第一部分:后循环活体解剖学研究目的:应用3.0 T磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography, MRA)技术对后循环形态结构进行活体观察和测量。方法:对108例受试者行MRA及常规MRI检查,男58例,女50例,年龄(4~63)岁。观察指标:颅内段椎-基底动脉形态分型;两侧大脑后动脉P1段及后交通动脉粗细;两侧小脑上动脉及小脑前下动脉发出的位置、数量、与基底动脉的角度及信号;测量基底动脉长度及管腔直径;源图像与最大密度投影重组图像对小脑前下动脉的显示情况;两侧颅内段椎动脉的形态及信号特点。对结果进行统计学分析。结果:基底动脉常见类型依次为ⅠⅠ型、ⅡRⅢ型、ⅡRⅠ型或ⅡLⅠ型。大脑后动脉P1段大多数较粗,亦有未显影者。后交通动脉大部分未显影,其余有的较粗或稍细。大脑后动脉P1段粗细与其同侧后交通动脉粗细相关(右侧:相关系数rk=0.44,P<0.01;左侧:相关系数rk=0.50,P<0.01)。绝大部分小脑上动脉均发自基底动脉,且信号强,数量可以为1条或2条。两侧小脑上动脉与基底动脉之间的角度差异无统计学意义(t=-1.19,P=0.23>0.05)。约3/4的小脑前下动脉显影,信号较强者占多数,但是部分信号稍弱或较弱,数量为1条或2条。两侧小脑前下动脉与基底动脉之间的角度差异亦无统计学意义(t=-1.13,P=0.26>0.05)。基底动脉平均直线长度(2.35±0.30)cm,男性比女性基底动脉直线长度长(t=4.19,P<0.0001)。基底动脉直线长度与年龄呈正相关(rk=0.28,P=0.0038<0.05)。双侧后交通动脉均未开放者基底动脉长度比单侧或双侧后交通动脉开放者长(t= 2.96,P=0.004<0.05)。51例基底动脉发生侧弯,除1例为双侧弯曲外,余均为单侧弯曲。基底动脉管腔平均直径(0.26±0.05)cm。基底动脉上、中、下三段管腔直径间差异无统计学意义(χ2=3.13,P=0.21>0.05 )。男性比女性基底动脉管腔平均直径宽( t=3.03 ,P=0.003<0.05)。双侧后交通动脉均未开放者基底动脉管腔平均直径比单侧或双侧后交通动脉开放者宽(t=4.09,P<0.01)。右椎动脉优势16例,左椎动脉优势33例,两侧椎动脉均势59例。结论:3.0 T MRA可以对后循环正常解剖及变异进行无创性在体测量和研究,得到基底动脉分型图及相关参数,为解剖学、医学影像学及外科学的研究提供重要资料。第二部分:3.0T MR快速电影相位对比序列测量非搏动稳态流体模型流速目的:通过建立稳态流体模型,验证3.0T MR快速电影相位对比(Fast CINE phase contrast, Fast CINE PC)序列进行血流动力学测量的准确性,并对成像参数进行优化。方法:将直径为3.0 mm的医用塑料管固定在水模中,将塑料管内充满液体并排空气泡。塑料管的一端连接高压注射器,高压注射器以不同流速向管腔内注射生理盐水,管的另一端连入量筒,用于回收生理盐水。将流体模型中心置于头部8通道线圈中心,平行放置的医用塑料管与磁体长轴一致。应用3.0T高场强MR扫描仪进行Fast CINE PC序列扫描,扫描层面垂直于所测管腔长轴。在不同流速编码(Velocity Encoding, VENC)、不同流速编码方向、不同流速、不同流动方向、不同倾斜角度、不同感兴趣区大小、不同层面及管腔内不同点对流速进行测量。对图像进行后处理。测定感兴趣区一个心动周期内30个时相的流速,将其平均流速作为流速进行研究。对结果进行统计学分析。结果:不管流速编码方向如何选择,相位图均能正确显示液体流动方向,不同流速编码方向时测得的流速与实际流速间差异无统计学意义(t=0.29,P=0.79>0.05)。当流速编码小于液体实际流速时,则会出现混淆伪影,随着流速编码的增大,混淆伪影逐渐减小直至消失,测量速度与流速编码之间无相关性(P=0.94>0.05)。测量速度与实际速度呈正相关(相关系数=0.99,P<0.0001)。液体流动方向与流速编码方向相同、相反测得的流速与实际流速两两之间差异无统计学意义(F=3.51,P=0.0581>0.05)。不管管腔在各个方向有无角度,测得的流速与实际流速之间差异均无统计学意义(t=2.01,P=0.09>0.05)。不同大小感兴趣区测得的流速与感兴趣区大小呈负相关,相关系数=-0.99(P<0.0001)。不同大小感兴趣区测得的流量与感兴趣区大小呈正相关,相关系数=0.98(P<0.0001)。不同层面流速与实际流速之间差异无统计学意义(t=-0.97,P=0.36>0.05)。