孟宪磊 方佃刚 李志勇 周洋洋 刘龙平 卢宁 肖鑫 曾洪武
深圳市儿童医院放射科 (广东 深圳 518038)
三维相位对比血管成像(3D phase contrast angiography，3D-PCV)，是非对比增强磁共振血管成像方法的一种，而且这种相位差别的大小和血液的流动速度相关，显然血液流动越快，其中的质子空间位移就越大，这样它和静止组织之间的相位差别也就越大。在PC MRV成像过程中，这对大小相等、方向相反的梯度脉冲对被称为流动编码(flow encoding，FE)梯度。序列通过施加双极梯度场，造成流动质子群与静止组织的相位差别，抑制背景、突出血流信号的血管成像方法[1-2]。3D-PCV背景组织抑制效果好、小血管显示好，尤其适用于静脉血管的可视性检查或血流的定量分析，认为是脑静脉系统成像的有效检查方法，并且已成为评估DVST的首选方式[1,3-4]。3D-PCV最终所显示的血管与成像参数具有很高的依赖性，3D-PCV会受到流速编码(velocity encoding，VENC)大小、反转角、TR、TE、饱和带等因素的影响，导致颅脑静脉的可视性效果下降，其中VENC是最重要的影响因素[1]。目前，成人3D-PCV的VENC设置通为15cm/s时，硬脑膜窦可充分显示[5]，查阅文献儿童暂未发现相关统一标准。本研究拟采用不同的VENC进行脑内静脉系统3D-PCV可视化成像，分析脑内静脉系统的可视化效果，探讨儿童脑内静脉系统3D-PCV最佳的VENC。
1.1 研究对象本研究已获得深圳市儿童医院医学研究伦理委员会的批准。收集2021年1月至2021年9月期间到深圳市儿童医院行MR扫描的健康儿童。
纳入标准：年龄在1-16岁之间；
无MR检查相关禁忌症；
无神经系统相关病史。排除标准：不能配合MR检查者；
MR扫描发现明显脑内病变者。最终，共有28名儿童纳入本研究。
1.2 成像设备及扫描参数采用西门子Skyra 3.0T超导磁共振扫描仪(德国)，20通道头颈联合线圈采集MRI数据。对不配合患儿给予2mL/kg体重水合氯醛口服或灌肠镇静后进行MR检查。横断位T1FLAIR：TR1800ms，TE42ms，TI800ms，矩阵320×320，FOV230×187mm，层厚6mm。横断位T2：TR2300ms，TE108ms，矩阵320×320，FOV230 mm×194mm，层厚6mm。横断位T2FLAIR：采用TSE序列，TR9000ms，TE134ms，TI2600ms，矩阵320×320，FOV230×194mm，层厚6mm。矢状位T1：TR 200ms，TE2.49ms，矩阵320×320，FOV250×250，层厚5mm。原始组3D PCV序列：TR37ms，TE8.82ms，翻转角15°，矩阵320×320，FOV250×235mm，层厚1mm。优化组3D PCV序列：TR49.3ms，TE8.82ms，翻转角15°，矩阵320×320，FOV250×235mm，层厚1mm。
1.3 VENC设置采用2D PC方法测量年龄为1岁、3岁、5岁、10岁、15岁的儿童各一例，结果显示其上矢状窦峰值流速分别为19cm/s、18.59 cm/s、17 cm/s、16.35 cm/s、16 cm/s。既往研究表明最佳VENC通常为目标血管峰值流速的120%[6]，因此本研究优化组的VENC设置为20cm/s。原始组的VENC为12cm/s。
1.4 影像质量评价在西门子Skyra 3.0T超导磁共振扫描仪(德国)后处理工作站对两组进行最大信号强度投影(maximum intensity projection，MIP)，由2名具有10年儿科神经影像研究经历的放射科医师共同对图像质量进行打分。使用0-3分的评分标准对脑内静脉的可视化效果进行评估[7]，具体如下：0分：不可见。1分：部分可见，不足以诊断。2分：静脉结构一般均匀增强和连续性，诊断信心不足。3分：图像质量优良，高度均匀，连续增强，血管边界明显锐利，诊断高度自信。
1.5 统计学方法统计学分析使用SPSS 22.0软件，比较采用Shapiro-Wilk检验分析计量资料是否符合正态分布：(1)符合正态分布：采用独立样本t检验进行组间对比，统计参数描述采用均数及标准差，即“()”；
