当前位置: 脑积水专科治疗医院 >> 脑积水常识 >> 三维稳态构成干扰序列联合MR相位对比技术
脑积水是由于脑脊液生成和吸收不平衡以及脑脊液循环障碍所致,常导致脑室异常扩大,内科治疗效果不佳,手术是目前主要的治疗方式[1]。手术方式的选择与多种因素相关,包括年龄、病程、梗阻部位及性质,其中最关键的是脑脊液循环通路中的梗阻原因及梗阻位置[2,3]。脑室造影是判断脑积水的金标准,但其作为有创检查,不易为大家接受[4]。无创的常规MR检查主要以脑室扩张程度,如Evans指数来诊断脑积水,但对于梗阻具体原因及梗阻位置判定不够详细准确[5]。在梗阻原因中,除外占位性病变外,膜性梗阻是常见原因[6],但膜性梗阻结构细微,不易显示。三维稳态构成干扰序列(3D-constructiveinterferenceinsteadystate,3D-CISS)及MR相位对比技术(phase-contrastMR,PC-MR)是两种MRI新技术,分别具有高分辨率及动态观察脑脊液流动的优势,联合两者讨论其对结构细微的膜性梗阻位置判定及临床应用价值的报道鲜见,笔者旨在探讨这两种技术联合应用对膜性梗阻的位置判定及在临床应用中的价值。
资料与方法
一、临床资料
回顾性搜集年5月至年10医院进行检查和治疗的脑积水患儿。纳入标准:(1)在常规MRI图像上未发现占位性病变;(2)所有患者均存在膜性梗阻;(3)所有患者的梗阻部位经脑室造瘘术或脑室造影证实;(4)所有患者均进行0.5~1.0年的随访。按上述标准共纳入28例患儿,男16例、女12例;年龄0.1~8.0岁,中位年龄3.8岁。患儿临床表现为智力低于正常儿童,运动及语言发育迟缓,头围增大。病因分类为先天性脑积水9例,其中4例合并有先天性脊柱裂畸形;脑室内出血后脑积水9例;颅内感染后脑积水10例。28例均进行了外科手术,包括脑室造瘘术16例、腹腔分流术12例,其中10例术前进行了脑室造影。
二、影像检查方法
1.MRI检查:
采用美国GESignaEXCTTE1.5TMRI扫描仪,所有7岁患儿扫描前均使用10%水合氯醛口服镇静(0.5ml/kg)。扫描序列及参数:常规轴面T1WI,TR.0ms,TE13.0ms,层厚5.00mm,层间距0.50mm;轴面T2WI,TR.0ms,TE.0ms,层厚5.00mm,层间距0.50mm;矢状面T2WI,TR.0ms,TE.0ms,层厚5.00mm,层间距0.20mm;冠状面T2WI,TR.0mm,TE.0mm,层厚3.00mm,层间距0.75mm;矢状面3D-CISS序列,扫描范围覆盖整个侧脑室区域和第四脑室,TR13.6ms,TE5.7ms,层厚0.53mm,层间距0,FOV20cm×18cm,矩阵×,体素0.6mm×0.6mm×0.6mm,激励次数(NEX)1.PC-MR法采用单层扫描,沿脑脊液流动方向定位(即大脑正中矢状面),扫描参数:TR70.0ms,TE15.8ms,层厚4.00mm,层间距4.00mm,反转角度10°,FOV25cm×25cm,速度编码6cm/s。使用外周门控、流动补偿和呼吸补偿技术,编码方向为头向脚。
2.CT脑室造影扫描:
采用美国GEOPTIMNCT.CT脑室造影对比剂为碘帕醇(含碘mg/ml)。患儿全身麻醉后,通过前囱侧角或颅骨穿刺进针入侧脑室,释放出2ml脑脊液后注入对比剂5ml,将患者先头低脚高位30°放置15min后平卧,于注入对比剂6h后进行低剂量(80~kV、40mAs)颅脑CT扫描,如果脑室系统仍未显影者,12h后再行低剂量CT扫描。
三、图像评定标准及分析
主要观察内容为异常的膜性结构——线性结构。
对于常规扫描图像,脑脊液通路上观察到线性结构,考虑为膜性梗阻。对于3D-CISS图像,脑脊液通路上只有观察到完整的将解剖区域分为2个或多个信号强度不同区域的线性结构才认定为膜性梗阻,需要排除以下2种情况:(1)正常的膜性结构,如Liliequist膜;(2)信号强度对比所产生的类似信号不能认为是膜性梗阻[7,8]。
