SPACE序列定量分析交通性腦積水腦室分流前后腦脊液體積

鄒金梅，張禮榮，張 建

（江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

論著

SPACE序列定量分析交通性腦積水腦室分流前后腦脊液體積

鄒金梅，張禮榮，張 建

（江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

目的：采用MRI不同翻轉(zhuǎn)角脈沖觸發(fā)三維擾相自旋回波（SPACE）序列測(cè)定交通性腦積水患者顱內(nèi)腦脊液體積。方法：選取30例交通性腦積水患者，男女各15例，腦室分流前及分流后分別于3.0 T MRI上采用SPACE序列形成顱內(nèi)與腦室的VR影像。通過(guò)軟件測(cè)量獲得顱內(nèi)腦脊液總體積與腦室腦脊液的體積，并計(jì)算蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積。結(jié)果：交通性腦積水患者腦室-腹腔（V-P）分流前顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積均值分別為（577.6±112.3）cm3、（213.0±53.0）cm3、（364.6±88.5）cm3，分流后分別為（444.8±80.3）cm3、（156.6±45.9）cm3、（276.6±67.4）cm3。分流前后顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。男性患者分流前后2次測(cè)量的顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積與女性患者相比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：SPACE序列定量分析腦脊液含量可指導(dǎo)臨床V-P術(shù)的選擇，并為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)V-P分流術(shù)的療效提供客觀標(biāo)準(zhǔn)。

腦積水；磁共振成像

交通性腦積水指腦脊液循環(huán)過(guò)程中阻塞部位在腦室系統(tǒng)以外、蛛網(wǎng)膜下腔或腦脊液吸收的終點(diǎn)即蛛網(wǎng)膜顆粒處障礙，常見(jiàn)于腦部外傷、腦血管病變出血、顱內(nèi)感染、術(shù)后導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔粘連造成的腦積水。對(duì)于交通性腦積水的量的分析一直是臨床醫(yī)師想要解決的問(wèn)題。本研究采用MRI不同翻轉(zhuǎn)角脈沖觸發(fā)三維擾相自旋回波序列（sampling perfection with application-optimized contrasts by using different flip angle evolutions，SPACE）［1］測(cè)定交通性腦積水患者行腦室-腹腔（V-P）分流術(shù)前后腦脊液體積，以期為臨床診斷和治療提供幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集我院2011年1月至2013年1月30例交通性腦積水患者，分成男女2組，每組各15例；男性年齡19～58歲，平均（38.0±3.62）歲，女性年齡25～56歲，平均（40.3±4.02）歲。其中15例有外傷史，8例有顱內(nèi)感染史，7例為蛛網(wǎng)膜下腔出血后引起的慢性腦積水。臨床表現(xiàn)：頭痛、嘔吐、視物模糊等顱內(nèi)壓增高表現(xiàn)，共濟(jì)失調(diào)、記憶力下降，E-vans指數(shù)（指雙側(cè)腦室額角最大寬度與同層面內(nèi)板最大內(nèi)徑之比）≥0.30。頭顱MRI均示第三、四腦室及側(cè)腦室擴(kuò)大，并排除梗阻性腦積水。

1.2 儀器與方法 采用 Siemens Trio-Tim超導(dǎo)型3.0 T MRI及8通道相控陣頭顱線(xiàn)圈。30例V-P分流術(shù)前及分流術(shù)后1周均行SPACE序列掃描。掃描參數(shù)：3D SPACE序列TR 2 000ms，TE 758ms，翻轉(zhuǎn)角170°，矩陣384×384，F(xiàn)OV 220mm×220mm，層厚1.5mm，96層面，平均采集次數(shù)1次。

1.3 測(cè)量方法 SPACE序列獲得的重T2WI圖像能把腦脊液和周?chē)M織完全區(qū)別開(kāi)來(lái)。使用軟件Osiri X行后處理，自動(dòng)計(jì)算出各層面之和，即得到總腦脊液體積，并可獲得總體腦脊液VR三維圖像。腦室腦脊液可以用二維成長(zhǎng)點(diǎn)擊法，先識(shí)別每層腦室內(nèi)腦脊液，然后計(jì)算整個(gè)腦室內(nèi)腦脊液體積。蛛網(wǎng)膜下腔的腦脊液體積通過(guò)顱內(nèi)腦脊液總體積和腦室體積相減獲得。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件，所有測(cè)量數(shù)據(jù)均采用x±s表示，采用t檢驗(yàn)比較V-P分流術(shù)前后腦脊液測(cè)量結(jié)果；并分析觀察各組測(cè)量結(jié)果差異有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 交通性腦積水患者分流前后顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室與蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積均值見(jiàn)表1。男性與女性患者分流前后顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室與蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積均值見(jiàn)表2。

