顱內動脈瘤的影像學診斷研究進展

孫 敏,羅彩華

顱內動脈瘤(intracranial aneurysms,IAN)是造成自發性蛛網膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)首位病因,SAH有50%～70%為IAN破裂所致[1],每年發生破裂而致SAH的危險是1%～2%,病死率高達50%[2]。IAN的影像學診斷進展很快,如數字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、X線計算機斷層血管造影(CT angiography,CTA)、磁共振血管造影(MR angiography,MRA)的應用,使得IAN診斷的手段有更多的選擇,準確度也不斷提高。以CTA為例,Liang等[3,4]報道,CTA檢出IAN的敏感性為77%～97%,特異性為100%,檢出動脈瘤的最小直徑為2 mm。能夠正確認識以上幾種血管成像技術在IAN的診斷、治療及療效評價中的優缺點,提高IAN的診治水平。

1 顱內動脈瘤的概述

IAN的定義為:腦動脈的局部異常擴張,同時伴有管壁變薄[5]。按形態可分為囊形、夾層、蛇形以及IAN伴或不伴有血栓形成,其中以囊形最為常見。IAN破裂的概率主要取決于IAN的大小和部位[6]。IAN好發于血管薄弱分叉處,如Willis環大動脈分叉部,其中以頸內動脈顱內段多見,其次為前交通動脈、大腦中動脈、大腦前動脈及后交通動脈。

2 影像學表現

2.1 IAN的DSA影像學特點 DSA是影像增強技術、電視技術和計算機技術相結合的產物,它是將造影前后獲得的數字圖像進行數字剪影,在剪影圖像中消除骨骼和軟組織結構,使低濃度的造影劑所充盈的血管在剪影中顯影出來有較高的圖像對比度。DSA從應用于臨床以來,一直以其優秀的圖像質量和穩定的診斷作為腦血管疾病檢查的金標準[7,8]。有傳統2D-DSA和3D-DSA,2D-DSA具有良好的空間分辨率,可以顯示直徑0.5 mm的腦血管,但難以避免由于血管重疊及血管迂曲、反折等因素影響動脈瘤的診斷[9]。3D-DSA是將旋轉球管技術和 2DDSA相結合,再融合先進的圖像后處理技術。常用的后處理技術有容積重建(volume rendering,VR)和最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)。可對影像做任意角度的旋轉,能清晰顯示IAN的形態、大小,與周圍血管的空間毗鄰關系。3D-DSA可發現與血管重疊的小動脈瘤及其與載瘤動脈的關系,并能準確的判斷有無破裂[10]。Abe等[11]認為,3D-DSA不僅可以獲得高質量圖像,還可以提高工作效率,減少曝光時間。

DSA的優點:①空間分辨率高,可顯示直徑很小的腦血管穿支動脈,3D-DSA能顯示直徑2 mm以下的小血管圖像,如選擇性插管時直徑200μm以下的小血管及病灶也能很好顯示,可清晰的顯示各級腦血管分支的大小、位置、形態及變異,能較準確的測量瘤體的直徑、瘤頸的寬度,為選擇相應的治療方案,提供重要的信息。3D-DSA三維成像功能不僅能以高分辨率清晰地腦血管解剖結構,還可通過減少曝光次數來減少放射劑量。②可顯示血流動力學情況。腦動脈造影為選擇性頸內動脈及椎動脈造影,可動態、清楚地顯示動脈、靜脈、血管變異及血管狹窄等情況,還可同期進行壓頸試驗或球囊閉塞實驗,以明確與動脈瘤治療有關的血流動力學的變化。③在檢查的同時,對IAN進行治療,這也是DSA獨有的優勢。

DSA的缺點:①有創傷性檢查,需行股動脈置管,體內應用肝素等抗凝藥物及對比劑的應用,容易誘發再出血及血管痙攣,約0.9%～2.3%的患者可能發生神經系統并發癥,如缺血性腦卒中和易造成動脈瘤破裂,也可加重和誘發腦血管痙攣的發生,約0.3%的患者會出現永久性神經功能缺損[12],約0.6%的患者會出現嚴重內科并發癥,如腹股溝血腫、外周血管血栓形成、一過性低血壓和動靜脈瘺等,而且操作復雜,對操作醫生的要求高。②對有血栓形成的IAN,顯影不清或不顯影。③對SAH急性期的患者,可因血管痙攣致載瘤動脈及IAN充盈欠佳,血管走行重疊、成角及投射角度不當等原因,致使部分漏診及誤診。④導管也有損傷動脈內膜,造成血栓脫落等風險。⑤不能同時顯示雙側頸內動脈、椎基底動脈系統、Wills環。

2.2 IAN的CTA影像學特點 CTA是在靜脈內注射造影劑后進行頭顱薄層掃描,將影像資料輸入計算機,用特殊的軟件包括VR、MIP、多平面重建(multiplanner-reconstruction,M PR)等進行三維影像重建,特異性地顯示腦血管結構。隨著科技的發展,多層螺旋CT的空間分辨率、密度分辨率及時間分辨率均有了質的飛躍,使CTA對顱內動脈瘤的診斷有了明顯提高,一般而言對顱內動脈瘤的診斷敏感度可達67%～100%,特異度50%～100%[13]。國內有報道采用GE Lightspeed pro16層螺旋CT行3D-CTA檢查出最小的IAN為1.1 mm[14],而Phillips公司256層智能CT能達到各向同性,即像素三維幾乎相等[15],3D-CTA與3D-DSA比較,目前多數文獻顯示,兩者差異無統計學意義。

