脑脊液相位对比动力学MRI研究

Nervous Diseases and Mental Hygiene, 2002, Vol 2, No. 2论著脑脊液相位对比动力学MRI研究姚长义梁传声王运杰【摘要】目的相位对比动力学MR无损伤性探测中脑导水管脑脊液动力学。方法应用相位对比动力学MR探测了170例中脑导水管脑脊液动力学其中正常人群组79例高血压人群组30例颅内疾病人群组61傚本组分为交通性脑积水梗阻性脑积水和大脑半球占位性病变3组)所选择的参数为最大流速Ⅷmax)最大流量Fmax)到头端峰值时 BK Time toⅥr汲脑脊液流动图。结果9例正常人群组中脑导水管脑脊液动力学为等动力学高血压人群组为高动力学洨交通性脑积水为超高动力学梗阻性脑积水为不规则动力学大脑半球占位性病变组为低动力学。结论相位对比动力学MR对于多种疾病具有重要的临床意义【关键词】脑脊液动力学 Cine mriCSF Flow Study by Phase-contrast Cine mri Yao Changyi d iang Chuansheng Wang YunjieDepartment of Neursurgery the First Hospital of China Medical University Shenyang 110001( Abstract Objective To Measure and analyze CSf dynamics through the aqueduct of Sulviusby phase contrast cine MRI. Methods 170 cases were studied including 79 normal controls 30patients with high blood pressure lesion and 61 patients with intracranial lesion( divided into 3 sub-groups: communicating hydrocephalus obstructive hydrocephalus and intracranial mass lesion ) Maximum flow velocity( Vmax ) maximun flow volume( Fmax time to peak rostrocaudal flow velocity withR-R correction( time to Vr) and CSF flow maps based on CSF flow velocity or CSF flow volume weremornitored. Results 79 normal controls showed the iso- dynamics of CSF flow 30 patients with highblood pressure lesion presented the hyperdynamics of CSF flow 21 patients with communicating hydrphalus showed that its dynamics was the highest in all groups 18 patients with obstructive hydrphalus represented the irregular dynamics intracranial mass lesion displayed the hypodynamicsConclusions It is important to measure CSF flow through the aqueduct of Sulvius by phase-contrastcine MRI for many patients with lesion of nervous system and other system【 Key words】 CSF Dynamics Cine mri中图分类号R814.43文献标识码∶A文章编号:1009-65742002)2-0072-04相位对比动力学 MRI Phase- contrast cine mri)1.2测量方法使用的MR系统为 SIGNA HORIZON是近年来临床比较常用的成相方法之一。其特点是1.5CE制)心电门控应用回顾性相位对比法。先对慢流动物质的探测具有较高的敏感性,且无损伤行颅脑常规MRI检查后增加约10分钟的 Cine mri性。人体内脑脊液的流动为慢相流动中脑导水管脑检查。取正中矢状面没定下视丘下缘水平的垂直平脊液为往复的双相流动。所以相位对比动力学MRI面以此平面确定中脑导水管的脑脊液(CSF)流动的对于探测脑脊液的流动是敏感的。我们应用这一技有意义区。中脑导水管横断面垂直方向的速度编码术测量了不同状态下的中脑导水管脑脊液动力学,设定为20cm/s摄相常数选择:IR为22omsE为8现将结果报道如下。