孙 伟 李轫晨 陈 锦 张晶晶 丁玉芹 陈财忠 曾蒙苏 刘 豪
介入影像学
MRTA综合扫描技术对血管压迫性面肌痉挛的诊断价值
孙 伟 李轫晨 陈 锦 张晶晶 丁玉芹 陈财忠 曾蒙苏 刘 豪
目的:探讨3.0T磁共振断层血管成像(MRTA)各种扫描方法在脑神经血管压迫综合征中的应用,并分析各种方法的优缺点。方法:对50例临床诊断为面肌痉挛的患者,进行t1-vibe-fs、t2-space-p2、3D-TOF FLASH三种序列扫描后,计算各组图像信号噪声比(SNR)和对比噪声比(CNR),并分析比较其图像质量。结果 :t1-vibe-fs、t2-space-p2两种序列图像的SNR与CNR均高于3D-TOF FLASH序列(P均<0.05),t1-vibe-fs序列图像的SNR高于t2-space-p2序列(P<0.05),CNR低于t2-space-p2序列(P<0.05)。t1-vibe-fs、t2-space-p2两种序列的图像质量评分均高于3D-TOF FLASH序列(P均<0.05),t2-space-p2序列的图像质量评分高于t1-vibe-fs序列(P<0.05)。结论:MRTA技术能清楚显示颅神经及责任血管,t1-vibe-fs结合t2-space-p2对颅神经血管压迫综合征有重要价值。
面肌痉挛;血管神经压迫;磁共振体层血管造影
磁共振断层血管成像(magnetic resonance tomographic angiography,MRTA)可以较准确地反映桥小脑角池段神经与血管之间的关系[1]。目前三维TOF扰相梯度回波序列(three-dimensional time of flight fast low angle shot sequence,3DTOF FLASH)是MRTA的主要扫描方式,但对于细小、走形迂曲、流速缓慢的小血管仍难以显示。本研究联合应用3D-TOF FLASH、t1-vibe-fs、t2-space-p2三种序列,旨在分析比较三种序列优缺点,从而能合理优化扫描序列。
收集2016年2月-2016年6月临床诊断为面神经痉挛患者50例,其中男16例,女34例;年龄29~82岁,平均53.8岁;其中左侧病变20例,右侧病变19例,双侧病变11例。
采用Siemens Verio 3.0T超导型MR仪,8通道正交头颅线圈,常规头颅MRI平扫后行3D-TOF FLASH、t1-vibe-fs 、t2-space-p2序 列 扫 描。扫描参数:3D-TOF FLASH采用参数:TR/TE 22/3.6ms, 翻 转 角 18 °,slab 3,Average 1,FOV200mm×180mm,矩阵384× 384,层厚/层间距0.5 mm/0mm。t1-vibe-fs 采用参数:TR/TE 9.32/3.45ms, 翻 转 角 12 °,Average 2,FOV200mm×200mm,矩阵320× 320,层厚/层间 距 1 mm/0.2mm。 t2-space-p2采 用 参 数:TR/TE 1000/132ms,翻转角120°,Average 2,FOV200mm×200mm,矩阵384× 384,层厚/层间距 0.5 mm/0mm。
图1 女性,54岁,左侧面肌痉挛,手术证实责任血管是小脑前下动脉。A. t1-vibe-fs序列清晰显示高信号的责任血管。B.t2-space-p2序列脑脊液高信号,血管和神经低信号,对比明显。C.3D-TOF FLASH序列血管显示高信号,但图像信噪比低,细节显示差。
扫描结束后图像传送至Syngo后处理工作站,对横断位图像行多平面重建,获得多角度、多方向的图像,由2名磁共振影像诊断8年以上的医师采用双盲法阅片,判断面神经及周围细小结构的显示信息是否充分进行评分:信息充分,可清晰评价神经形态、周围关系等为3分;信息不够充分,对神经形态、位置、周围关系等不能做出清晰评价为2分;信息不充分,无法清晰评价神经形态、周围关系等为1分。在横断位图像上选取面神经出脑干段层面设定ROI(面积为2.5mm2),测量神经段及背景噪声信号强度,计算神经段信噪比(signal noise ratio,SNR)及神经段—周围脑脊液对比噪声比(contrast noise ratio,CNR),每例测量3次,取平均值。
采用SPSS 19.0统计分析软件,对这三种序列采集所得图像质量评分、SNR及CNR进行方差分析,对测量得到的信噪比、对比噪声比结果采用单因素方差分析进行比较,两两比较采用LSD检验,对图像质量评分采用Kruskal-Wallis Test 比较,两两比较采用Mann-Whitney检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
图2 女性,58岁,左侧面肌痉挛,手术证实责任血管是椎动脉和小脑后下动脉。A.t1-vibe-fs序列清晰显示高信号的血管压迫面神经根部。B.t2-space-p2序列责任血管贴近脑组织表面,无脑脊液的衬托,显示不清。C.3D-TOF FLASH序列能清楚显示责任血管,但图像分辨力、对比度不如t1-vibe-fs。
图3 女性,66岁,左侧面肌痉挛,手术证实责任血管是小脑前下动脉。A.t1-vibe-fs序列显示不清细小、迂曲的责任血管。B.t2-space-p2序列在高信号脑脊液的衬托下清晰显示责任血管。C.3D-TOF FLASH序列对走形迂曲、细小、流速慢的血管显示不清。