结论:3.0T Fast Cine PC法可以准确测量稳态流体模型流速,为人体血流动力学检测的临床应用提供了可靠的实验依据。第三部分:正常国人基底动脉血流动力学及相关定量指标的系列研究目的:应用快速电影相位对比(Fast CINE phase contrast, Fast CINE PC)及流动敏感交互式反转恢复(flow-sensitive alternating inversion recovery, FAIR)序列对正常成年国人基底动脉血流动力学参数进行测量,了解基底动脉血流动力学正常参数值以供临床参考。方法:不同年龄段正常志愿者50例,男25例,女25例,年龄(23~69)岁。采用3.0T高场强MR扫描仪,应用标准头部8通道线圈,行颅脑MRI、MRA、Fast CINE PC及FAIR检查。测量上、中、下三个层面基底动脉流速,并计算出流量。测量两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值。对结果进行统计学分析。结果:基底动脉上层与中层流速及流量间无差异,其与基底动脉下层流速及流量有差异(P<0.05)。20~年龄组与40~、60~年龄组间基底动脉平均流速有差异(P<0.05);不同年龄组基底动脉峰值流速及流量间差异无统计学意义(P>0.05)。基底动脉峰值流速均位于心脏的收缩期内。收缩期流速均高于舒张期流速。两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值间差异均无统计学意义(P>0.05)。基底动脉血流量与后循环脑组织FAIR值呈正相关(rk=0.23,P=0.018<0.05)。结论:联合应用Fast CINE PC及FAIR序列可以准确测量基底动脉及其供血区血流动力学情况,并为临床疾病的检测提供可靠依据。基底动脉血流量与后循环供血区脑组织灌注值呈正相关。第四部分:基底动脉病变血流动力学研究实验一:基底动脉迂曲血流动力学研究目的:探讨基底动脉走行迂曲对基底动脉及其供血区脑组织血流动力学的影响。方法:经MRA检查发现基底动脉走行迂曲者及正常志愿者各36例,所有受试者均行颅脑MRI、MRA、Fast CINE PC(扫描基底动脉中间层面)及FAIR序列检查,对图像进行后处理,得出流速并计算出流量。测量两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值。对结果进行统计学分析。结果:基底动脉迂曲组基底动脉平均流速、峰值流速及血流量均比正常对照组低(平均流速:t=-5.55,P<0.0001;峰值流速:t=-5.33,P<0.0001;血流量:t=-2.29,P=0.025<0.05);基底动脉迂曲组延髓、脑桥、小脑、枕叶FAIR值及其总和与正常对照组相比其差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:基底动脉走行迂曲可以引起基底动脉流速及流量的下降,但在一定范围内其供血区脑组织灌注值无改变。实验二:基底动脉狭窄的血流动力学研究目的:探讨椎-基底动脉狭窄时基底动脉及其供血区脑组织血流动力学情况。方法:经MRA检查发现基底动脉狭窄者16例,基底动脉闭塞者3例。正常志愿者16例。所有受试者均行颅脑MRI、MRA、Fast CINE PC(扫描基底动脉狭窄程度最重的层面及狭窄以远管腔相对正常的层面)及FAIR序列检查,对图像进行后处理,得出流速并计算出流量。测量两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值。对结果进行统计学分析。结果:狭窄处与对照组之间平均流速、峰值流速及血流量均有差异,狭窄处以远与对照组之间平均流速、峰值流速及血流量均有差异,狭窄处与狭窄处以远之间平均流速、峰值流速及血流量均无差异(P<0.05)。基底动脉供血区脑组织灌注总值较对照组低(t=-2.24,P=0.03<0.05)。狭窄处基底动脉血流量与血管狭窄程度呈负相关,相关系数=-0.39(P=0.03<0.05)结论:基底动脉狭窄会引起血液流速及流量的减低;基底动脉血流量与基底动脉狭窄程度呈负相关。基底动脉狭窄闭塞者后循环供血区脑组织灌注总值减低,但与基底动脉狭窄程度不相关。实验三:后循环脑梗死血流动力学研究目的:探讨后循环脑梗死时基底动脉及其供血区脑组织血流动力学情况。方法:经MRI检查发现后循环脑梗死者39例,正常志愿者39例。所有受试者均行颅脑MRI、MRA、Fast CINE PC(基底动脉无狭窄者扫描基底动脉中间层面,狭窄者扫描狭窄处流速)及FAIR序列检查,对图像进行后处理,得出流速并计算出流量。