9oms矩阵为256×128倾斜角度为20°层厚5mm。资料和方法经 Phase- contrast cine mri软件处理后荻取CSF流1.1一般资料研究对象为199年10月-1997年速、流量信息。10月间日本自治医科大学附属病院神经外科住院及中脑导水管CSF的往复流动与心脏舒缩的节律门诊检查的9例患者和9例健康检查人群总计性运V山中国煤化工相以心缩期R波为起170例。其中男8例女82例年龄3~8岁平均点CCNMH姁尾侧当达到最大流速时向尾侧流动的速度减慢,直至流速为零此后作者简介姚长义(1957-)男副教授博士研究生研究方向在心脏舒张期SF流动改变方向由尾侧流向头侧,积水达到最大流速后逐渐回到第二个R波的位置,CSF作者单位存数播国医科大学一院神经外科在中脑导水管内完成一个心动周期的往复运动。同神经疾病与精神卫生2002年第2卷第2期理CSF流量测定也是如此。每一个心动周期,动力头侧流向尾侧、尾侧流向头侧峰值流速之和的平均值学MRI成相32次,获得32次即时流速和流量通过定义为最大流速(Vmax)峰值流量之和的平均值定义CsF即时流速和即时流量点描出一个心动周期中脑为最大流量Fmax)心电门控R波起点到头侧向尾侧导水管CsF流动图,见图1。依据CSF流动图,我们流动峰值的时间与心电图R-R间隔的百分比定义把CSF通过中脑导水管在一个R-R间期内CSF由为到峰值的时间 Time to vr)1-31见图2。摩车字班图1交通性脑积水病例A为导水管测量点B为有意义区的选择t V peakirestal)FreakitostralyTR()Xt(100%)A图2CsF模拟流动图A为流速图B为流量图图2各值计算方法均值:Vmx=4.12cm/sIVrl+VelI Frl+I FclTime to Vr=11.72%21~60岁组平均值:Vmax=4Vmax=Fmax23 cm/s, Fmax=4. 09 ml/min Time to Vr= 12. 13 %:60Time to vr=R-R间隔×100%岁以上组的平均值:Vmax=4.29cm/s,Fmax=3.98注:vr,峰值颅-尾端流速;峰值尾-颅端m/ min Time toⅥ=1.95%。3组经t检验組间无流速统计学差异。79例总平均值为Vmax=4.27cm/s旿峰值颅-尾端流量№峰值尾-颅端流量。Fmx=4-.lm/min, ,Time to VI=12·01%R心电图R波。1.4高血压人群研究本组收集高血压患者30例。1.3正常人群研究本组研究的对象为健康检查人入选标准为心律、心率正常洫血压:收缩压高于20群79人。入选的条件是心电图显示无心律不齐、无a。依据脉压差的大小将30例分为2组脉压差心动过速和心动过缀心率=60-100次/mim)收缩大于例脉压差小于或等于8kPa组13压不高于20kPa(150mmg),舒张压不低于例中国煤化工第所见Phae- contrast8kP(60mmlg),脉压差小于8kPa依据年龄将79cmeCNMHG于8kP组的均值为人分为3组~20岁组25例21~60岁组31例60Vmax=6. 17 cm/s, Fmax =5. 96 ml/min Time to Vr岁以上组23例。常规头部MRI显示内无异常所14.54%脉压差小于或等于8kPa组的均值为Vmax=见。Mh数据 cine MRI检查结果0~20岁组的平6.08cm/ s Fmax=5.87ml/min, Time to Vr=13.67%经统计学处理除后一组的 Time toⅥr有缩短的趋势Nervous Diseases and Mental Hygiene, 2002, Vol 2, No. 2外无明显的差异。30例的总平均值为Ⅷnx=6.12脑搏动不均衡学说1。心脏收缩期大动脉充血扩张,cm/s , Fmax=5. 93 ml/min Time to Vr=1416%脑组织膨胀并由于脑组织膨胀的不均衡性,导致颅1.5颅脑疾病研究所研究的对象均为颅內疾患病內各腔的压力不均衡这一压力差使脑脊液由侧脑室例。其中包括交通性脑积水2例梗阻性脑积水18流向三脑室经导水管流入四脑室和蛛网膜下腔洏例大脑半球占位性病变22例,总计61例。同样舍心脏的舒张期脑脊液沿导水管的逆流是一种被动过弃了心律不齐和心动过速或心动过缓及高血压的病程。例。常规头部MR检査确定脑部病变的诊断,然后正常人群组中脑导水管脑脊液的往返流动受各加做 Phase- contrast cine mri检查。其结果为交通种因素影响。其中影响比较大的是受检者的心率、心性脑积水组的平均值vmax=10.2cm/ s,Fmax=14.12律、血压及颅内疾病等。