刘军波范丽娟张晓浩管延芳于铁链

作者单位：1 天津医科大学总医院放射科　2 泰达国际心血管病医院放射科



PC-MR大脑中动脉血流测量的临床研究

刘军波1,2范丽娟2张晓浩2管延芳2于铁链1

作者单位：1 天津医科大学总医院放射科2 泰达国际心血管病医院放射科

【摘要】目的：使用GE 1．5T磁共振相位对比法（PC-MR）序列测量大脑中动脉（MCA）血流，探讨不同编码速率（Venc）对MCA血流信号的影响及其与性别、年龄和血压的关系。方法：对85例健康受检者（男46名，女39名，年龄20～75岁，平均（47．2±10．8）岁）分别按性别、年龄、收缩压及舒张压分组。每例预置Venc：55cm/s、65cm/s、75cm/s、85cm/s、95cm/s，对左侧MCA进行5次扫描。在工作站上测得不同Venc相对应的左侧MCA的信号强度，并进行统计学分析。结果：不同预置Venc左侧MCA信号强度差别有统计学意义（F=11．654，P=0．000），Venc85cm/s时信号最强。Venc预置85cm/s时，左侧MCA信号强度在不同性别（t=-1．254，P=0．187）、年龄组（F=2．156，P=0．157）及不同收缩压组（F=1．125，P=0．368）之间差别无统计学意义；在不同舒张压组间差别有统计学意义（F=3．658，P=0．045），舒张压＞80mmHg时，左侧MCA信号随强度减低。结论：MCA PC-MR测量的最佳Venc为85cm/s。MCA血流信号与性别、年龄和收缩压无关；与舒张压有关，信号强度随着舒张压升高而减低。

【关键词】磁共振成像；相位对比；大脑中动脉； 编码速率

中国医学计算机成像杂志，2016，22：9-12

Chin Comput Med Imag，2016，22：9-12

1 Department of Radiology, Tianjin Medical University General Hospital

2 Department of Radiology,TEDA International Cardiovascular Hospital

Address:61# Third Avenue,TEDA,Tianjin 300457,P.R.C.

Address Correspondence to YU Tie-lian （E-mail: tjzyyytl@163.com）

Foundation item: Binhai New District Health Bureau key support science and technology project （2013BWKZ008）.

相位对比磁共振成像（phase-contrast magnetic resonance imaging， PC-MRI）是一种不仅能显示血管解剖结构，而且能够提供血流方向、速率及流量等血流动力学信息的无创磁共振检查技术。PC-MRI其成像质量在很多方面与MR对比剂增强成像和血管DSA具有高度的一致性［1］。其流速测量的关键在于编码速率（Venc）的设定，Venc过低会发生相位混淆而产生反向血流信号的假象，过高则会因获得相位改变信息减少使实际测量值偏低。大脑中动脉（middle cerebral artery， MCA）是颈内动脉的直接延续，是颅内最主要的供血动脉，其血流速度与很多疾病的发生有关［2-3］。本研究应用PC-MRI技术，通过预置不同Venc对同一受检者行多次测量，探讨Venc 对MCA信号强度的影响，同时得出MCA的最佳Venc，为临床MCA的PC-MRI血流测量提供参考；并探讨该Venc下MCA血流与性别、年龄和血压的关系。

方 法

1．临床资料

连续选取85例健康志愿者，男46名，女39名，年龄20～75岁，平均（47．2±10．8）岁。所有受检者血压正常，收缩压（100～135）mmHg，平均（115．9±9．9）mmHg，舒张压（60～90）mmHg，平均（78．4±6．8）mmHg。受检者按年龄分为三组：≤44岁（n=28），45～59岁（n=51）和≥60岁（n=6）；按收缩压分为三组≤110mmHg （n=30），111～120mmHg（n=46）和≥121mmHg （n=9）；按舒张压分为三组≤70mmHg（n=21），71～80mmHg（n=52）和≥81mmHg（n=12）。入选标准：排除24小时内大量饮酒［4］，临床排除高血压、心脑血管疾病及血液系统相关疾病；所有受检者均于PC-MRI扫描前行头部MRI及MRA检查除外颅内及脑血管病变［5］；无MR检查禁忌证。所有受检者对此项研究均知情、同意。

2．检查方法

扫描前测量并记录受检者血压。采用GE Signa Twinspeed 1．5T 磁共振扫描仪，8通道头颈联合线圈（NVHEAD）。使用PC Sag InHance 3D扫描序列，以左颈内动脉与大脑中动脉分叉处为中心编辑一矢状块，共96层，扫描参数：矩阵 320×256，TR 10．3ms，TE 4．1ms，翻转角10°，带宽 2．83， FOV 24cm，层厚1．4mm，扫描时间为101s。PC预置Venc分别为55、65、75、85和95cm/s［6］。同一受检者依次进行不同Venc扫描。