表1 交通性腦積水患者顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室與蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積均值（V/cm3，x±s)

表2 男性與女性患者分流術(shù)前后顱內(nèi)腦脊液總體積、腦室與蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積均值（V/cm3，x±s)

2.2 30例患者V-P術(shù)后1周復(fù)查時(shí)，5例腦室腦脊液體積變化不太明顯，其余均有不同程度減少。30例分流術(shù)前后2次測(cè)量的總腦脊液體積、腦室及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。男性患者分流前后2次測(cè)量的總腦脊液體積、腦室腦脊液體積及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積與女性患者相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討論

腦積水即由腦脊液的產(chǎn)生、吸收或循環(huán)障礙而導(dǎo)致的腦脊液在腦室系統(tǒng)或蛛網(wǎng)膜下腔聚集的一種病理狀態(tài)。腦脊液的量過(guò)多，壓力增高，擴(kuò)大了正常腦脊液占有的空間，從而繼發(fā)顱壓增高和腦室系統(tǒng)病理性擴(kuò)大。對(duì)于腦積水的診斷，臨床醫(yī)師多采用頭顱CT或常規(guī)MRI掃描，通過(guò)目測(cè)、對(duì)比患者復(fù)查前后側(cè)腦室的大小，判斷患者腦積水的進(jìn)展程度。這種方法僅能大體判斷腦積水程度，無(wú)法準(zhǔn)確判斷蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積的變化。隨著技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的MRI新序列被應(yīng)用于臨床。本研究使用的SPACE序列，腦脊液是唯一采集到的數(shù)據(jù)。SPACE序列最主要優(yōu)勢(shì)在于沒(méi)有周?chē)Y(jié)構(gòu)信號(hào)的干擾，自動(dòng)產(chǎn)生腦脊液的三維圖像。與軸位成像相比，三維VR可更直觀顯示蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液。結(jié)合軟件，SPACE序列可以測(cè)量腦脊液總體積、腦室腦脊液體積及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積。SPACE技術(shù)具有如下幾個(gè)特征：①基于TSE成像技術(shù)，即一次激發(fā)，采集若干個(gè)回波，可以獲得TSE的對(duì)比度；②采用可變翻轉(zhuǎn)角的超長(zhǎng)回波鏈采集，優(yōu)化的變翻轉(zhuǎn)角模式可以克服T2衰減效應(yīng)，避免長(zhǎng)回波鏈帶來(lái)的模糊效應(yīng)；③SPACE針對(duì)質(zhì)子密度對(duì)比度、T2及T1對(duì)比度設(shè)計(jì)了不同優(yōu)化的可變翻轉(zhuǎn)角模式；④SPACE優(yōu)化了序列的設(shè)計(jì)，相同的時(shí)間內(nèi)允許采集更多的數(shù)據(jù)［2］。隨著SPACE序列逐漸被臨床醫(yī)師和放射醫(yī)師所認(rèn)識(shí)和了解，其臨床應(yīng)用也越來(lái)越廣泛［3］。目前，國(guó)外已把SPACE序列用于身體各個(gè)部位的成像，如MRCP［4］、臂叢神經(jīng)成像、血管壁成像［5］、椎間盤(pán)成像［6］及韌帶成像［7］。

