第三脑室造瘘术后脑脊液流通性MRI不同序列评估的对比研究

郑召龙，牛庆亮，武希庆，汤 颖

（1.山东省潍坊市中医院影像科，山东 潍坊 261041；2.山东省潍坊市人民医院保健科，山东 潍坊 261041）

脑积水是神经外科常见病之一。神经内镜第三脑室造瘘术（endoscopic third ventriculostomy，ETV）因创伤小、手术结果更符合正常脑脊液生理循环，是近年来治疗梗阻性脑积水的首选方法[1]。但据文献[2]报道，在ETV术后长期的临床观察及随访过程中仍有40%的失败率，甚至有死亡风险。因此，建立一种长效的随访机制以避免不良事件的发生非常重要。临床表现、实验室及影像学检查在评估ETV术后造瘘口是否通畅方面均有帮助，而先进的影像学检查被认为是最重要的。传统的核素脑室造影、CT及MRI脑脊液对比剂造影虽然在脑脊液循环评估方面有积极作用，但为侵入性检查无法广泛应用于ETV患者术后的长期随访中[3]。MRI因其无创、多参数成像的特点被认为是脑积水术后疗效评价的理想技术。目前临床常用于脑脊液成像的MRI技术主要是相位对比MRI电影（phase-contrast magnetic resonance imaging，Pc cine MRI）及三维稳态进动快速成像序列（three-dimensional fast imaging employing steady state acquisition，3D-FIESTA）；而 3D-CUBE 作为一种全新的采用超长回波链与回波信号强度的快速三维自旋回波序列，在脑脊液成像方面罕有报道；上述3种序列对脑脊液的显示有各自特点，目前的文献中未见相关对比研究的报道。本研究应用3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA及Pc cine MRI序列对梗阻性脑积水ETV术后患者造瘘口脑脊液通路进行评估，以比较3个序列之间的差异及临床应用范畴，进一步实现ETV术后MRI脑脊液评估的个体化及最优化扫描，以便为临床提供更精准的信息。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析潍坊市中医院2016年1月至2018年1月收治的梗阻性脑积水经ETV治疗并行MRI检查的患者12例，其中男5例，女7例；年龄9～64岁，平均41岁。MRI检查原因包括常规术后随访或有特殊症状者，如头痛、视觉障碍和（或）晕厥等。

1.2 仪器与方法 采用GE 3.0 T Silent 750W超导型MRI仪及头颈联合线圈，先行常规颅脑MRI检查，再行 3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA 及 Pc cine MRI序列检查。所有患者均签署知情同意书；并能在安静状态下配合完成检查，排除MRI检查禁忌证。矢状位3D-CUBE T2WI序列左右覆盖第三脑室及中脑导水管，成像参数：TR 2 200 ms，TE 183 ms，层厚 1.2 mm，矩阵 256×256，NEX 2，回波链长度 120，扫描时间3 min 28 s；应用ZIP2及ZIP512自动重建层厚及分辨率，分别为0.6 mm、512×512。3D-FIESTA序列复制 3D-CUBE T2WI定位像，成像参数：TR 6.1 ms，TE 2.9 ms，翻转角 60°，层厚 1.2 mm，矩阵 256×256，NEX 2，扫描时间3 min 20 s；同样应用ZIP2及ZIP512重建层厚及分辨率。Pc cine MRI定量图像定位根据矢状位3D-CUBE T2WI及3D-FIESTA序列所见造瘘口区脑脊液信号特征确定轴位成像位置，并垂直于瘘口区脑脊液流动方向，成像参数：TR 7.4 ms，TE 3.5 ms，翻转角 20°，层厚 5.0 mm，矩阵 288×256，NEX 1，扫描时间1 min 49 s；流速编码20 cm/s，编码方向为层面方向，每个心动周期重建20帧图像。