表1 三组序列评价指标比较( x ± s )
50例中,14例接受手术治疗,其中6例责任血管为左侧小脑前下动脉,4例为右侧小脑前下动脉,1例为左侧椎动脉,3例为小脑后下动脉、椎动脉同时压迫左侧面神经(图1~3)。
t1-vibe-fs、t2-space-p2两种序列图像的SNR与CNR均高于3D-TOF FLASH序列(P均<0.05),t1-vibe-fs序列图像的SNR高于t2-space-p2序列(P<0.05),t1-vibe-fs序列图像的CNR低于t2-space-p2序列(P<0.05)。
t1-vibe-fs、t2-space-p2两种序列的图像质量评分均高于3D-TOF FLASH序列(P均<0.05),t2-space-p2序列的图像质量评分高于t1-vibe-fs序列(P < 0.05)。
目前国内外MRTA技术采用的检查序列主要为3D-TOF-FLASH序列。TOF法的原理是流动相关增强,指未饱和质子群(血液)流入成像层面形成高信号,而其周围静止组织因受射频脉冲的多次激励而变饱和形成低信号,增加了血流和静态组织间的对比度,能够清晰显示颅神经和血管[2]。其成像效果是脑脊液为低信号,脑实质、颅神经为等信号,脑血管为高信号,神经与血管之间有良好的对比。其成像范围大,层厚薄,血管呈高信号,可更方便寻找责任血管的来源。若横断位影像无法完整显示面神经走形,可对薄层图像三维重建,特别是观察冠状位、斜冠状位,可进一步提高阳性率[3]。
VIBE(volumetric interpolated breath-hold examination,VIBE)序列是联合应用内插替换技术及频率选择性脂肪饱和脉冲序列获得压脂的3D MRI,具有各向同性的射频扰相GRE序列[4]。采用超短的TR、TE和较小角度的射频脉冲,采用多种快速采集技术,没有预饱和带,扫描图像中神经呈中等信号,动、静脉均呈高信号,两者对比鲜明,能够直接显示面神经与周围血管的关系[5]。本研究中VIBE序列射频脉冲翻转角为12°,与采用18°翻转角的3D-TOF-FLASH序列相比有更好的软组织对比度,能够更加清晰显示脑神经[6]。能发挥高场强MR扫描仪高空间分辨力的优势,面神经图像SNR及面神经-周围脑脊液CNR较高,血管、神经的边缘锐利,能更真实地反映面神经与周围血管的关系。
SPACE(sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions,SPACE )三维快速自旋回波成像技术[7](又称魔方技术),该技术在TSE序列基础上,通过使用可变翻转角回聚脉冲的设计,成功克服了T2衰减效应,避免长回波链带来的模糊效应,且由于聚焦脉冲不再是统一的180°,而是随着回波信号的衰减逐渐加大的聚焦脉冲,SAR值也显著降低,SPACE序列的回波链长度可以轻松达到几十以上。T2-SPACE序列是三维容积采集,亚毫米层厚,不仅提高了空间分辨力,而且实现了各向同性扫描,为MIP、MPR、VR等图像后处理创造了条件。通过对于面神经的薄层(0.6~1.0mm)MPR重组显示,特别是沿神经走形的斜冠状面结合垂直于血管的斜矢状面。可以充分显示面神经及其周围微血管的关系,更有研究在此基础上应用仿真内镜(MRVE)技术[8]。对于局部神经血管的关系进行立体显示,使临床医生在术前就可以对术区更了解。其成像效果就是脑脊液显示为高亮信号,而神经及血管显示为中等信号,从而使神经、血管与脑脊液形成强烈的信号差异,提高了图像分辨力,解剖细节显示清晰,因此T2-SPACE序列可以很好地弥补3D-TOF-FLASH对于静脉显示效果欠佳这一弱点[9]。
3D-TOF-FLASH对血流速度较快的血管显示比较好,但对于慢血流的小动脉和静脉以及和成像容积平行、走形迂曲的血管显示不理想,并且图像空间分辨力低,信噪比较差,不能充分发挥3.0TMR超高场的高空间分辨力优势。对部分由于静脉压迫所致的颅神经血管压迫综合征,3D-TOF-FLASH阳性检出率很低,必须追加Gd-DTPA增强扫描,以排除“静脉性”压迫可能,观察中不要将强化的脑膜当做血管,强化脑膜多较僵直,无粗到细的变化,无血管走形的连续性。
t1-vibe-fs能够较为清晰显示细小、流速缓慢的趋向静态组织的动静脉血管[10],但其层厚1mm大于本研究其他两组序列层厚0.5mm,空间分辨力较t2-space-p2序列低,解剖细节显示不够。
t2-space-p2序列对解剖细节的显示是本研究三组序列中最清晰的,但该序列软组织间缺乏对比度,软组织与骨之间对比比较差,故其对于周围无脑脊液存在的神经不能很好地显示[11],尤其是直接接触脑组织表面的微血管。
