PC-MRI技术在非梗阻性脑积水诊断中的应用

汤　敏杨　萌　邓秦喆　程　苗　陈思攀　刘　鹏　张小玲

PC-MRI技术在非梗阻性脑积水诊断中的应用

汤敏1杨萌1邓秦喆1程苗1陈思攀1刘鹏2张小玲1

目的探讨相位对比MRI（PC-MRI）技术在诊断非梗阻性脑积水和脑小血管病中的应用价值。方法采用Phillips 3.0 T PC-MRI设备，测量11例交通性脑积水、6例正常压力性脑积水、9例脑小血管病病人及13例健康志愿者的中脑导水管脑脊液（CSF）动力学指标（峰值流速、搏出量），并分别对4组的各项指标采用SNK-q检验进行组间两两比较。结果①正常对照组、非梗阻性脑积水组和脑小血管病组的中脑导水管水平CSF运动呈双向、“U”型曲线，非梗阻性脑积水组的峰值流速较高，且收缩期峰值流速高于舒张期。②交通性脑积水组与正常压力性脑积水组，以及正常压力性脑积水组与脑小血管病组间CSF收缩期峰值流速的差异具有统计学意义（P< 0.05），而且此3组收缩期峰值流速均高于对照组。非梗阻性脑积水组舒张期峰值流速高于正常对照组和脑小血管病组。4组间搏出量两两比较其差异均有统计学意义（均P<0.05），且非梗阻性脑积水组搏出量呈反向，脑小血管病组搏出量较对照组明显减低。结论PC-MRI可用来诊断非梗阻性脑积水，并对鉴别非梗阻性脑积水和脑小血管病有重要价值。

脑积水；脑小血管病；磁共振成像；相位对比法

Int J Med Radiol，2016，39（5）：465-467；488

心脏节律性收缩和舒张引起颅内血流容积改变是脑脊液（Cerebro-spinal fluid，CSF）流动的主要原动力，同时CSF的流速与方向也随心动周期呈节律性变化。相位对比MRI（phase-contrast magneticresonance imaging，PC-MRI）技术能无创、准确、敏感地评估CSF流动的速度和方向。脑积水可引起CSF流体动力学功能障碍，分为梗阻性和非梗阻性两大类，其中非梗阻性脑积水包括交通性脑积水和正常压力性脑积水。利用PC-MRI诊断和鉴别CSF动力学的病理状态已经广泛应用于临床。本研究旨在通过PC-MRI技术对非梗阻性脑积水、脑小血管病病人及正常志愿者的中脑导水管CSF动力学的研究，探讨生理和不同病理状态下CSF流动特点，为临床提供诊断信息。

1　资料与方法

1.1一般资料连续收集2014年9月—2015年6月于陕西省人民医院行CSF动力学和常规MRI检查病人26例，包括交通性脑积水11例（男7例，女4例），年龄26～68岁，平均（43±21.7）岁，其中伴有蛛网膜下腔出血5例，颅内感染2例，外伤史4例，脑室系统呈对称性扩大，同时伴有头疼、呕吐，步态不稳，排除脑池梗阻[1]；正常压力性脑积水6例（男2例，女4例），年龄41～76岁，平均（51±19.5）岁，符合诊断脑室扩大Evans指数＞0.3，伴有认知功能障碍、尿失禁，无心脑血管病高危因素，无颅内高压、蛛网膜下腔出血病史，腰穿颅内压力范围70～200 mm H2O[2]；脑小血管病9例（男4例，女5例），年龄52～71岁，平均（58±13.3）岁，所有病人MRI平扫存在多发腔隙性脑梗死和脑白质损伤，伴有高血压、糖尿病、痴呆[3]，排除了梗阻性脑积水、脑积水行脑室分流术后、Chiari畸形、颅内肿瘤及持续性心律不齐的病人。另外选取13名健康志愿者作为对照组，其中男7例，女6例，年龄39～61岁，平均（51±17.1）岁，所有志愿者无外伤、开颅手术及神经系统疾病病史。各组间受检者年龄（F=2.16）及性别（χ2=0.221）的差异均无统计学意义（均P＞0.05）。所有受检者均签署知情同意书。

1.2方法采用Phillips 3.0 T Ingenia MR成像系统，对所有研究对象先行常规颅脑MRI检查，包括常规横断面T1WI、T2WI，液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery,FLAIR）序列，及横断面DWI、矢状面T1WI。扫描参数包括SE-T1WI：TR380ms，TE 16 ms；SE-T2WI：TR 4 600 ms,TE 102 ms；FLAIR：TR8500 ms，TE 133 ms，激励次数（NEX）=1，视野（FOV）24 cm×24 cm，层厚8 mm,间隔1 mm,矩阵512×512。通过横断面选取中脑导水管正中矢状面定位。CSF流动检查采用相位对比和定量流动