為了盡量減少誤差，本研究對(duì)象均＜60歲，根據(jù)本課題以往對(duì)正常人腦脊液體積的研究分析［8］，在中青年期，腦脊液占顱內(nèi)體積百分比幾乎保持不變。隨著年齡增加，腦脊液占顱內(nèi)體積百分比逐漸增加。60歲腦組織開(kāi)始衰老［9］，腦內(nèi)許多實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)的體積縮小，腦脊液體積明顯增大。本研究發(fā)現(xiàn)，交通性腦積水患者行V-P分流術(shù)后，顱內(nèi)總腦脊液、腦室腦脊液及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液均有不同程度減少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。V-P分流術(shù)不僅改善了腦脊液的引流，更重要的是使腦表面和腦內(nèi)靜脈得到較好的擴(kuò)張，改善了蛛網(wǎng)膜下腔的順應(yīng)性，增加了腦血流量和血容量，從而使腦積水癥狀得到改善［10-11］。本組30例中，5例腦室腦脊液體積變化不太明顯，V-P分流術(shù)效果不太明確。筆者認(rèn)為這與腦積水病程有一定關(guān)系，這5例患者病程相對(duì)較長(zhǎng)，已變成慢性腦積水。腦實(shí)質(zhì)的持久扭曲狀態(tài)和膠質(zhì)增生是造成腦積水不可逆病理?yè)p害的重要原因［12］。 有學(xué)者［13-14］發(fā)現(xiàn)，在腦積水1周后施以分流術(shù)，受累的室管膜和腦室周?chē)?xì)血管可有相當(dāng)程度的恢復(fù)，腦實(shí)質(zhì)內(nèi)的血流量也有增加；8周后才行分流術(shù)，雖然腦室有不同等程度縮小，但室管膜的破壞、膠質(zhì)增生和軸索損傷等病變?cè)诜至餍g(shù)后4周亦未見(jiàn)明顯好轉(zhuǎn)。Svenungsson等［15］利用MRI對(duì)腦脊液進(jìn)行研究，提出交通性腦積水中顱內(nèi)動(dòng)脈搏動(dòng)明顯減弱，可能是因?yàn)閯?dòng)脈壁收縮幅度降低或蛛網(wǎng)膜下腔順應(yīng)性降低所致。但動(dòng)脈壓并沒(méi)有降低且傳遞得更遠(yuǎn)，使腦內(nèi)脈壓增高、大腦皮質(zhì)壓力梯度增大、腦室系統(tǒng)擴(kuò)大［16］。如果在腦室擴(kuò)大變得嚴(yán)重之前即行腦脊液分流術(shù)，就能夠恢復(fù)皮層的正常分層結(jié)構(gòu)。若發(fā)生神經(jīng)元的凋亡，分流術(shù)則不能有效改變腦積水的預(yù)后。Yamada等［17］認(rèn)為，皮層損害是否明顯是分流術(shù)后腦實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能重建的關(guān)鍵因素。本研究是對(duì)交通性腦積水患者V-P分流術(shù)后即行SPACE序列檢查而得到的總腦脊液、腦室腦脊液及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液體積。對(duì)于分流后遠(yuǎn)期顱內(nèi)總腦脊液、腦室腦脊液及蛛網(wǎng)膜下腔腦脊液的體積變化，有待于進(jìn)一步研究。

總之，SPACE序列可快速采集數(shù)據(jù)，不受腦脊液周?chē)M織的干擾，直接得到腦脊液的三維圖像，可指導(dǎo)臨床V-P手術(shù)的選擇，并為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)V-P分流術(shù)的療效提供客觀標(biāo)準(zhǔn)。

［1］Hodel J，Silvera J，Bekaert O，et al.Intracranial cerebrospinal fluid spaces imaging using a pulse-triggered three-dimensional turbo spin echo MR sequence with variable flip-angle distribution［J］. Eur Radiol，2011，21：402-410.

［2］張磊，張娜，劉新，等.三維快速自旋回波（SPACE）——序列原理及其應(yīng)用［J］.集成技術(shù)，2013，2（5）：22-29.

［3］Lichy MP，Wietek BM，Mugler JP 3rd，et al.Magnetic resonance imaging of the body trunk using a single-slab，3-dimensional，T2-weighted turbo-spin-echo sequence with high sampling efficiency（SPACE）for high spatial resolution imaging：initial clinical experiences［J］.Invest Radiol，2005，40：754-760.

［4］Arizono S，Isoda H，Maetani YS，et al.High-spatial-resolution three-dimensional MR cholangiography using a high-sampling-efficiency technique（SPACE）at 3 T：comparison with the conventional constant flip angle sequence in healthy volunteers［J］.JMagn Reson Imaging，2008，28：685-690.

［5］Mihai G，Winner MW，Raman SV，et al.Assessment of carotid stenosis using three-dimensional T2-weighted dark blood imaging：initial experience［J］.JMagn Reson Imaging，2011，35：449-455.

［6］許道洲，夏好成，羅樹(shù)彬，等.磁共振SPACE序列在診斷極外側(cè)椎間盤(pán)突出中的臨床應(yīng)用［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志，2011，17（4）：356-360.

