MRI高分辨力黑水成像对交通性脑积水中脑导水管通畅性的诊断价值

刘欣，马艳红，荣凡令，周小兵

（1.山东省巨野县人民医院影像科，山东 巨野 274900；2.山东省交通医院超声科，山东 济南 250031；3.南京医科大学第一附属医院放射科，江苏 南京 210029）

MRI高分辨力黑水成像对交通性脑积水中脑导水管通畅性的诊断价值

刘欣1，马艳红2，荣凡令3，周小兵3

（1.山东省巨野县人民医院影像科，山东 巨野 274900；2.山东省交通医院超声科，山东 济南 250031；3.南京医科大学第一附属医院放射科，江苏 南京 210029）

目的：通过高分辨力黑水序列判断交通性脑积水患者中脑导水管是否通畅。方法：选择54例交通性脑积水患者，行矢状位黑水序列和轴位脑脊液相位对比电影（PC cine）序列。扫描结束后，由2位高年资医师行双盲法判读；先根据黑水CUBE T2判断中脑导水管是否流通，根据图像特点诊断中脑导水管流通性。后使用PC cine序列测量中脑导水管处流速，并以此为中脑导水管通畅与否标准，与黑水CUBE T2序列进行对照。比较交通性脑积水和正常对照组中脑导水管脑脊液流速和流量。结果：交通性脑积水患者中脑导水管流速和流量明显大于正常志愿者（均P＜0.05）。2名医师根据黑水序列诊断交通性脑积水患者中脑导水管畅通性比较差异无统计学意义（P=0.25）。ROC曲线下面积为0.956（95%CI 0.883～0.990），AUC＞0.9，说明对交通性脑积水的诊断价值较高。结论：MRI黑水序列无创、简便易行，能充分显示交通性脑积水患者脑脊液流动路线，可用于诊断交通性脑积水患者中脑导水管通畅性。

脑积水；脑导水管；磁共振成像

脑积水是临床常见病，是由于各种原因导致脑脊液在脑室或蛛网膜下腔过度积聚而形成。中脑导水管是脑室间重要的连接结构，其狭窄或梗阻会导致脑脊液循环障碍，形成颅内压升高和（或）梗阻性脑积水；此外当脑脊液回吸收出现障碍时，即便中脑导水管畅通，也可出现交通性脑积水。一般来说，梗阻性脑积水通常选择神经内镜第三脑室底造瘘术，而交通性脑积水则选用脑室腹腔分流术更有效，因此，明确中脑导水管有无梗阻有助于临床医师选择正确治疗手段［1-5］。常规MRI由于部分容积效应的限制，无法判读中脑导水管是否畅通。笔者选择2012年5月至2014年4月南京医科大学第一附属医院收治的交通性脑积水患者54例，使用高分辨力黑水CUBE T2序列，显示中脑导水管脑脊液流动状况，并据此诊断交通性脑积水患者中脑导水管是否通畅。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料54例（交通性脑积水组）中，男33例，女21例；年龄12～78岁，中位年龄45岁。临床表现为进行性颅压增高、小脑性共济失调和颅神经损害等。另选择正常志愿者22例为正常对照组。所有受检者均在检查前签署知情同意书。

1.2 仪器与方法使用GE 1.5 T HDxt MRI扫描仪，8通道高分辨力头线圈。扫描序列包括轴位FSE T2WI、矢状位黑水CUBE T2序列，并以CUBE T2正中矢状位图像为定位像，垂直于中脑导水管扫描脑脊液相位对比电影（PC cine）序列。扫描参数：轴位FSE T2WI序列，FOV 24 cm×24 cm，矩阵320×256，层厚4 mm，无层距，TR 4 000 ms，TE 102 ms，ETL 18；黑水CUBE T2序列，FOV 20 cm×20 cm，矩阵288×288，层厚1mm，无层距，自动重建层厚0.25mm，TR 2 500 ms，TE 102 ms，ETL 80；相位对比脑脊液PC cine序列，FOV 20 cm×20 cm，矩阵320×256，层厚4 mm，无层距，TR 18 ms，TE 5.7 ms，翻转角20°，流速编码（velocity encoding，VENC）20。