心率过快或过慢(P>100l/min, Time to vr=18.25%梗阻性脑积水组的结果次/min或P<60次/min将对即时流速和即时流量较为特殊病例间测量值差距甚大統计数字无实际产生影响因为每一心动周期只有32个测量点每两意义大脑半球占位性病变组的平均值max=2.23点间的时间过长或过短都会影响每一即时流速或即cm/s Fmax=1. 62 ml/min Time to Vr= 11. 65%0时流量的数值心律对检测结果的影响在于当受检者2结果患有严重的心律不齐时 Cine mri检查正落在心脏的般认为正常人群组的脑脊液动力学为等动力期前收缩周期内 Cine mri检查只显示一个心动周期学4-5。高血压人群组脑脊液动力学研究的结果与的脑脊液流动图)将严重影响检查结果血压及颅内正常人群组的结果相比№max和Fmax稍高于正常人疾病对脑脊液流动的影响见高血压和颅内疾病检测群组P<0.05), Time toⅥr比较无明显差异。颅脑组受检者的年龄对脑脊液流动的影响各家说法不疾病的交通性脑积水的脑脊液动力学Vmx、Fmx及25我们在正常人群组的研究中除外了心率过Time to Vr远远高于正常人群组的脑脊液动力学(P快或过慢、心律不齐高血压及颅内疾病的受检对象<0.01)而大脑半球占位性病变的脑脊液动力学依受检者的年龄分为3组结果显示3组间VmaxVmax和Fmax低于正常人群红P<0.05) Time to Vr Fmax、 Time to V没有统计学差异(P>0.05)总平均无明显差异。比较结果见表1。4. 27 cm/s, Fmax 4. 11 ml/ min, Time to Vr=3讨论12.01%。我们的测量值接近于Mase的测量值5,椐早期利用MR探索脑脊液的循环主要以MRI报道Vmax的范围为0.3~5.2cm/54-51这是由于具的信号变化来描述脑室内及脑和脊髓蛛网膜下腔的体的測量方法、测量的部位、计算方法及使用的MRl脑脊液为一种静态硏究。 Cine mri技术的应用使系统不同而至。我们认为年龄对脑脊液的流动没有脑脊液循环的定量化成影响正常人群组的脑脊液动力学为等动力学。表13组患者CSF动力学测定结果比较(x±s)高血压对脑脊液动力学的影响到目前为止尚未组别病例数Vmx/cms-1Fimx/ ml min- Time to vr/%见到报道。我们这一组30例大多为老年人高血压正常人群组794.27±1.34.11±1.512.01±3.7的规定为收缩压高于20kPa可能不够精确再依据高血压组306.12±1.45.93±1.614.16±4.1颅内疾病组脉压差的大小分为2组,结果显示两组间Vmax交通脑积水2110.20±5.114.12±6.318.25±5,7Fmax、 Time to r没有统计学差杲P>0.05)总平均梗阻脑积水18无意义无意义无意义为Vmax=6.2cm/s、Fmax=5.93ml/min、 Time to vr=颅内占位病2,23±0.61.62±0.911,65±5,211.16%。本组结果与正常人群组的结果相比,Vmax为可能。191年, Enzan等用 Phase- contrast cine、Fmax、 Time to v高于正常人群组(P<0.05)。依MRI技术测量了中脑导水管的脑脊液动力学6中其结果我们认为高血压组的脑脊液动力学为高动力脑导水管在解剖学上浧比较规则的管道状是脑脊学但对恶性高血压尤其是高血压已引起颅内压增液循环的必经之路通过中脑导水管的脑脊液具有流高的病例其脑脊液动力学尚不知晓有待于进一步动液体层流和涡流的特性。但是脑脊液流经中脑导研究。水管时其流速、流量及流动方向并不是恒定的均随H中国煤化工学比较复杂。交通性心脏的收缩和舒张的节律性运动而发生变化。在心脑积CNMHG的结果相比非常显著脏的收缩期脑脊液由中脑导水管的头端流向尾端,高于正常人群组(P<0.01),被认为是超高动力学。舒张期则流动方向相反每一时间的即时流速和即时但本组的病例均为分流术前病例,有报道认为,分流流量不断发生变化。驱动脑脊液流动的原动力各家术后脑脊液动力学将会有所回落脑脊液超高动力学说法不一卤前蚝较有说服力的是大动脉搏动学说和是脑积水的分流适应症并可与呈低动力学的脑萎缩神经疾病与精神卫生2002年第2卷第2期脑室扩大相鉴别5]梗阻性脑积水组的測量值数据分散不符合正态分布无统计学意义。但可分为3种情况导水管[2] Gideon P Stahlberg F Thomsen C et al. Cerebrospinal flow and produe前梗阻表现为低动力学如三脑室占位病;导水管本ith normal pressure hydrocephalus studied by MR[ J]身的梗阻表现为极低动力学或无脑脊液通过导水管后梗阻表现为稍高动力学并取决于第四脑室残腔的[3] Luetmer ph. Flow analysis application of cerebrospinal fluid J].Si大小残腔越大动力学越高。