（quantitative flow,Q-FLOW）两个序列。相位对比扫描参数：横断面TR 21 ms，TE取最小值，FOV 25 cm× 22.7 cm，层厚4 mm，层间距0 mm，矩阵384×384，NEX=2，翻转角10°；Q-FLOW序列参数：TR、TE取最小值，FOV 15 cm×15 cm，层厚4 mm，矩阵256×256，使用外周门控、重建相位16、流速编码足侧向头侧者，选择中脑导水管中间段，并将扫描线垂直于中脑导水管[4]。均使用外周门控、呼吸及流动补偿，流速编码速率20 cm/s。为避免CSF流动存在时间节律性，所有病人扫描时间均在13:30-17:30。

1.3CSF分析利用Phillips EWS后处理工作站，将扫描Q-FLOW序列导入分析软件，选择一帧幅度图放大，选择合适窗宽、窗位，导水管与周围结构对比度最好，手动绘制中脑导水管边缘（图1），将兴趣区（ROI）覆盖至所有影像，逐层矫正ROI，通过计算机获取影像ROI区CSF动力学指标（峰值流速、搏出量）和CSF在一个心动周期内的曲线图。

图1　勾画中脑导水管兴趣区

1.4统计学分析采用SPSS17.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，多组比较采用单因素方差分析，组间多重比较采用SNK-q检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.14组CSF动力学特征对照组CSF流动随心动周期呈双向性运动，收缩期CSF由三脑室流向四脑室，舒张期CSF由四脑室流向三脑室，搏出量呈正值，CSF流动曲线呈“U”型（图2-4）。交通性与正常压力性脑积水组CSF流动呈双向性，流动曲线呈“U”型，收缩期峰值流速高于舒张期流速，搏出量呈负值。脑小血管病组CSF流动也呈双向性，流动曲线也呈“U”型，搏出量呈正值，舒张期峰值流速较收缩期明显减低（表1）。

图2　CSF流动曲线

图3　CSF流动幅度

图4　CSF 流动相位图

表14　组间CSF指标比较（±s）

表14　组间CSF指标比较（±s）

*P<0.05，**P<0.01；a与对照组比较，b与交通性脑积水组比较，c与正常压力性脑积水组比较，P<0.05

搏出量（μL/循环）对照组13.82±6.1715.71±7.3620.31±11.21交通性脑积水组37.24±11.33a31.36±9.51a-40.07±23.11a正常压力性脑积水组47.10±13.34ab36.91±12.46a-53.38±19.67ab脑小血管病组35.03±8.57ac12.83±6.17bc11.41±9.62abcF 5.26**3.03*5.56**组别收缩期峰值流速（mm/s）舒张期峰值流速（mm/s）

2.24组间CSF指标比较结果交通性脑积水组、正常压力性脑积水组以及脑小血管病组的CSF收缩期峰值流速均高于对照组（P<0.05）。前3组中，正常压力性脑积水组收缩期峰值流速最高（均P< 0.05），交通性脑积水与脑小血管病组间收缩期峰值流速相近，差异无统计学意义（P＞0.05）。正常压力性脑积水组与交通性脑积水组舒张期峰值流速高于对照组和脑小血管病组（P<0.05）。搏出量在4组间两两比较差异均有统计学意义（均P<0.05），正常压力性脑积水与交通性脑积水搏出量呈负值，其绝对值明显高于对照组和脑小血管病组，脑小血管病组搏出量低于正常对照组（表1）。

3　讨论

交通性脑积水、正常压力性脑积水、脑小血管病常规影像表现及临床症状有相似性，MR平扫均可表现为脑室旁白质高信号，脑室系统扩大，临床可能出现认知功能障碍、步态不稳和痴呆等症状[5-7]，这给三者鉴别诊断带来挑战。本研究显示，正常CSF流动和各组病理情况下CSF流动曲线都呈“U”型曲线，但是非梗阻性脑积水CSF峰值流速和搏出量增高，且搏出量呈反向，脑小血管病CSF搏出量较其他3组明显减低，收缩期峰值流速增高，舒张期峰值流速与正常对照组近似，这可能提示脑小血管病CSF运动呈低动力特点，非梗阻性脑积水CSF流动呈高动力特征，同时通过峰值流速和搏出量的变化可以对三者进一步作出诊断和鉴别诊断。

