MR相位速度图对椎动脉的血流动力学研究
作者：常时新 孔祥泉 肖学宏 于群 刘定西 彭振军 熊茵 戴文
单位：常时新(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；孔祥泉(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；肖学宏(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；于群(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；刘定西(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；彭振军(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
关键词：MR相位速度图；椎动脉；血流动力学
放射学实践000107 【摘要】 目的：应用磁共振相位对比法，采用流动分析软件，通过测量椎动脉的流速、流量，评价正常及病理情况下椎动脉血流动力学改变及其生理意义。方法：测量了8例健康人和18例椎动脉狭窄时的椎动脉血流变化。采用K-空间 段电影相位速度对比法(Segmented K-space cine phase-contrast MR )测量椎动脉的 流量率曲线图，运用统计学分析，比较椎动脉横截面积、流速、流量及其返流量变化情况。结果：MR相位速度图能准确地可重复地测量椎动脉的流速和流量。血流分析表明在病理情况下椎动脉的顺应性低于正常组，峰收缩期流速和平均流速明显降低，返流均百分比增加。结论：MR相位速度图对椎动脉的血流动力学研究具有重要意义，对椎动脉型颈椎病可提供可靠的诊断依据。
, 百拇医药
Hemodynamic study of vertebral artery with phase-contrast MR Imaging
Chang Shixin,Kong Xiangquan,Xiao Xuehong, et al.
(Department of Radiology, Unio n Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430022)
【Abstract】 Objective：To assess hemodynamics of vertebroarterial bloo d flow with phase-contrast MR imaging. Methods：Eight healthy v olunteers and eighteen patients with vertebrarterial stenosis were measured wit h Segmented K-space cine phase-contrast MR.The transverse area,velocity,flow r ate and retrograde flow of vertebral artery were analysed with Statistical Analy sis System. Results：The vertebroarterial blood flow could be me asured with phase contrast map repeatedly and accurately.Analysis of vertebroar terial blood flow has shown that in cases with pathological conditions the compl iance of the vertebral artery and peak systolic veolicity and capacity are signi ficantly decreased Conclusions：The Segmented K-space cin e phase-contrast MR is an important tool for non-invasive evaluation of vertebroarterial blood flow.
, 百拇医药
【Key words】 Phase-Contrast MRI vertebrarterial blood flow Hem odynamics
磁共振相位对比法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[1,3]。我们采用这一技术分析正常及病理情况下椎动脉的血流变化，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。
材料与方法
一般资料：我们检查了18例临床症状典型，经CT和磁共振平扫证实的椎动脉狭窄病人。其中 男性10例，女性8例，年龄34～69岁，平均51.5岁。每例病人同时作椎动脉的3D TOF MRA成 像，以评价椎动脉的狭窄程度。另外，我们还检查了8例正常对照者，男、女各4例，年龄30 ～62岁，平均46岁。他们均经临床、MR平扫及MRA证实无椎动脉疾病的依据。
, 百拇医药
MR成像技术和参数：运用Siemens Magnaton 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 椎动脉扫描步。该序列运用心电门控技术，平静呼吸，根据心率的不同，TR为29ms，TE 7ms ，翻转角为30度，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6 mm，无间隔，采集矩阵为196×256，FOV 10cm，在心脏舒张期末至收缩早期采集信号，30幅 图片流速编码(venc)150cm/s。
血流分析法：从扫描得出的30幅双侧椎动脉的截面的轮廓，选择与椎动脉的截面大小，形态 近一致的兴趣区(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内血流速度和流量的变化曲线。经统计学处理分析 ，判断所有样本统计结果的标准误P定为0.05，小于0.05时被认为有意义。结果
, 百拇医药