1.3 图像处理将扫描后图像传至AW 4.5工作站，由2位高年资医师行双盲法判读。先根据黑水CUBE T2判断中脑导水管是否流通，并根据图像特点分为5级：1级，肯定通畅；2级，可能通畅；3级，不一定；4级，可能不通畅；5级，肯定不通畅。然后将cine PC序列录入fuctool工具包，绘制心动周期中脑导水管水平脑脊液流动曲线，并进行流速和流量测量。

1.4 统计学方法应用medcalc统计软件。计量资料以±s表示，比较2组中脑导水管处流速和流量。采用秩和检验比较2名高年资医师对黑水CUBE T2序列的读片结果。以P＜0.05为差异有统计学意义。根据读片结果绘制ROC曲线图，计算ROC曲线下面积（area under the curve，AUC），用AUC评价黑水CUBE T2序列诊断交通性脑积水的准确性，AUC在0.7～0.9，表示有一定的准确性；＞0.9，表示有较高的准确性。

2 结果

2.1 扫描结果2组均顺利完成黑水CUBE T2序列，成功率均为100%。对照组顺利完成PC cine序列；交通性脑积水组5例因心率不齐，导致PC cine序列扫描失败，脑脊液流动曲线绘制失败，流速和流量测量失败。交通性脑积水组中脑导水管处脑脊液心动周期流动曲线呈“正弦曲线”状，正常非流动脑组织为水平线（图1）。心脏收缩期中脑导水管脑脊液正向流动，表现为高信号；心脏舒张期中脑导水管脑脊液反向流动，表现为低信号。正常对照组中脑导水管脑脊液流速和流量测量结果，见表1。

表12 组中脑导水管脑脊液流速和流量比较（±s）

表12 组中脑导水管脑脊液流速和流量比较（±s）

组别向上流速（v/cm·s-1）向下流速（v/cm·s-1）向下流量（mL/s）向上流量（mL/s）交通性脑积水组12.13±2.1211.31±2.010.092±0.0080.085±0.005对照组8.76±1.737.85±1.520.013±0.0040.012±0.003 P值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.2 黑水CUBE T2序列54例交通性脑积水患者可见中脑导水管扩张，可见自第三脑室→中脑导水管→第四脑室流动低信号线，且中脑导水管处信号更低，提示此处流速加快，速度高于第三脑室和第四脑室（图1）。2名高年资医师对黑水CUBE T2序列判读，差异无统计学意义（P=0.25）（表2）。

表22 名高年资医师对黑水CUBE T2序列判读结果例

2.3 ROC曲线分析结果ROC曲线分析可以得出，AUC为0.956（95%CI：0.883～0.990），说明黑水CUBE T2序列对交通性脑积水的诊断价值较高，对脑积水的鉴别诊断有较大的临床参考价值。

图1 男，28岁。交通性脑积水图1a黑水CUBE T2序列，可见到自第三脑室（短箭）→中脑导水管（粗箭）→第四脑室（长箭）流动低信号线，且中脑导水管处信号更低，提示此处流速加快，速度高于第三脑室和第四脑室图1b相位对比脑脊液电影序列的原始相位图，1号ROI为静止不动的正常脑组织，2号ROI为中脑导水管水平图1c可见静止不动的正常脑组织为水平线（1号线），流动的脑脊液为典型“正弦曲线”（2号线）图2黑水CUBE T2序列诊断交通性脑积水的ROC曲线图