1.3 图像分析 将扫描后图像传至GE AW 4.6工作站，由2位有经验的放射科医师独立行双盲法判读，对3个不同序列判断的脑脊液通畅情况进行分级判定，结果不一致时讨论后确定。3D-CUBE T2WI判断中脑导水管是否流通，并根据图像特点分为3级：1级，通畅，脑脊液流空信号通过第三脑室底造瘘口进入桥前池；2级，不通畅，第三脑室底造瘘区脑脊液呈高信号，并可见造瘘口区有异常软组织显示；3级，可疑病变，脑脊液流空信号轻微，第三脑室底造瘘口周围结构与流空相对不明显的脑脊液分辨欠清，通畅程度判断不清。3D-FIESTA序列对造瘘口通畅情况判断分为3级：1级，通畅，第三脑室底终板区可见明显缺口并有高信号脑脊液充盈；2级，不通畅，第三脑室底连续，未见缺损区；3级，可疑异常，第三脑室底造瘘区可疑模糊的软组织信号。将Pc cine MRI序列录入Functool工具包，绘制心动周期中第三脑室底造瘘口水平脑脊液流速曲线；根据曲线形态对脑脊液通畅情况分为3级：1级，通畅，典型的双向流速曲线；2级，不通畅，流速曲线平直；3级，可疑通畅，流速曲线单向不平整。3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA与Pc cine MRI 3种序列联合评估，分为3级：1级，通畅；2级，不通畅；3级，可疑病变；联合评估是单独应用3种序列对同一患者评级不一致时的补充诊断，以联合评级结果作为最终检查结果，并通过手术或随访观察结果的准确性。

2 结果

12例造瘘口区 3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA及Pc cine MRI序列的影像分级见表1。6例3种序列分级均为1级，造瘘口通畅（图1），随访1～2年未发现梗阻相关的临床表现。1例3种序列分级均为2级，认为造瘘口梗阻，再次行手术治疗，术中诊断造瘘口梗阻。对提示可疑病变的患者，包括3D-CUBE T2WI 2例、3D-FIESTA 1例、Pc cine MRI 1例，经过3种序列联合对比分析评估，最终诊断为通畅，随访1～2年未发现与造瘘口梗阻相关的临床症状。1例因严重心律不齐无法行Pc cine MRI序列扫描，3D-CUBE T2WI及3D-FIESTA序列诊断为通畅，后期随访中未发生梗阻症状。

表1 12例ETV术后患者造瘘口区3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA及Pc cine MRI序列影像分级

图1 女，35岁，导水管梗阻神经内镜第三脑室造瘘术术后复查患者 图1a 三维稳态进动快速成像序列（3D-FIESTA）矢状位图像见第三脑室底造瘘口显示清晰，呈缺口样改变；导水管内见一点状低信号阻塞 图1b 相位对比MRI电影（Pc cine MRI）幅度图，ROI 1位于造瘘口区，ROI 2位于导水管区 图1c 脑脊液流动曲线，曲线1为造瘘口区典型双向流动曲线，曲线2为平直曲线，分别提示造瘘口通畅，导水管区脑脊液梗阻 图1d 3D-CUBE T2WI矢状位见第三脑室-造瘘口-桥前池线状流空信号，导水管内点状低信号阻塞，第三脑室-导水管-第四脑室脑脊液流空信号消失，不流通的脑脊液呈长T2信号

3 讨论

随着神经内镜技术的改进及影像学的发展，ETV因创伤小、接近脑脊液循环的生理状况、不留存分流装置、不会造成过度分流及远期预后好等优势，在治疗非交通性脑积水中的应用越来越广泛[1，3]。同时，近年来随着MRI硬件设备的提升及各种高分辨力三维序列的出现，对精细解剖结构和复杂组织器官的影像评估能力进一步提升，因此，通过新的影像技术为ETV术后患者提供一种简单、无创的影像随访机制非常必要。本研究通过对比分析3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA及Pc cine MRI 3种脑脊液成像方法对ETV术后造瘘口及脑脊液流通性实现形态学及功能状态的影像评估，并对比各序列的特点和差异。