大脑半球占位性病变组的脑脊液动力学与正常[41Wmr,mar, Hinks rs. Cine mr in the evaluationnormal and abnormal CSF flow Intracranial and intraspinal study[ J]人群组相比为低动力学(P<0.05)低动力学的机制可能与颅内压力有关1当颅内压增高时心脏收【5] Mase m yamada K Banno t e. now dynamics in normal pres缩期脑组织膨胀受到限制即脑组织扩张不充分降低了脑脊液流动的原动力。同时由于占位效应侧Progress in Research on ICP, 1995 65-71脑室受压可供流动的脑脊液相应减少呈现为低动[6] Enzmann DR, Pele NJ, Normal flow pattems of intracranial and spinal力学是可以理解的。依据MRI表现为大脑半球占位rubrospinal fluid defined with phase contrast cineRadiology 1991 78 :67-474性病变和 Cine mri中脑导水管脑脊液流动的低动力收稿日期:2001-07-16)学,我们可以间接断颅內鷓高低是可能的,(上接71页)与 Marder的研究中有一个相似的模式是研究对象患例由于农药的接触、井水的饮用以及生活在农村存病的危险性在饮用井水的时间<9年最大以后随着在相互的关系和影响因此这些因素与PD的关系仍时间的延长这种危险性并没有增加在饮用井水的需加大样本量后进参步的研`。献时间<9年这些研究对象以后大部分迁往市区进入[1 Tanner CM goldman SM. Epidemiology of Parkinsons disease J1Neu工业化的生活环境。虽然在此研究中没有得到工业rology Clinic, 1996, 14 317-335化的生活环境如生活在城市接触合成树脂在油田、[2] Gorell JM Johnson CC Rybicki BA et al. Occupational exposure to met-als as risk factors for Parkinsons diseas[ J]. Neurology 1997 4850-化工厂工作住在造纸厂附近等与PD发病无明显的关系但在我们的另一项关于上海地区PD的发病率[3] Checkoway H, Nelson Lm, Epidemiologic approaches to the study of的研究中显示市区的患病率高于农村,上海地区PDParkinson's disease etiolog[ J ] Epidemiology 1999, 10 327-334的发病率较15年以前有所上升6。工业化可能与[41 Marder K,Loio,AaoB,ta., Environmental risk factors forPD的发病有关具体与哪些因素有关则要进一步研Parkinsons disease in an urban multiethnic communit[ J ]. Neurology199850:79-281究。在此项研究未得出农药的作用与PD的关系。杀[5] Gorell GM sohn CC Rybicki BA et al. The risk of Parkinson s disea虫剂和除草剂与PD的关系的生物学机制还不是很清ith exposure to pesticides faming well water and rural living J ]. Neu-楚。但有些研究表明杀虫剂诱导氧化应急较突出的rology ,199850:346-1350黑质生化损害通过降低谷胱甘肽而耗竭细胞等。[6]周玢洪震黄茂盛等.上海地区帕金森病的患病率研究J]脑些以人群为基础的病例对照除草剂的职业暴露在经与神经精神疾病杂志20096)330-3过多元 Logistic回归后增加患病的危险性7-81,总的[7] Semchuk KM Love JE Lee RG et al. Parkinsonto agriculture work pesticide chemical! J ]. Neurology 1992 A2 :1 3农药的暴露与PD的患病有关,但这些研究未有单独的杀虫剂除草剂或者杀真菌剂与PD的关系。此研[8] Hertzman C, Wiens M, Snow B,etal. A case- control study of Parkin究未得出农药的使用与PD的关系,估计可能与样本on's disease in a horticultural region of British Columbia J ]. Move dis-量有关本研究的病例与对照分别为44例病例组36例并且对农药的暴露在两组都很低分别为5例与3中国煤化工收稿日期:2001-11-24CNMHG