3 讨论

正常的脑脊液生成量为0.20～0.35 mL/min，多由脑室系统内的脉络丛生成，脉络丛主要位于侧脑室和第四脑室。一般认为脑脊液循环途径是：脉络丛（侧脑室）→室间孔→第三脑室→中脑导水管→第四脑室→蛛网膜下腔→蛛网膜颗粒→硬脑膜窦→静脉回流。脑脊液生成过多、回吸收减少、流动阻力增加或静脉窦压力增高都可能导致脑积水。根据病因不同，脑积水主要分为2大类：梗阻性脑积水和交通性脑积水。梗阻性脑积水常见病因为中脑导水管梗阻。随着神经内镜技术逐渐成熟，神经内镜第三脑室底造瘘术成为梗阻性脑积水的首选治疗方法。第四脑室出口以后的正常脑脊液通路受阻或吸收障碍所致的脑积水称为交通性脑积水，蛛网膜下腔出血、脑膜炎、颅脑损伤、静脉栓塞和脑脊液吸收障碍是其常见病因。临床选用手术方法主要有脑室腹腔分流术、腰大池腹腔分流术和脑室心房分流术等。不同类型脑积水手术方式不同，所以临床医师在术前常通过影像学检查评估中脑导水管是否畅通［6-10］。

中脑导水管正常直径2～3 mm，常规MRI不易显示。本研究使用高分辨力黑水CUBE T2序列，扫描层厚1 mm，计算机自动重建成0.25 mm，可连续在8～12层观察到中脑导水管，不存在因分辨力不足而导致漏诊误诊的可能。正常情况下，脑脊液在常规T2WI呈显著高信号。但超长回波链的CUBE T2序列，回波链长度达100，此时流动的液体会出现失相位而呈低信号，且流速越快，失相位程度越重，信号越低。交通性脑积水患者，在第三脑室→中脑导水管→第四脑室间存在一条低信号线样影，这应为脑

脊液在其间流动导致失相位而产生。且中脑导水管处信号下降更显著，可能提示中脑导水管处脑脊液流速高于第三脑室和第四脑室。王玲等［1］使用脑脊液自旋标记MRI，观察中脑导水管脑脊液的循环状态，有助于判断梗阻性脑积水和交通性脑积水的病因和病变部位，可作为一种MRI脑脊液电影成像的新方法弥补常规MRI的不足。但脑脊液自旋标记MRI操作复杂，每次标记及成像范围很小，且并非每台机器都安装该序列，其有效时间短，无法大规模开展临床工作。本研究使用的CUBE T2序列是机器自带的常规临床扫描序列，操作简单，扫描范围大，可方便行多中心研究。陈江津等［2］使用3D Balanced FFE序列观察中脑导水管扩张、狭窄及梗阻状况，但脑脊液无论是否流动在3D Balanced FFE序列都呈显著高信号，因此，仅能观察中脑导水管扩张或狭窄的形态学信息，而无法得到脑脊液流动的功能学信息。这与王茜等［3］研究类似。王茜等［3］使用的3DTSE-DRIVE序列是在3D T2WI的基础上加上驱动平衡脉冲，从而去除脑脊液流动效应。本研究CUBE T2序列通过使用超长回波链，放大脑脊液的流空效应，从而得到脑脊液流动的功能学信息。

本研究发现，交通性脑积水患者中脑导水管处流速明显加快且流量加大。由于常规MRI序列很难直接判断中脑导水管脑脊液是否流动，临床通常把PC cine序列作为评估中脑导水管是否流通的金标准，通过绘制脑脊液流动曲线及流速测量定量评估脑脊液流动状况［8-13］。但PC cine序列对心率不齐患者，成像效果较差。本研究中，5例因心率不齐导致检查失败。王茜等［3］对31例幕上积水患者行PC cine成像，2例因心律不齐或心率过快，导致脑脊液电影成像及脑脊液流速分析失败。姚伟武等［4］研究发现，交通性脑积水中脑导水管水平脑脊液流速和流量明显加快，与正常志愿者比较差异有统计学意义（P＜0.05），与本研究结果类似。Bradeley等［5］研究认为，脑室系统在收缩期向内运动增加，以及中脑导水管扩张，两者共同作用，导致交通性脑积水患者中脑导水管处脑脊液流速增快。Grcitz等［6］研究发现，正常志愿者中脑导水管脑脊液流量比交通性脑积水患者低10倍，而枕大孔处脑脊液流量为交通性脑积水患者的2倍，同时上矢状窦内静脉流量高于交通性脑积水患者。他认为不同心动周期脑扩张（回缩）导致中脑导水管脑脊液脉搏式流动，而收缩期颅内动脉搏动主要影响枕大孔处脑脊液搏动。枕大孔处脑脊液降低和上矢状窦内静脉流量下降，说明由于脑动脉扩张下降，降低了脑内静脉扩张，并增加了管壁顺应性。Greitz等［7］提出交通性脑积水应改称为动脉搏限制性脑积水，认为动脉搏动的减弱会降低枕大孔处脑脊液搏动及脑脊液容量传导，导致皮层静脉汇入硬膜窦处的压力下降，静脉扩张度降低，增加小静脉和毛细血管静脉部分的阻力，降低脑血流量。