［7］林文宇，周淑琴，陳志光，等.SPACE序列在正常臂叢神經(jīng)節(jié)后段磁共振成像中的應(yīng)用［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2013，10（12）：113-116.

［8］鄒金梅，劉東明，王冬青，等.3.0 T磁共振SPACE序列對(duì)正常人顱內(nèi)腦脊液體積的研究［J］.實(shí)用放射學(xué)雜志，2013，29（5）：693-697.

［9］Peters N，Holtmannspotter M，Opherk C，et al.Brain volume changes in CADASIL：a serial MRI study in pure subcortical ischemic vascular disease［J］.Neurology，2006，66：1517-1522.

［10］顧培元，胡衛(wèi)星，李立新，等.微創(chuàng)腦室—腹腔分流術(shù)的臨床應(yīng)用［J］.江蘇醫(yī)藥，2009，35（11）：1278-1280..

［11］楊坤，劉宏毅，鄒元杰，等.側(cè)腦室—腹腔分流術(shù)治療正常壓力腦積水［J］.臨床神經(jīng)外科雜志，2012，9（2）：101-103.

［12］唐健，鄧銳，毛伯鏞.腦積水所致病理生理變化的研究現(xiàn)狀［J］.國(guó)外醫(yī)學(xué)：神經(jīng)病學(xué)神經(jīng)外科學(xué)分冊(cè)，2003，30（4）：378-383.

［13］Klinge P，Rückert N，Schuhmann M，et al.Neuropsychological sequels to changes in global cerebral blood flow and cerebrovascular reserve capacity after shunt treatment in chronic hydrocephalus--a quantitative PET-study［J］.Acta Neurochir Suppl，2002，81：55-57.

［14］Schaller B.Physiology of cerebral venous blood flow：from experimental data in animals to normal function in humans［J］.Brain Res Brain Res Rev，2004，46：243-260.

［15］Svenungsson E，Andersson M，Brundin L，et al.Increased levels of proinflammatory cytokines and nitric oxide metabolites in neuropsychiatric lupus erythematosus［J］.Ann Rheum Dis，2001，60：372-379.

［16］Levine DN.Intracranial pressure and ventricular expansion in hydrocephalus：have we been asking the wrong question［J］.J Neurol Sci，2008，269：1-11.

［17］Yamada Y，Watanabe Y，Zhang J，et al.Changes in cortical and cerebellar bcl-2 mRNA levels in the developing hydrocephalic rat（LEW-HYR）as measured by a real time quantified RTPCR［J］.Neuroscience，2002，114：165-171.

Study of CSF volume of communicating hydrocephalus before and after VP surgery by SPACE sequence at MRI

ZOU

Jinmei，ZHANG Lirong，ZHANG Jian.Department of Imaging，the Affiliated Hospital of Jiangsu University，Zhenjiang，212001，China.

Objective：To study the imaging of intracranial cerebrospinal fluid（CSF）spaces of communicating hydrocephalus using of three-dimensional turbo spin echo with variable flip-angle distribution SPACE sequence before and after ventriculo-peritoneal shunt（VP）.Methods：30 patients with communicating hydrocephalus were included in the study，volumes of total intracranial and ventricular CSF were obtained via the SPACE sequence at 3.0 T MRI.The CSF volumes of the total intracranial，ventricular and subarachnoid spaces were calculated.Results：The CSF volumes of total intracranial，ventricular and subarachnoid CSF were（577.6±112.3）cm3，（213.0±53.0）cm3，（364.6±88.5）cm3，respectively，for communicating hydrocephalus before VP.Volumes of those were（444.8±80.3）cm3，（156.6±45.9）cm3，（276.6±67.4）cm3，respectively after VP.There were significant differences on CSF volumes of intracranial，ventricular and subarachnoid between pre-operation and postoperation（P＜0.05）.And there were no differences on volumes of men and women.Conclusions：CSF could be measured quantitatively via SPACE sequence. And it has directive significance in treatment of communicating hydrocephalus by VP operation.

Hydrocephalus；Magnetic resonance imaging

2014-08-04）

10.3969/j.issn.1672—0512.2015.02.001

江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)臨床科技發(fā)展基金項(xiàng)目（JLY201201 67）。

鄒金梅，E—mail：zoujinmei123@126.com。