CTA的優點:①快速、安全,無腦血管造影檢查的并發癥,它可在平掃發現蛛網膜下腔出血后立即進行,掃描及后處理的時間短,能夠快速明確診斷,通過肘前靜脈注入對比劑,幾乎無創傷,不會造成嚴重不適反應,一般不誘發顱內出血。②利用M PR、VR、MIP等后處理技術,清晰的顯示顱內動脈的立體輪廓及動脈瘤的全貌和特征表現,即動脈瘤位置、大小、形狀、方向以及瘤頸和載瘤動脈之間的解剖關系,也可顯示動脈瘤周圍復雜的血管關系及穿支血管的位置,可以從不同角度了解IAN的結構,近來發展的螺旋CT減影技術及應用偽彩色成像技術使具有不同值的組織以不同顏色顯示,在很大程度上解決了靠近顱骨血管的顯示問題,可顯示顱底骨性結構和IAN的關系,并為手術設計手術入路提供重要信息[16]。③對載瘤動脈鈣化及瘤體內的血栓能很好地顯示,并可通過CT內鏡技術了解血管內部的情況,為下一步治療帶來方便。④顯影不受局部血流狀態的影響,如渦流、鈣化、血栓形成等。⑤能同時顯示雙側頸內動脈、椎基底動脈系統、Wills環,進行雙側血管對比。

CTA的缺點:①空間分辨率不如DSA。這主要是由部分容積效應和噪聲所致[17]。對一些重要的小穿支動脈顯示欠佳,如脈絡膜前動脈、丘腦穿動脈等。②只能觀察血管解剖結構而不能全面反映血流動力學情況(如優勢供血、側支循環等),不能動態反映血流情況。③目前臨床多采用一次性靜脈給藥,延遲時間難以精確控制,難以克服血管痙攣和靜脈期的干擾,及獲得靜脈期圖像不理想。④動脈瘤頸部細長的動脈瘤血液或對比劑難以進入瘤體致動脈瘤顯影欠佳。⑤檢查后后處理相對復雜,重建處理需較長時間,對技術人員的要求較高。

2.3 IAN的MRA影像特點 MRA真正實現無創腦血管造影。MRA是利用磁共振成像技術中流動血液的流動效應與周圍靜止組織的自然對比來顯示血管,其基本原理是流動相關增強效應和相位改變效應,基于兩種效應形成的技術及時間飛躍法(TOF)和相位比較法(PC),腦動脈一般較細且迂曲,宜用TOF-MRA技術[18]。PC-MRA法在臨床應用不多,TOF-MRA利用血管內血流速度和形態成像,與其他利用對比劑填充管腔的成像法不同[19]。對比增強MRA也是磁共振血管造影的一種方法,利用對比劑充盈血管形成的穩定的磁共振信號來反映血管形態學方面的信息。由于其時間較短,在顯示IAN上不如TOF法MRA清晰。前兩種方法無需注射對比劑,圖像質量主要與磁場強度、血液流速、操作者技術等有關,后一種技術需要向血管內注射順磁性對比劑。后處理方法有VR、MIP。

MRA的優點:①無創性、無輻射危害、無腦血管造影檢查并發癥。②可以不同角度顯示IAN的形態、大小及與載瘤動脈之間的關系,為進一步治療提供信息。③病變顯示不受顱骨偽影影響,可以清楚顯示腦實質情況。④介入栓塞術后,復查安全,且有良好的成像質量[20]。⑤可以用于血液流動速度的測量。

MRA的缺點:①空間分辨率較低,分辨率不如DSA,立體形態描述不如CTA。易受血腫、水腫以及腦軟化灶信號影響。不易發現動脈末端的病變,不能完全滿足手術前顯示動脈瘤頸和動脈瘤與載瘤動脈關系的要求[21]。②成像時間相對較長,SAH患者躁動偽影影像圖像質量。③對血流速度、流量有限或以湍流為主的IAN不敏感;對走行于掃描層面而非垂直的血管、扭曲、分叉的血管因飽和作用造成信號丟失,局部狹窄或擴張的血管及大的動脈瘤,因為湍流或渦流,使血管顯示差或出現夸大效應。④體內有金屬異物患者不能實行檢查。⑤不能顯示IAN的鈣化。

3 小 結

血管成像技術的發展,為IAN的診斷提供了強大的技術支持,但這需要建立在熟練及規范操作的基礎之上。DSA以其高特異性、高敏感性和高準確性仍是目前公認的腦血管疾病診斷、術前評估和評價其他血管影像學技術的“金標準”。但因其有創、耗時長、費用高、操作復雜等因素不易廣泛使用。近年來出現的無創血管成像技術的發展,彌補了DSA的不足。急診或門診患者可先行CT平掃檢查,若證實有自發性SAH或顱內血腫并懷疑腦血管疾病,特別是IAN者應立即行CTA或MRA檢查。因CTA對IAN的病因診斷準確性高,操作簡單、快捷,經濟,安全性、敏感性高,尤其對于急癥、病情危重、不能耐受DSA檢查的、高齡伴心肺功能差等患者可作為首選檢查方法。但在個體診斷細節上,如對IAN破口的位置、周圍血流動力學的改變、有無血栓、鈣化等情況,CTA仍無法替代DSA,兩種檢查聯合應用,可更精確地描述IAN的病理狀態,當有介入治療指征CTA或MRA顯示欠佳者,DSA檢查仍是必要的。MRA無輻射,且無需對比劑,對于臨床疑診為IAN患者可作為一種篩選方法。總之,DSA、CTA、MRA在診斷顱內動脈瘤的診斷中各具有優勢和不足,應結合患者的病情和臨床實際合理選用各項檢查。

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