正常组左侧椎动脉的收缩期峰值流速为26.59±8.33cm/s，右侧为25.10±5.66cm/s，两 侧比较无显著性差异(t=0.99 p=0.36>0.05)；平均流速为左侧15.69±4.61 cm /s，右侧为14.51±4.01cm/s，两侧比较差异无显著性意义(t=1.22 p=0.26>0.0 5)；平均流量为左侧1.24±0.54cm3/s，右侧为1.20±0.25 cm3/s，两侧比较 差异无显著性意义(t=0.26 p=0.80>0.05)；相应的椎动脉横截面面积左 侧为0.09±0.03cm2，右侧为0.09±0.03cm2。左、右均值相同，无显著性差异(t =0 p=1>0.05)。8例正常者的流速流量图中均未见明显的返流存在。正常椎动 脉的MRA(3D TOF)成像见图1。
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
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由骨质增生、椎间盘突出、椎间孔狭窄以及椎动脉先天性变异等各种原因所致的椎动脉 狭窄在MR相位速度对比图所测得的峰值流速、平均流速、平均流量、相应的椎动脉横截面面 积及左、右侧的显著性差异比较见表1。
表1 18例病理情况下的椎动脉各种测量值
左侧椎动脉(12例)
t
p
右侧椎动脉(9例)
t
p
峰值流速cm/s
13.02±3.05
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3.96
0.003
15.53±1.83
4.23
0.002
<0.05
平均流速cm/s
5.44±0.91
5.91
0.0002
7.75±1.76
3.87
, 百拇医药
0.005
<0.05
平均流量cm3/s
0.15±0.09
1.70
0.123
0.14±0.52
2.05
0.133
>0.05
横截面积cm2
0.85±0.21
, 百拇医药
1.22
0.35
0.79±0.31
1.64
0.199
> 0.05
返流百分比
13.86±5.32
-
-
7.97±3.01
-
-
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注：返流百分比=最大返流量/最大顺流量×100% 由表1我们可知病理情况下椎动脉的收缩期峰值流速、平均流速均显著性降低，而平均流量 及横截面面积与正常组比较无显著性差异。双侧椎动脉的MRA成像示一侧椎动脉较另一侧明 显变细(见图2)。同时我们发现部分病例存在着不同程度的返流，其中12例左侧病变的椎 动脉中有5例存在返流且4例年龄大于50岁；9例右侧椎动脉中3例有返流，平均年龄58.4岁。 返流百分比均在20%以内。
图2 椎动脉型颈椎病的MRA成像示一侧椎动脉明显变 细
讨论 1. 正常椎动脉的血流动力学特征
正常椎动脉的MR相位对比速度图(图3)显示左、右椎动脉的血流搏动走行曲线基本一致 ，左、右椎动脉的收缩期峰值流速、平均流量及横截面面积大致相同。根据本组数据统计二 者之间无显著性差异(t=0.99 、0.26、 0；p>0.05)。同时，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，在舒张期椎动脉逐渐回缩，近舒张中、末 期时血管略反弹。反应出椎动脉的血管顺应性良好。随着年龄的增加，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(见图4)。
, 百拇医药
图3 正常双侧椎动脉的MR相位对比速度图
图4 老年人动脉硬化时的MR相位对比速度图
2. 病理情况下的椎动脉血流动力学变化
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，而当病人表现为眩晕， 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尤为显得重要。我们研究 了18例病理情况下的椎动脉血流动力学改变发现，椎动脉的MR相位速度对比曲线极不规则。 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[ 2]，有时还出现明显的返流(见图5)。
图5 椎动脉型颈椎病的MR相位对比速度图
, 百拇医药
MR相位速度对比图显示病理情况下椎动脉的收缩期峰值流速较正常人明显降低，正常人为26 .59±8.33cm/s(左)、25.10±5.66cm/s(右)；而病例组为13.02±3.05 cm/s(左 ，t=3.96 p=0.003 <0.05)、15.53±1.83 cm/s(右，t=4.23 p=0.0 02<0.05)。同时平均流速也显著性降低(p<0.05)。然而双侧椎动脉的平均流量及 横截面面积无显著性差异，正常组平均流量为1.24±0.54cm3/s(左)、1.20±0.25cm3 /s(右)；病例组为0.15±0.09cm3/s(左，t=1.70 p=0.123>0.05) 、0.14±0.52cm 3/s(右，t=2.05 p=0.133>0.05)。横截面面积的差异性比较t值分别为1.64、 1.22，p>0.05。在病例组中我们发现返流的存在对颈性眩晕具有重要的诊断价值，8例 椎动脉有返流的病例其临床症状明显重于无返流者，特别是老年人患者[3]。我们 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。 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相位对比 法对椎动脉的血流动力学进行探讨尚不多见。MR椎动脉血流检测技术作为一项非创伤性检查 ，可以定量测量左、右椎动脉的流速和流量，监测椎动脉的血流动力学改变，反应血管的顺 应性变化，较彩色多谱勒更直观。同时为临床诊断和治疗颈性眩晕提供依据。
, 百拇医药
作者单位：熊茵(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
戴文(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
参考文献
[1]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，19 97，6∶427.
[2]张佩文.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.
[3]Jacobs-A, Lanfermann-H, Neveling-M. MRI-and MRA-guided therapy o f carotid and vertebral artery dissections. J-Neurol-Sci. 1997， Mar 20， 147 (1)∶27-34.