PC-MR图像上,定性判定梗阻的标准为:在1个心动周期内,脑脊液循环在室间孔、没有中脑导水管、第四脑室出口处未见往返脑脊液运动即交替的黑白信号(脑脊液的往返运动即收缩期在上述池内可见脑脊液高信号代表脑脊液向下流动,舒张期可见脑脊液低信号代表脑脊液向上流动),认为上述区域存在梗阻[9]。
由2名资深的放射科医师按照以下步骤进行扫描,分析膜性梗阻位置,并达成一致意见。(1)首先进行常规序列扫描,观察脑室内外膜性梗阻位置。(2)再进行3D-CISS序列扫描,寻找脑室内外膜性梗阻的位置。(3)在3D-CISS序列显示有梗阻的位置,沿着该处脑脊液流动的方向或垂直脑脊液流动方向,进行PC-MR定性扫描,动态观察该处是否存在脑脊液流动,确认脑脊液通路是否通畅。
四、统计学方法
统计分析采用SPSS17.0软件进行。计数资料采用频数进行统计描述,以造瘘术中所见和脑室造影结果为金标准,记录常规T1WI和T2WI、3D-CISS联合PC-MR诊断脑室内外膜性梗阻的情况。2种方法对膜性梗阻的诊断使用χ2检验进行比较分析,P0.05认为差异有统计学意义。
结果
一、不同MRI序列诊断膜性梗阻的结果
28例膜性梗阻患儿经造瘘术和(或)术前脑室造影证实,16例存在脑室内膜性梗阻,12例存在脑室外膜性梗阻。
1.脑室内膜性梗阻:
常规MRI诊断10例膜性梗阻,其中3例假阳性(包括1例室间孔、2例中脑导水管);3D-CISS序列诊断20例膜性梗阻,其中有4例(3例导水管和1个正中孔处)假阳性(图1,图2,图3,图4)。3D-CISS序列联合PC-MR准确判断16例膜性梗阻,梗阻位置位于室间孔1例、中脑导水管10例、第四脑室正中孔3例、第四脑室侧孔2例。
图1~4
男,1岁5个月。三维稳态构成干扰序列(3D-CISS)显示第三脑室及侧脑室扩张,中脑导水管呈喇叭状,导水管下端可见线状隔膜,似膜性梗阻(图1,↑)。MR相位对比技术(PC-MR)显示一个心动周期内脑脊液在通路中的流动(图2,3)。收缩期脑脊液通过导水管向下流动,呈高信号(图2,↑)。舒张期脑脊液通过导水管向上流动,呈低信号(图3,↑)。脑室内窥镜可见导水管前段扩张而远端明显狭窄,但是尚通畅(图4,↑)
图5~8
男,2岁6个月。3D-CISS序列显示侧脑室轻度扩张,桥前池线状隔膜,似围成囊性占位(图5,↑)。PC-MR技术显示一个心动周期内脑脊液在脑脊液通路中的流动(图6,7)。收缩期脑脊液通过桥前池向下流动,呈高信号(图6,↑)。舒张期脑脊液通过桥前池向上流动,呈低信号(图7,↑)。脑室内窥镜显示桥前池基底动脉(↑)周围的正常固定动脉的网状物(△),未见确切的线状膜性隔膜(图8)
2.脑室外膜性梗阻:
常规MRI诊断5例膜性梗阻,其中1例枕大池膜性梗阻为假阳性;3D-CISS序列诊断20例膜性梗阻,其中包括8例(6例脚间池和2例枕大池)由于正常线状影及其导致的信号不均匀而造成假阳性的诊断结果(图5,图6,图7,图8)。3D-CISS联合PC-MR准确判断12例膜性梗阻,梗阻位置位于桥前池6例、脚间池6例。
3D-CISS序列联合PC-MR诊断脑积水膜性梗阻的准确率为.0%(28/28),显著高于常规序列的诊断结果[39.3%(11/28)],差异具有统计学意义(χ2=24.,P=0.)。
二、手术后随访结果
16例脑室内膜性梗阻患儿采取第三脑室造瘘术,14例手术成功、2例失败。失败原因:1例因为桥前池狭窄,第三脑室底部过厚;1例因为第三脑室前后径狭窄,合并有巨大中间块,不易操作,故放弃实施第三脑室底造瘘术,成功改为脑室腹腔分流术。14例实施第三脑室造瘘术患者中,4例术后出现感染,经对症治疗症状缓解,目前临床恢复良好。2例改为脑室腹腔分流术后临床症状明显改善。
12例脑室外膜性梗阻患儿行脑室腹腔分流术,术后3个月均趋于稳定;随访半年时,5例引流管堵塞,需要二次手术。7例术后无并发症出现,临床发育明显好转。
讨论
一、常规MRI序列在脑积水中应用的优势和缺点