正常压力性脑积水与交通性脑积水均属于CSF高动力流动，这在多项研究中已经证实。本研究显示交通性脑积水和正常压力性脑积水舒张期峰值流速、搏出量绝对值均明显高于正常对照组和脑小血管病组，且正常压力性脑积水高于交通性脑积水，因此中脑导水管处CSF搏出量、舒张期峰值流速可用于鉴别非梗阻性脑积水和脑小血管病。依据湍流理论，心脏收缩时，脑组织体积增大膨胀，导致脑实质同时向颅板方向、脑室方向运动，引起皮质静脉血排出，脑室内CSF流出，维持颅内压保持恒定，然而交通性脑积水血管、脑组织及蛛网膜下腔顺应性减低，当心脏舒张时皮质静脉受压，心脏收缩期膨胀向颅板方向运动受阻，致使向脑室运动加强，引起CSF高动力通过导水管，搏出量增高[8-9]。有研究显示搏出量是评价脑组织顺应性的指标。本研究结果显示交通性脑积水、正常压力性脑积水搏出量增高，方向相反，这也可能提示脑积水脑组织的顺应性下降，致使脑室内CSF的脉压差增大，脑室扩大[10]。搏出量负向增高导致脑组织顺应性减低是否更容易导致正常压力性脑积水和引起痴呆尚有待于进一步研究。

非梗阻性脑积水均可采用脑室腹腔分流术，但是正常压力性脑积水脑室扩张可能是由于脑实质弹性回缩减少引起，分流术后脑室不一定回缩。对于所有正常压力性脑积水病人是否应该进行外科手术尚存在争议，目前认为正常压力性脑积水伴有痴呆症状的可用脑室造瘘分流CSF[6]，但对于正常压力性脑积水以步态不稳为首发临床症状，且临床症状＜6个月的病人，腰穿放液能达到较好的临床疗效[11]。本研究利用PC-MRI技术研究非梗阻性脑积水CSF动力学特点不仅可以鉴别疾病，而且有利于早期诊断疾病，这对临床治疗方案的制定具有指导意义。

本研究病例较少，还有待大量病例进一步研究证实非梗阻性脑积水CSF的病理状态，这将有助于对疾病的诊断、治疗及术后评估。总之，PC-MRI技术可作为无创性、敏感性检测CSF动力学的手段，尤其是舒张期峰值流速、搏出量两项指标对于鉴别正常压力性脑积水、交通性脑积水及脑小血管病有重要临床意义。

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（收稿2015-08-26）

Diagnosis of non-obstructive hydrocephalus with quantitative phase-contrast MRI

TANG Min1,YANG Meng1,

DENG Qinzhe1,CHENG Miao1,CHEN Sipan1,LIU Peng2,ZHANG Xiaoling1.1 Department of MRI,2 Department of Neurology,Shaanxi Provincial People’s Hospital,Xi’an 710068,China

ObjebtiveTo discuss the application value of quantitative phase-contrast MRl in diagnosing nonobstructive hydrocephalus and cerebral small-vessel disease.Methods All subjects,including 11 cases of communicating hydrocephalus,six cases of normal-pressure hydrocephalus,nine cases of cerebral small-vessel disease,and 13 cases of healthy volunteers,underwent quantitative phase-contrast MRl.Cerebro-spinal fluid（CSF）velocity and flow volume were measured at the level of aqueduct of Sylvius.A SNK-q was used to compare the difference among the 4 groups.Results①In all subjects,the CSF flow at the level of aqueduct of Sylvius was bidirectional.The velocity curve presented as"U"shape, maximum velocity of non-obstructive hydrocephalus was higher than those of the other groups,especially the maximum systolic velocity.②Maximum diastolic velocity showed statistically significant differences between groups of communicating hydrocephalus and normal pressure hydrocephalus,and between normal pressure hydrocephalus and cerebral small-vessel disease(P<0.05),and the values were significantly higher in all patients groups than the normal group.Maximum diastolic velocity statistically differed between non-obstructive hydrocephalus and cerebral small-vessel disease groups(P<0.05).The maximal diastolic velocity was significantly higher in normal-pressure hydrocephalus group than the normal group and group of cerebral small-vessel disease.The flow volume was significantly differed among the 4 groups(P<0.05),the net flow volume of non-obstructive hydrocephalus was negative,the flow volume of cerebral small-vessel disease group was lower than that of normal group.ConclusionPC-MRI could be used to diagnose non-obstructive hydrocephalus and differentiate it from cerebral small-vessel disease with similar imaging finding and clinical symptoms.

Hydrocephalus;Cerebral small-vessel disease;Magnetic resonance imaging;Cine-phase contrast

10.19300/j.2016.L3705

R742.7；R445.2

A

陕西省人民医院1磁共振室，2神经内科，西安710068

张小玲，E-mail：tm1981tm@163.com