[4]Gunter Furst, Matthias Sitzer,Matthias Hofer,et al.Quantification of C arotid Blood Flow Velocity Using MR Phase Mapping. Journal of Computer Assisted Tomography. 1994,18(5)∶688-696., 百拇医药
单位：常时新(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；孔祥泉(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；肖学宏(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；于群(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；刘定西(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)；彭振军(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
关键词：MR相位速度图；椎动脉；血流动力学
放射学实践000107 【摘要】 目的：应用磁共振相位对比法，采用流动分析软件，通过测量椎动脉的流速、流量，评价正常及病理情况下椎动脉血流动力学改变及其生理意义。方法：测量了8例健康人和18例椎动脉狭窄时的椎动脉血流变化。采用K-空间 段电影相位速度对比法(Segmented K-space cine phase-contrast MR )测量椎动脉的 流量率曲线图，运用统计学分析，比较椎动脉横截面积、流速、流量及其返流量变化情况。结果：MR相位速度图能准确地可重复地测量椎动脉的流速和流量。血流分析表明在病理情况下椎动脉的顺应性低于正常组，峰收缩期流速和平均流速明显降低，返流均百分比增加。结论：MR相位速度图对椎动脉的血流动力学研究具有重要意义，对椎动脉型颈椎病可提供可靠的诊断依据。
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Hemodynamic study of vertebral artery with phase-contrast MR Imaging
Chang Shixin,Kong Xiangquan,Xiao Xuehong, et al.
(Department of Radiology, Unio n Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430022)
【Abstract】 Objective：To assess hemodynamics of vertebroarterial bloo d flow with phase-contrast MR imaging. Methods：Eight healthy v olunteers and eighteen patients with vertebrarterial stenosis were measured wit h Segmented K-space cine phase-contrast MR.The transverse area,velocity,flow r ate and retrograde flow of vertebral artery were analysed with Statistical Analy sis System. Results：The vertebroarterial blood flow could be me asured with phase contrast map repeatedly and accurately.Analysis of vertebroar terial blood flow has shown that in cases with pathological conditions the compl iance of the vertebral artery and peak systolic veolicity and capacity are signi ficantly decreased Conclusions：The Segmented K-space cin e phase-contrast MR is an important tool for non-invasive evaluation of vertebroarterial blood flow.
, 百拇医药
【Key words】 Phase-Contrast MRI vertebrarterial blood flow Hem odynamics
磁共振相位对比法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[1,3]。我们采用这一技术分析正常及病理情况下椎动脉的血流变化，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。
材料与方法
一般资料：我们检查了18例临床症状典型，经CT和磁共振平扫证实的椎动脉狭窄病人。其中 男性10例，女性8例，年龄34～69岁，平均51.5岁。每例病人同时作椎动脉的3D TOF MRA成 像，以评价椎动脉的狭窄程度。另外，我们还检查了8例正常对照者，男、女各4例，年龄30 ～62岁，平均46岁。他们均经临床、MR平扫及MRA证实无椎动脉疾病的依据。
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MR成像技术和参数：运用Siemens Magnaton 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 椎动脉扫描步。该序列运用心电门控技术，平静呼吸，根据心率的不同，TR为29ms，TE 7ms ，翻转角为30度，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6 mm，无间隔，采集矩阵为196×256，FOV 10cm，在心脏舒张期末至收缩早期采集信号，30幅 图片流速编码(venc)150cm/s。
血流分析法：从扫描得出的30幅双侧椎动脉的截面的轮廓，选择与椎动脉的截面大小，形态 近一致的兴趣区(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内血流速度和流量的变化曲线。经统计学处理分析 ，判断所有样本统计结果的标准误P定为0.05，小于0.05时被认为有意义。结果
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正常组左侧椎动脉的收缩期峰值流速为26.59±8.33cm/s，右侧为25.10±5.66cm/s，两 侧比较无显著性差异(t=0.99 p=0.36>0.05)；平均流速为左侧15.69±4.61 cm /s，右侧为14.51±4.01cm/s，两侧比较差异无显著性意义(t=1.22 p=0.26>0.0 5)；平均流量为左侧1.24±0.54cm3/s，右侧为1.20±0.25 cm3/s，两侧比较 差异无显著性意义(t=0.26 p=0.80>0.05)；相应的椎动脉横截面面积左 侧为0.09±0.03cm2，右侧为0.09±0.03cm2。左、右均值相同，无显著性差异(t =0 p=1>0.05)。8例正常者的流速流量图中均未见明显的返流存在。正常椎动 脉的MRA(3D TOF)成像见图1。