本研究通过对比发现，3D-CUBE T2WI、3D-FIESTA及Pc cine MRI序列在ETV术后疗效评估方面可提供不同的影像学信息且各具特点。3D-FIESTA序列可实现薄层高分辨力各向同性扫描，具有良好的组织对比度，且不受脑脊液搏动影响，脑脊液呈明显高信号，与造瘘口及其周围软组织的等信号形成良好对比，能够清晰显示局部的解剖细节，明确判断造瘘口区是否存在梗阻性病变[4-5]；且扫描时间短，无需施加心电门控，较易完成。但3D-FIESTA序列中脑脊液均为高信号，且与流动性无关，因此无法提供造瘘口区脑脊液的动力学信息[6-7]。

Pc cine MRI可显示流动曲线及测定造瘘口区脑脊液的流速、流量，是目前脑脊液动力学影像检查的“金标准”[8]。造瘘口通畅时为双向流速曲线；梗阻时双向流速曲线消失，波形异常，脑脊液流速降低，流量减小；Pc cine MRI存在以下不足：①作为2D成像序列由于层厚较厚对造瘘口周围的形态学信息无法细微显示；②当造瘘口形态不规则时，局部脑脊液可能发生湍流，会影响诊断结果的准确性；③易受流速阈值影响，尤其是术后造瘘口区脑脊液流速难以准确预估，当流速编码阈值设定与实际流速不接近时，也会对结果产生误判[3，8]。该序列检查时需施加心电门控，心率变化较大的患者通常无法完成检查，限制了其临床应用；本研究中1例因严重的心律不齐导致Pc cine MRI序列无法扫描。

3D-CUBE T2WI序列作为一种新的高分辨力黑水序列，集合了上述2个序列的优点[9-10]。该序列是改进的各向同性高分辨力的三维自旋回波序列，在保证高分辨力各向同性成像的同时缩短图像采集时间，且具有较高的SNR和对比噪声比[6]，为ETV术后第三脑室底造瘘口周围的形态学显示提供了极大帮助。因3D-CUBE T2WI序列的回波链较长，可达100以上，此时流动的脑脊液导致质子失相位，呈低信号，且流速越快，失相位越重，信号越低。本研究中，在3D-CUBE T2WI上造瘘口区流动的脑脊液呈显著低信号，明显低于瘘口周围脑实质和近似静止的脑脊液，因此流动状态下脑脊液表现为极低的流空信号而清晰显示，以此可判断脑脊液的流动性及循环线路。脑脊液通畅时表现为第三脑室-造瘘口-桥前池线状流空低信号，较Pc cine MRI的流速曲线更直观显示脑脊液流动。造瘘口发生梗阻时脑脊液流动消失，静止的脑脊液呈T2高信号，并与导致梗阻的造瘘口区黏连的软组织信号形成清晰对比。同时3D-CUBE T2WI检查时间短，无需施加心电门控，检查成功率高且无需特殊的功能软件进行后处理，临床可行性较Pc cine MRI高。

3D-CUBE T2WI序列对造瘘口区脑脊液循环的判断存在疑问，即影像评级为3级时，诊断需慎重。本研究中2例上述情况的患者，通过结合3D-FIESTA及Pc cine MRI序列也能作出准确诊断，在患者检查后1年的随访中其临床表现及影像检查均未发现梗阻证据。分析其原因，3D-CUBE T2WI序列是通过脑脊液的流空显示脑脊液流动的，当脑脊液循环相对较慢时，流空信号减弱，导致慢流速的脑脊液信号与周围等信号的软组织结构对比减弱，并出现判断疑问[6，9-11]。 此时参考 3D-FIESTA 的形态学信息及Pc cine MRI提供的脑脊液生理性信息非常有必要。因为，Pc cine MRI对低速流体的敏感性较高；而3D-FIESTA序列对造瘘口区脑脊液与周围软组织的显示不受脑脊液流动影响。

本研究不足之处：由于例数相对较少，对可疑患者无法通过脑室镜或脑室造影进一步验证。对3DCUBE T2WI显示脑脊液信号强度与Pc cine MRI显示的脑脊液流速间的关系也无法定量对应显示。

综上所述，3D-CUBE T2WI序列在ETV术后评估中是最简便、有效的序列，可同时提供形态学及生理学信息；在复杂或可疑病例中3D-FIESTA和Pc cine MRI序列可提供有效的补充信息，以便综合评估并帮助明确诊断。