(cm3/s)

    1.24±0.54*

    1.20±0.25**

    0.15±0.09*

    0.14±0.52**

    横截面积(cm)

    0.09±0.03

    0.09±0.03
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    0.85±0.21

    0.79±0.31

    返流面分比 %

    -

    -

    13.86±5.32

    7.97±3.01

    峰值流速TCD(cm/s)

    47.16±10.11

    47.50±7.40

    31.72±6.04

    32.96±4.19
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    平均流速TCD(cm/s)

    28.17±3.70

    25.40±8.15

    14.46±2.93

    15.07±2.10

    注:返流百分比=最大返流量/最大顺流量×100%; *P值≤0.05,**P值≤0.01表2 MR相位速度图与TCD检测结果的比较(例) n=32

    MR相位速度图

    低流速

    正常流速

    总例数
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    低流速

    15

    5

    20

    TCD

    正常流速

    3

    9

    12

    总例数

    18

    14

    32

    注:χ2=0.5<3.84,P>0.05
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    病理情况下椎动脉的收缩期峰值流速、平均流速、平均流量较对照组明显降低(t=3.96、4.23、4.62;P≤0.01),而双侧椎动脉的横截面面积无显著性差异(t=1.64、1.22;P>0.05),这可能与年龄因素有关。另外,椎动脉的MR相位速度曲线极不规则,在收缩期血管扩张时表现为双峰甚至多峰,在舒张期则呈波浪状;血管的顺应性降低,有时还出现明显的返流(图3)。在病例组20例中笔者发现返流的存在对颈性眩晕具有重要的诊断价值,15例存在返流者其临床症状明显重于无返流者,特别是老年患者[4]。笔者怀疑这与相应的心脏功能改变有关,但未作相应的心功能检查。3D-TOF MRA成像显示在某些病例一侧椎动脉较细乃至不能向脑部供血,呈线状,而对侧椎动脉常较粗。

    图3 椎动脉狭窄的MR相位对比速度图示:相位速度曲线极不规则,流速、流量降低以及返流增加。在收缩期血管扩张时表现为双峰甚至多峰,在舒张期则呈波浪状(Vm:5.2cm/s,流量:1.0cm3/s)
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    图4 椎动脉型颈椎病的MRA成像示:右侧椎动脉较左侧明显变细且管壁僵硬

    TCD诊断动脉狭窄与闭塞是通过血流速度、频谱、音频改变来诊断,只有在狭窄程度超过50%时才出现异常改变,由此可见TCD对轻度狭窄无法诊断。椎动脉狭窄表现在狭窄部位见血流频谱紊乱,严重时可出现湍流。但由于椎动脉在椎间孔之间,颅外段狭窄时极少发现狭窄部的典型表现,在颅外段能探测的部位是椎动脉的起始部位,大多数情况是根据颅内颅外段的血流改变特点来作出诊断[3]。而MR相位速度图则不受骨质、关节限制,直接反应椎动脉的血流动力学变化,同时MRI及MRA还能直接显示椎动脉的形态学改变,明了病因。以Vm≤10cm/s、返流百分比≥5%为诊断椎动脉狭窄的标准,较TCD更直观明了。

    各种原因所致的椎动脉型颈椎病在形态学上主要表现为椎动脉狭窄,而当患者表现为眩晕、耳鸣、头痛等,临床排除了其他原因却无法解释时,对椎动脉的血流动力学研究就显得尤为重要。目前,国内对椎动脉血流的研究主要是心导管和彩色多谱勒血流显像,应用MR相位速度图对椎动脉的血流动力学进行探讨尚不多见。MR相位速度图是评价椎动脉血流动力学变化的可靠技术,其反映椎动脉的形态及动力学改变较TCD更全面、直接,能对椎动脉型颈椎病的诊断提供准确依据,诊断椎动脉狭窄的准确性较高,因而具有潜在的临床应用和科研价值。
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    熊茵(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科)

    梁波(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科)

    肖学宏(430022 武汉,同济医科大学附属协和医院放射科)

    参考文献

    1,Jacobs A, Lanfermann H, Neveling M. MRI and MRA guided therapy of carotid and vertebral artery dissections. J Neurol Sci, 1997, 147:27

    2,陈彦,徐家兴,李恩中,等.颈椎病椎动脉的MR测量研究.中华放射学杂志, 1997, 6:427

    3,张佩文,吴家干,崔玉萍,等.80例颈椎病患者的椎动脉超声多谱勒血流图表现.中国超声医学杂志, 1995, 11:451

    4,Gunter F, Matthias S, Matthias H,et al. Quantification of carotid blood flow velocity using MR phase mapping. Journal of Computer Assisted Tomography, 1994, 18:688

    (收稿: 1999-04-08 修回: 1999-11-15), http://www.100md.com