3．图像分析

3．1 图像分析与测量：将扫描图像传至GE AW4．5工作站，利用3D MIP软件对3D图像进行分析，将图像放大，调节至适当窗宽和窗位，层厚调至最薄，测量ROI设定为0．8mm×0．8mm，在矢状位测量距离左侧大脑中动脉分叉约1cm处的大脑中动脉信号强度。各预置Venc测量层面相同。所有测量过程由两位有经验的高年资医师独立完成，数据取二者平均值。

3．2 统计学分析：采用SPSS 18．0统计软件包进行数据统计分析，以P＜0．05为差异有统计学意义，数据均以均数±标准差表示。多组数据比较同一受检者采用重复测量方差分析，两两比较采用Bonferroni检验；不同受检者采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验。两组独立样本均数比较采用t检验。

结 果

不同Venc左侧MCA信号图像见（图1），强度比较见表1（图2），不同Venc左侧MCA信号强度差别有统计学意义。两两比较，除75cm/s组与95cm/s组间差别无统计学意义（P=1．000）外，其他组间差别均有统计学意义（P＜0．01）；Venc≤85cm/s时，随着Venc的增加，信号强度增加，Venc为85cm/s时，信号最强。Venc 85cm/s组与95cm/s组间差别有统计学意义（P=0．000），但是Venc 85cm/s时信号强度高于95cm/s。故认为Venc为85cm/s时，血管显影最佳。以下以Venc为85cm/s时进行分组比较。

Venc 85cm/s时左侧MCA信号强度在不同性别组间差别无统计学意义（表2）；在不同年龄组间差别无统计学意义（表3）；在不同收缩压组间差别亦无统计学意义（表3）。在不同舒张压组间差别有统计学意义（表3），两两均数比较舒张压≤70mmHg 与71～80mmHg组差别无统计学意义（P=0．938），但两组与≥81mmHg组差别均有统计学意义（P ＜0．05）。

表1 PC-MRI不同Venc测量左侧大脑中动脉信号强度比较（n=85）

图1 同一受检者的左侧大脑中动脉同一位置横截面的不同Venc（55～95cm/s）的图像。

图2 不同预置Venc与左侧MCA信号强度关系趋向图。

表2 不同性别Venc 85cm/s左侧大脑中动脉信号强度比较

表3 不同年龄及血压组Venc 85cm/s左侧大脑中动脉信号强度比较

讨 论

PC-MRI是一种新型的血流动力学检查方法［7］，其采用双极梯度对流动进行相位编码，根据静止组织和流体之间产生的相位差进行流速定量测量，其在血管流速测量上有着很高的准确性和可重复性［8］。临床上一直以超声多普勒作为脑血管流速测量的参考标准，其结果受操作者手法和技术的影响较大，如果超声束不完全垂直血管，测量结果会出现较大误差。PC-MR在测量MCA流速上定位方便、误差小［9］，尤其在复杂变异血管的测量方面比超声多普勒更有优势［10］。本研究应用PC-MRI技术，通过预置不同Venc对同一受检者行多次测量，探讨Venc对MCA信号强度的影响，同时得出MCA的最佳Venc，对临床有一定的指导意义。

PC-MR法测定血液流动时，信号强度与流速呈正相关，信号强度随流动速度的增大而增高。本研究通过改变不同预置Venc，测量MCA同一部位的信号强度。结果显示预置Venc与MCA的信号强度关系呈类似抛物线排列（图1），正常人群Venc≤85cm/s时，MCA信号强度随着Venc增高而增强，Venc为85cm/s时 MCA信号最强，血管显示最好；Venc超过85cm/s时MR信号强度减弱，Venc85cm/s与95cm/s时 MCA信号无显著性差异。本研究结果符合PC流速编码预设值与血管实际流速越接近MR信号强度值越大，但预设值过大或者过小MR信号强度值减弱的原理。由此推测本研究人群MCA实际流速更接近85cm/s。这对实际应用中PC-MR法脑血管流速测量时Venc参数的设定有重要的指导意义。