(2)不符合正态分布：采用Wilcoxon符号秩检验进行组间对比，统计参数描述采用中位数和级差。P＜0.05认为差异有统计学意义。
本研究共28例儿童纳入统计学分析，平均年龄为6.2±3(±S)岁，男孩17例，女孩11例。2位儿科神经影像医师对两组图像共18个静脉段进行评估。Shapiro-Wilk检验分析计量资料不符合正态分布，两个序列间比较采用Wilcoxon符号秩检验。优化组的上矢状窦(P=0.004)、右乙状窦(P=0.005)、左乙状窦(P＜0.001)、右横窦(P＜0.001)、左横窦(P=0.01)、直窦(P＜0.001)可视化效果优于原始组；
原始组和优化组下矢状窦(P=0.556)、皮质静脉(P=1)、窦汇(P=0.287)的可视化效果无差异。见表1及图1。
表1 原始组与优化组主观评价得分的组间对比结果
图1 原始组与优化组3D-PCV序列对脑内静脉的可视化效果比较。图1A、图1B、图1C为原始组的MIP图，图2A、图2B、图2C为优化组的MIP图。如图所示，原始组的皮质静脉(橙色箭头)显示明显优于优化组(图)；
优化组的横窦(蓝色箭头)、乙状窦(紫色箭头)、上矢状窦(黄色箭头)、直窦(绿色箭头)显示明显优于原始组。
常见脑内静脉系统的疾病主要包括硬脑膜静脉窦血栓、皮质静脉血栓、静脉曲张、持续性胚胎窦、骨膜窦等[8-9]。整体而言，脑内静脉系统的疾病较少见，但有些疾病会产生严重的后果，如脑静脉窦血栓。脑静脉窦血栓常发生于年轻患者[10-11]，最常累横窦、乙状窦、上矢状窦、直窦等部位[12-13]，造成静脉流出受限，导致多达3-15% 的患者在病情的急性期死亡[10]，更为重要的是脑静脉窦血栓是可以治愈的[14-15]。因此及时、准确的脑静脉系统成像有助于脑静脉系统的全面评估，对相关疾病的诊断、临床决策的指导以及治疗效果的评估等方面都具有重要意义。
既往研究显示，MRI是一种良好的脑静脉系统可视化技术，在脑内静脉系统疾病的诊断中起主要作用，但大多数情况下需要进行含钆造影剂对比增强静脉造影，以保证更好的图像质量，包括信噪比、空间分辨率和静脉血液信号强度等，提高诊断信心[3,16]。然而，注射含钆造影剂可带来额外的危害和风险，主要包括肾源性系统性纤维化(nephrogenic systemic fibrosis，NSF)[17]和脑部特定区域的钆沉积[18]。NSF可导致多器官和组织纤维化，包括肌肉、肺、肝和心脏，产生严重的残疾甚至导致死亡[19]。含钆造影剂可造成一些脑部区域的钆沉积物，尤其是齿状核和苍白球等区域[18]。这对儿童来说尤其令人担忧，与成人相比，他们发育中的机体更容易受到外源性毒素的影响[20]。因此儿童患者迫切需要一种非注射钆造影剂的静脉成像代替技术。
本研究结果显示，较低的VENC(12cm/s)对儿童下矢状窦、皮质静脉等流速较慢的细小脑内静脉段显示较好，较高的VENC(20cm/s)对儿童上矢状窦、直窦、横窦、乙状窦等流速较快的粗大脑内静脉段显示较好。与本研究的结果不同，Mimura S等人[6]发现VENC 为 15 cm/s时成人硬脑膜窦的可视化效果最好。究其原因，可能与儿童脑静脉流速高于成人有关。因此，对于儿童脑静脉3D PCV应适当提高VENC。
根据本研究所得结果，笔者认为可以在实际工作中根据不同的目标区域设置合理的VENC，以保证3D PCV对儿童不同脑静脉分段的可视化显示效果，具体如下：(1)对于怀疑上矢状窦上矢状窦、乙状窦、横窦、直窦等较粗大脑内静脉段病变时应选择较大的VENC(20cm/s)；
(2)对于怀疑下矢状窦、皮质静脉等细小脑内静脉段选择较小的VENC(12cm/s)；
(3)怀疑全脑静脉系统异常应同时扫描较小VENC(12cm/s)及较大VENC(20cm/s)的3D PCV，以全面评估整个脑内静脉系统，防止漏诊。
本研究的不足之处为：首先，被试的年龄段较为局限，主要集中在1-16岁，下一步研究应增加其他年龄段儿童的相关研究；
其次VENC的设置范围较小，未对20cm/s 以上的VENC 进行研究，在未来的研究中应探讨更高的VENC是否会对儿童脑静脉系统的可视化更有帮助。
综上所述，提高VENC可显著改善儿童3D PCV的静脉可视化效果，增加诊断信息量，提高诊断信心。
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