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
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由骨质增生、椎间盘突出、椎间孔狭窄以及椎动脉先天性变异等各种原因所致的椎动脉 狭窄在MR相位速度对比图所测得的峰值流速、平均流速、平均流量、相应的椎动脉横截面面 积及左、右侧的显著性差异比较见表1。
表1 18例病理情况下的椎动脉各种测量值
左侧椎动脉(12例)
t
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右侧椎动脉(9例)
t
p
峰值流速cm/s
13.02±3.05
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3.96
0.003
15.53±1.83
4.23
0.002
<0.05
平均流速cm/s
5.44±0.91
5.91
0.0002
7.75±1.76
3.87
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0.005
<0.05
平均流量cm3/s
0.15±0.09
1.70
0.123
0.14±0.52
2.05
0.133
>0.05
横截面积cm2
0.85±0.21
, 百拇医药
1.22
0.35
0.79±0.31
1.64
0.199
> 0.05
返流百分比
13.86±5.32
-
-
7.97±3.01
-
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注：返流百分比=最大返流量/最大顺流量×100% 由表1我们可知病理情况下椎动脉的收缩期峰值流速、平均流速均显著性降低，而平均流量 及横截面面积与正常组比较无显著性差异。双侧椎动脉的MRA成像示一侧椎动脉较另一侧明 显变细(见图2)。同时我们发现部分病例存在着不同程度的返流，其中12例左侧病变的椎 动脉中有5例存在返流且4例年龄大于50岁；9例右侧椎动脉中3例有返流，平均年龄58.4岁。 返流百分比均在20%以内。
图2 椎动脉型颈椎病的MRA成像示一侧椎动脉明显变 细
讨论 1. 正常椎动脉的血流动力学特征
正常椎动脉的MR相位对比速度图(图3)显示左、右椎动脉的血流搏动走行曲线基本一致 ，左、右椎动脉的收缩期峰值流速、平均流量及横截面面积大致相同。根据本组数据统计二 者之间无显著性差异(t=0.99 、0.26、 0；p>0.05)。同时，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，在舒张期椎动脉逐渐回缩，近舒张中、末 期时血管略反弹。反应出椎动脉的血管顺应性良好。随着年龄的增加，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(见图4)。
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图3 正常双侧椎动脉的MR相位对比速度图
图4 老年人动脉硬化时的MR相位对比速度图
2. 病理情况下的椎动脉血流动力学变化
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，而当病人表现为眩晕， 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尤为显得重要。我们研究 了18例病理情况下的椎动脉血流动力学改变发现，椎动脉的MR相位速度对比曲线极不规则。 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[ 2]，有时还出现明显的返流(见图5)。
图5 椎动脉型颈椎病的MR相位对比速度图
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MR相位速度对比图显示病理情况下椎动脉的收缩期峰值流速较正常人明显降低，正常人为26 .59±8.33cm/s(左)、25.10±5.66cm/s(右)；而病例组为13.02±3.05 cm/s(左 ，t=3.96 p=0.003 <0.05)、15.53±1.83 cm/s(右，t=4.23 p=0.0 02<0.05)。同时平均流速也显著性降低(p<0.05)。然而双侧椎动脉的平均流量及 横截面面积无显著性差异，正常组平均流量为1.24±0.54cm3/s(左)、1.20±0.25cm3 /s(右)；病例组为0.15±0.09cm3/s(左，t=1.70 p=0.123>0.05) 、0.14±0.52cm 3/s(右，t=2.05 p=0.133>0.05)。横截面面积的差异性比较t值分别为1.64、 1.22，p>0.05。在病例组中我们发现返流的存在对颈性眩晕具有重要的诊断价值，8例 椎动脉有返流的病例其临床症状明显重于无返流者，特别是老年人患者[3]。我们 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。 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相位对比 法对椎动脉的血流动力学进行探讨尚不多见。MR椎动脉血流检测技术作为一项非创伤性检查 ，可以定量测量左、右椎动脉的流速和流量，监测椎动脉的血流动力学改变，反应血管的顺 应性变化，较彩色多谱勒更直观。同时为临床诊断和治疗颈性眩晕提供依据。
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作者单位：熊茵(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
戴文(430022 同济医科大学附属协和 医院放射科)
参考文献
[1]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，19 97，6∶427.
[2]张佩文.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.
[3]Jacobs-A, Lanfermann-H, Neveling-M. MRI-and MRA-guided therapy o f carotid and vertebral artery dissections. J-Neurol-Sci. 1997， Mar 20， 147 (1)∶27-34.
[4]Gunter Furst, Matthias Sitzer,Matthias Hofer,et al.Quantification of C arotid Blood Flow Velocity Using MR Phase Mapping. Journal of Computer Assisted Tomography. 1994,18(5)∶688-696., 百拇医药