测量两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值。对结果进行统计学分析。结果:后循环梗死组基底动脉平均流速、峰值流速及血流量均较对照组减低(平均流速:χ2=16.02,P<0.0001;峰值流速:χ2=15.07,P=0.0001<0.05;血流量:χ2=21.09,P<0.0001)。基底动脉供血区脑组织灌注总值较对照组低(χ2=-2.24,P=0.03<0.05)。结论:后循环梗死时基底动脉平均流速、峰值流速及血流量均减低。后循环梗死患者后循环供血区脑组织灌注总值减低。实验四:眩晕患者血流动力学研究目的:探讨眩晕患者基底动脉及其供血区脑组织血流动力学情况。方法:临床表现为眩晕者及正常志愿者各50例。所有受试者均行颅脑MRI、MRA、Fast CINE PC(扫描基底动脉中间层面)及FAIR序列检查,对图像进行后处理,得出流速并计算出流量。测量两侧枕叶、小脑、脑桥、延髓FAIR值。对结果进行统计学分析。结果:眩晕组基底动脉平均流速、峰值流速及血流量均较对照组低(平均流速:t=-5.79,P<0.0001;峰值流速:t =-5.71,P<0.0001;血流量:t =-4.92,P<0.0001)。MR扫描脑实质及血管均无明显异常者基底动脉平均流速、峰值流速及血流量亦较对照组低(平均流速:t=-2.72,P=0.0086<0.05;峰值流速:t =-3.12,P=0.0027<0.05;血流量:t =-3.53,P=0.0008<0.05)。眩晕组基底动脉供血区脑组织灌注总值与对照组间差异无统计学意义(χ2=0.76,P=0.38>0.05)。结论:无论脑实质及脑血管有无缺血性病变,眩晕患者基底动脉血液流速及流量均减低。眩晕患者椎-基底动脉供血区脑组织的灌注值无明显改变。第五部分:基底动脉管壁和管腔多参数MR成像实验一:正常国人基底动脉管壁和管腔多参数MR成像目的:应用双反转恢复(double inversion recovery, DIR)序列对正常成年国人基底动脉管壁及管腔进行在体观察和测量,了解正常参数值以供临床参考。方法:不同年龄段正常志愿者50例,男25例,女25例。采用3.0TMR扫描仪,行颅脑MRI、MRA及DIR序列检查。在DIR序列图像上测量基底动脉管壁厚度、管腔内径,可间接得到血管总面积,管腔面积、管壁面积以及管壁标准化指数;在MRA正位像上测量与DIR序列检查层面相对应的基底动脉管腔直径。对结果进行统计学分析。结果:不同年龄组基底动脉管壁及管腔诸参数间差异均无统计学意义(P >0.05)。MRA上所测得的基底动脉直径与DIR序列所测的直径间差异无统计学意义(t=-0.48,P=0.63>0.05)。结论:MR高分辨DIR成像为非侵袭性地对基底动脉形态特点进行成像、评估和测量提供了一种新的方法。MRA上所测得的基底动脉直径与DIR序列所测的直径具有较好的一致性。实验二:基底动脉纤细及狭窄管壁和管腔多参数MR成像目的:探讨DIR序列对基底动脉纤细及狭窄闭塞患者诊断的精确性,以对动脉硬化的发生及发展做出预测。方法:经MRA检查发现基底动脉纤细者9例,基底动脉狭窄、闭塞者17例作为病例组。正常志愿者20例作为对照组。所有受试者均行颅脑MRI、MRA及DIR序列检查。在DIR序列图像上测量基底动脉管壁厚度、管腔内径。对结果进行统计学分析。结果:基底动脉前壁厚度:纤细组、狭窄闭塞组与对照组两两之间差异均无统计学意义(χ2=6.02,P=0.049>0.05);后壁、左侧壁、右侧壁厚度:纤细组与对照组无差别,纤细组与狭窄闭塞组有差别,狭窄闭塞组与对照组有差别(后壁:χ2=17.42,P=0.0002<0.05;左侧壁:χ2=10.46,P=0.0054<0.05;右侧壁:χ2=15.67,P=0.0004<0.05)。左右径:纤细组、狭窄闭塞组与对照组两两之间差异均有统计学意义(χ2=21.17,P<0.0001)。血管总面积:纤细组与对照组有差别,纤细组与狭窄闭塞组有差别,狭窄闭塞组与对照组无差别(χ2=10.99,P=0.0041<0.05)。管腔面积:纤细组、狭窄闭塞组与对照组两两之间差异均有统计学意义(χ2=21.17,P<0.0001)。管壁面积:纤细组与对照组无差别,纤细组与狭窄闭塞组有差别,狭窄闭塞组与对照组有差别(χ2=16.04,P=0.0003<0.05)。管壁标准化指数:纤细组与狭窄闭塞组无差别,纤细组与对照组有差别,狭窄闭塞组与对照组有差别(F=17.02,P<0.0001)。结论:不能简单地以动脉管腔粗细作为判定管腔狭窄的标准,管壁面积和管壁标准化指数可以评价动脉粥样斑块负荷。