综上所述,MRTA具有良好的软组织分辨力和可多参数成像、多平面扫描及多方位重建等优点,能够清晰显示脑神经血管压迫综合征颅神经和责任血管的解剖关系。t2-space-p2图像上脑脊液呈高信号,神经与血管呈中等信号,t1-vibe-fs图像上脑脊液为低信号,动、静脉呈高信号,神经为中等信号,3D-TOF-FLASH图像上脑脊液为低信号,动脉呈高信号,神经为中等信号。显示颅神经方面,t2-space-p2最 优,t1-vibe-fs次 之,3D-TOFFLASH最差。显示比较粗大、走形较直的责任血管时,因为血管高信号最直观,所以t1-vibe-fs最优,3D-TOF-FLASH次之,t2-space-p2最差。显示比较细小、走形迂曲的责任血管时,3D-TOF-FLASH序列显示较差,而且空间分辨力低,信噪比低,细节显示不清,t1-vibe-fs序列层厚相对较厚,解剖细节显示不够,故t2-space-p2最优,t1-vibe-fs次之,3D-TOF-FLASH最差。因此联合应用t1-vibe-fs和t2-space-p2序列,采用t1-vibe-fs序列对管径比较粗大,走形比较直的血管可准确、快速地辨认责任血管,而以t2-space-p2序列补充显示前者无法清晰显示的细小的、慢血流的、迂曲的责任血管。两种技术综合应用可以良好地显示脑神经的解剖形态,较准确地显示面神经与邻近血管的关系,可以作为脑神经血管压迫综合征常规检查方法。
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The Application of MR Tomographic Angiography Comprehensive Scanning Technique in the Diagnosis of Hemifacial Spasm Caused by Vascular Compression
SUN Wei, LI Ren-chen, CHEN Jin, ZHANG Jing-jing, DING Yu-qin,CHEN Cai-zhong, ZENG Meng-su, LIU Hao
Purpose:To investigate the application of MR tomographic angiography (MRTA)comprehensive scanning technique on cranial neurovascular compression syndrome,and to analyze the advantages and disadvantages of various methods.Methods:MRTA was performed in 50 patients with hemifacial spasm(HFS).The quality of MRTA images were compared between t1-vibe-fs,t2-space-p2 and 3D-TOF FLASH sequences. After the scanning,the signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) were calculated, and the image quality was also evaluated.Results:The SNR and CNR of t1-vibe-fs and t2-space-p2 were higher than that of 3D-TOF FLASH (all P<0.05). The SNR of t1-vibe-fs was higher than that of t2-space-p2 (P <0.05).The CNR of t1-vibe-fs was lower than that of t2-space-p2(P<0.05).The image quality scores of t1-vibe-fs and t2-space-p2 were higher than that of 3D-TOF FLASH (all P < 0.05).The image quality scores of t2-space-p2 was higher than that of t1-vibe-fs(P<0.05). Conclusions: MRTA may clearly show the relationship of cranial nerves and responsible blood vessels,combined application of t1-vibe-fs and t2-space-p2 sequences are valuable for the diagnosis of cranial neurovascular compression syndrome.
Hemifacial spasm;Vessel-nerve compression;Magnetic resonance tomographic angiography
R445.2
A
1006-5741(2017)-04-0380-05
中国医学计算机成像杂志,2017,23:380-384
复旦大学附属中山医院放射诊断科
通信地址:上海市徐汇区枫林路180号 , 上海 200032
刘豪(电子邮箱:lh333567@126.com)
Chin Comput Med Imag,2017,23:380-384
Department of Diagnostic Radiology, Zhongshan Hospital of Fudan University
Address:180 Fenglin Rd., Shanghai 200032, P.R.C.
Address Correspondence to LIU Hao (E-mail:)
2016.11.09;修回时间:2017.06.05)