常规T1WI和T2WI图像是儿童脑积水最常规选择的序列,对于占位性病变引起的积水易于诊断,但对于膜性梗阻诊断准确率较低。本研究中利用其观察脑室内、外膜性梗阻,其诊断准确性明显低于3D-CISS序列联合PC-MR技术,尤其对于脑室外膜性梗阻诊断能力更差,主要是因为膜性梗阻本身结构细微,在没有良好组织对比的条件下很难显示,且常规MRI层厚较厚,也不能三维重建从多角度观察细微膜性结构,因此很难准确判断膜性梗阻的部位,从而不能很好指导手术方式的选择。
二、3D-CISS序列联合PC-MR技术对脑积水中膜性梗阻的诊断价值
3D-CISS序列作为重T2序列,结合了稳态快速梯度回波(FISP)与时间反转稳态快速梯度回波(PSIF)序列,最终将高信噪比和高空间分辨率联合,达到脑脊液脑室造影效果,以往已经利用此特性成熟应用于内耳细微结构及颅内神经与周围结构关系的显示[10,11]。
脑积水患儿中,不论在脑室内还是脑室外,膜性梗阻造成脑积水是较常见的一种原因,3D-CISS序列图像在脑脊液高信号背景衬托下,利用其层厚很薄、多平面重建能力,可以显示脑脊液通路上细微结构[12],清晰显示膜性梗阻。在本研究中,与常规MRI比较优势明显,能给术前评估提供依据。3D-CISS序列还可发现一些细微解剖结构,如第三脑室底异常增厚、第三脑室前后径狭窄及合并有巨大中间块等征象,给外科医师选择手术方案提供依据。因此,术前利用3D-CISS不仅可以诊断膜性梗阻,还可以评估和了解细微解剖结构,帮助提高手术效果及成功率[13,14]。
本研究中3D-CISS序列图像与造瘘术或脑室造影结果对比有假阳性结果,可见3D-CISS仍存在一定不足之处,分析原因可能是:(1)对于脑室内膜性梗阻患儿,3D-CISS序列层厚虽然可达0.53mm,但脑积水易导致脑室形态不规则[15],扫描时会出现容积效应,尤其是对于中脑导水管和第四脑室出口这类纤细结构,可能会影响医师的判断,从而影响手术方式选择。(2)对于脑室外膜性梗阻患儿,高分辨率的3D-CISS序列可显示脑池中各种线状结构,如脚间池内正常的膜性结构Liliequist膜、基底动脉周围迂曲的小血管及固定动脉的膜状结构和枕大池的小血管等,这些结构对于经验不足的医师,常常会误判,造成假阳性。本组3D-CISS图像上诊断的假阳性中,6例脚间池处的膜性结构经连续观察为血管影,以及一些基底动脉周围的正常网状结构影。2例枕大池的膜性结构,经CT脑室造影发现有对比剂通过,再经连续观察也是血管影。
随着MRI技术发展,PC-MR技术得到广泛应用,它可提供流体动力学信息。其优势在于动态显示脑脊液流动,能更加直观准确判断管道的通畅情况[16]。本研究中,3D-CISS序列诊断的12例假阳性均被PC-MR纠正,也得到了CT脑室造影的证实,为选择合适的手术方式提供了证据。另外1例经3D-CISS确认为中脑导水管闭塞,而通过PC-MR认为导水管狭窄但尚通畅,可为制定理想的手术方式即导水管成形术提供依据,但本研究由于手术条件限制并未实现。PC-MR的缺点在于组织分辨率不高,不能显示膜性结构,且不能准确判断膜性结构位置,因此,不宜单独用于术前评估脑积水的梗阻原因和位置。
本研究中,笔者联合应用这2种技术,较常规MRI多准确诊断9例脑室内膜性梗阻,指导临床医师采取了术后并发症更少的脑室造瘘术,明显提高治愈率。因此,笔者认为脑脊液通路梗阻原因的诊断中,先通过3D-CISS序列寻找膜性梗阻,然后通过PC-MR技术观察脑脊液动态流动。如果3D-CISS序列显示存在模型梗阻,且经PC-MR证实没有脑脊液流动,则可确诊为膜性梗阻;如果3D-CISS序列显示存在模型梗阻,而PC-MR观察到有脑脊液流动,则可能是假阳性结果。2种技术联合既减低了3D-CISS的假阳性,又克服了PC-MR的缺点,最终提高了对脑室内、外膜性梗阻的诊断水平,为手术方式选择提供客观依据,在临床工作中值得推广。
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