总之，黑水CUBE T2序列使用超长回波链成像，可放大脑脊液的流空效应，观测交通性脑积水患者脑脊液从第三脑室→中脑导水管→第四脑室的流空低信号影，有助于判断中脑导水管是否畅通。

［1］王玲，史大鹏，王莹，等.脑脊液自旋标记MRI对脑室间连接结构的解剖形态及脑脊液流动状态的评估［J］.中华放射学杂志，2011，45（3）：245-249.

［2］陈江津，余成新，陆蓬，等.3D Balanced FFE序列在脑积水MRI检查中的应用［J］.临床放射学杂志，2008，27（6）：739-741.

［3］王茜，陈腾，王青，等.MRI 3D-TSE-DRIVE成像对中脑导水管梗阻的诊断［J］.实用放射学杂志，2011，27（9）：1307-1309，1316.

［4］姚伟武，陈星荣，沈天真.脑积水的脑脊液MRI定量研究［J］.临床放射学杂志，2002，21（10）：759-763.

［5］Bradeley WG，Whittemore AR，Kortman KE，et al.Marked cerebrospinal fliud void：indicator of successful shunt in patients with suspected normal pressure hydrocephalus［J］.Radiology，1991，178：459-466.

［6］Greitz D，Wirestam R，Frank A，et al.Pulsatile brain movement and associated hydrodynamics studied by magnetic resonance phase imaging［J］.Neuroradiology，1992，34：370-380.

［7］Greitz D，Greitz T，Hindmarsh T.A new view on the CSF-circulation with the potential for pharmacological treatment of childhood hydrocephalus［J］.Acta Paediatr，1997，86：125-132.

［8］张雨婷，李禄生，何玲，等.MRI相位对比电影用于儿童脑积水行三脑室底造瘘的疗效评价［J］.临床放射学杂志，2013，32（7）：1012-1015.

［9］钟熹，江魁明，陈永露，等.PC-MR测量中脑导水管脑脊液流动的影响因素［J］.中国CT和MRI杂志，2013，11（1）：1-5.

［10］邹金梅，张礼荣，张建.SPACE序列定量分析交通性脑积水脑室分流前后脑脊液体积［J］.中国中西医结合影像学杂志，2015，13（2）：119-121.

［11］Bailey A，Pipitone N，Zuccoli G，et al.Phase-contrast cine MRI revealing en valve mechanism in spontaneous third ventriculostomy：report of a case and literature review［J］.Clin Neurol Neurosurg，2010，112：817-820.

［12］Forner Giner J，Sanz-Requena R，Flórez N，et al.Quantitative phasecontrast MRI study of cerebrospinal fluid flow：a method for identifying patients with normal-pressure hydrocephalus［J］. Neurologia，2014，29：68-75.

［13］Abbey P，Singh P，Khandelwal N，et al.Shunt surgery effects on cerebrospinal fluid flow across the aqueduct of Sylvius in patients with communicating hydrocephalus［J］.J Clin Neurosci，2009，16：514-518.

2016-01-22）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.06.023

荣凡令，E-mail：flrong1204@163.com。