本研究也对最佳Venc时MCA的信号强度与性别、年龄及血压的关系进行了分组分析。结果显示正常健康人群MCA信号强度在不同性别组及年龄组间无显著性差异。该结果与Stock等［11］以及Zarrinkoob等［12］的研究：大脑中动脉流速与性别或者年龄相关不一致。究其原因有以下几个方面：首先本研究针对正常健康人群，Stock的研究对象中包括病人；其次虽然Zarrinkoob的研究对象为健康人群，但其两年龄组（20～30岁与64～80岁）间年龄差别大，本研究按WHO年龄标准连续性分组，与其不一致；此外上述两个研究均未剔除血压对结果的影响。国内外文献均未见有血压对PC-MR血流信号影响的相关报道，因而本课题组将研究对象分别按收缩压和舒张压分组进行研究。结果显示MCA信号强度在不同收缩压组间均无显著性差异，笔者也对收缩压血压≥121mmHg的9例受试者进行了进一步分析，其中121～130mmHg者6例，≥131mmHg者3例，两组间差别亦无统计学意义，但由于样本量过少，因而实际统计中将两组合并归为一组进行分析。MCA信号强度在不同舒张压组间有显著性差异，进一步分析发现舒张压≤70mmHg组与舒张压71～80mmHg组差别无统计学意义，但两组与舒张压≥81mmHg组差别均有统计学意义。这说明舒张压在80mmHg以下时，大脑中动脉的流速与舒张压无关，但当舒张压≥81mmHg时，大脑中动脉的流速随着舒张压升高而降低。由此可见舒张压较收缩压对血流的影响更大，即使在正常人群，舒张压不同，血流也存在差别。此发现对于解释临床相关疾病的发生及指导治疗有重要意义，也提示临床舒张压对血管影响的意义更大。

综上所述，本研究得出结论PC-MRA的流速编码为85cm/s时大脑中动脉流速测量最佳，对PCMRA法脑动脉成像的参数设定具有参考意义。MCA血流信号与性别、年龄和收缩压无关；与舒张压有关，舒张压对血流影响更大，这对临床相关疾病的认识及指导治疗有重要意义。然而，本研究样本量相对小，研究结果仍需大样本研究进一步证实；而且未对MCA的流速及流量进行定量测量，这是课题组下一步研究的重点。

参 考 文 献

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［3］曾德芳，程 璐.TCD显示大脑中动脉信号缺如或血流速度降低与脑梗塞．临床超声医学杂志，2004,6:120.

［4］尹美华，项 宁，郝永红.大量饮酒者大脑中动脉血流速度观察．中国误诊学杂志，2008, 8:1293-1294.

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Measurement of Middle Cerebral Artery Blood Flow by PC-MR

LIU Jun-bo1,FAN Li-juan1,ZHANG Xiao-hao1,GUAN Yan-fang1,YU Tie-lian2

【Abstract】Purpose: To explore the effect of Venc of GE 1.5T MR cine phase contrast （PC-MR） technique on the blood flow measurements in the middle cerebral artery （MCA）, and to assess the relationship between blood flow and sex, age and blood pressure. Methods Eighty-five healthy volunteers （46 males and 39 females; age ranged 20-75 years; mean age 47.2±10.8 year） were selected in the study. The volunteers were divided into different groups by sex, age, systolic blood pressure and diastolic blood pressure, respectively. For every volunteer, the left MCA was scanned for 5 times repeatedly, with the Venc of 55, 65, 75, 85 and 95cm/s respectively. The signal intensity of the left MCA with different Venc was measured on the workstation, and statistical analysis was carried out. Results: The differences of signal intensity of the left MCA with different Venc were shown with statistical significance （F = 11.654, P = 0.000）. When Venc was set at 85cm/s, the signal intensity was the strongest. The left MCA signal intensity was independent of sex （t = -1.254, P=0.187）, age group （F = 2.156, P = 0.157）, and systolic blood pressure group （F = 1.125，P = 0.368）, when Venc was set at 85cm/s. There were significant differences （F = 3.658, P = 0.045）among diastolic blood pressure group, and when diastolic blood pressure was higher than 80mmHg, the left MCA signal intensity was reduced significantly. Conclusion: The best Venc for PC-MR MCA measurement was 85cm/s. MCA blood flow signal intensity was independent of sex, age and systolic blood pressure, but the MCA blood flow signal intensity was decreased with the increase of diastolic blood pressure.

【Key words】Magnetic resonance imaging; Phase-contrast; Middle cerebral artery; Venc

收稿时间:（2015.10.11;修回时间：2015.11.13）

基金项目：滨海新区卫生局重点支持科技项目（2013BWKZ008）

通信作者：于铁链（电子邮箱：tjzyyytl@163.com）

通信地址：天津经济技术开发区第三大街61号 ;天津 300457

中图分类号：R445.2

文献标志码：A

文章编号：1006-5741（2016）-01-0009-04