VCTDSA聯(lián)合CT灌注成像對急性缺血性腦卒中影像診斷價值

魏有東， 呂發(fā)金， 李 琦， 鄒德智， 謝 鵬

腦血管疾病是嚴(yán)重危害人類健康和生存質(zhì)量的常見病及多發(fā)病，是目前人類疾病的三大死亡原因之一。我國腦血管病的發(fā)病率為150/10萬，死亡率為120/10萬，每年新發(fā)病例130～150萬例，每年死于卒中者近100萬例，幸存者約3/4不同程度喪失勞動能力，重度致殘者40%以上。因此對腦血管疾病發(fā)病機(jī)制及臨床防治的研究，是當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)課題。防治腦血管疾病的關(guān)鍵之一是早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療。早期診斷主要依靠影像學(xué)技術(shù)，然而目前的常規(guī)影像診斷技術(shù)對腦血管病變早期檢出率低，需要有先進(jìn)的影像診斷技術(shù)。本研究旨在探討容積CT數(shù)字減影血管造影(Volume Computed Tomographic Digital Subtraction Angiography，VCTDSA)聯(lián)合CT灌注成像對急性缺血性腦卒中的影像學(xué)診斷價值。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

2007年1 月～2009年12月臨床疑似急性缺血性腦卒中患者30例，其中男性18例，女性12例;年齡50～75歲，平均年齡60.5歲。發(fā)病至就診時間在24h以內(nèi)，符合1995年全國第四界腦血管會議提出的腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)，所有病例經(jīng)頭部CT排除腦出血、腦腫瘤。排除標(biāo)準(zhǔn):近期有出血性疾病，合并嚴(yán)重的肝腎功能不全，以往有腦卒中史并遺留神經(jīng)功能缺損者。所有病例均得到患者家屬知情同意。

1.2 儀器及掃描參數(shù)

1.2.1 掃描方法 使用GE VolumeCT 64層螺旋CT機(jī)，所有患者均先行頭部CT平掃，選取基底節(jié)區(qū)及其上下層面進(jìn)行灌注成像。經(jīng)肘靜脈使用高壓注射器以4ml/s速度注入優(yōu)維顯30ml(370mgI/ml)，生理鹽水15ml，延遲5s后對選定層面進(jìn)行灌注掃描:管電壓80V，管電流200mA，層厚5mm，掃描8層共4cm范圍，持續(xù)70s，共280層。

1.2.2 CT灌注分析 原始圖像傳至 adw4.2工作站，使用GE perfusion3灌注軟件包進(jìn)行圖像后處理，該灌注軟件包基于去卷積數(shù)學(xué)模型。首先使用電影循環(huán)功能快速連續(xù)顯示圖像來檢測患者有無移動，然后使用CT閾值滑塊來定義協(xié)議所處理的CT值范圍(0～12HU)，以減少空氣和骨計算所占用的時間。選擇大腦前動脈作為輸入?yún)⒖紕用}，上矢狀竇作為輸出靜脈，經(jīng)過計算獲得腦血流量(Cerebral blood flow，CBF)、腦血容量(Cerebral blood volume，CBV)、平均通過時間圖 (Mean transittime，MTT)和達(dá)峰時間(T ime to peak，TTP)，并對這些參數(shù)進(jìn)行定量分析。

1.2.3 VCTDSA VCTDSA 參數(shù)為:平掃100kV，增強(qiáng)后 120kV，300mA，旋轉(zhuǎn)速度 0.4S，Pitch:0.531，F(xiàn)OV:18～24cm。團(tuán)注測試掃描結(jié)束后5min，固定患者頭部，依次獲得空間位置相同的頭部平掃和增強(qiáng)掃描圖像，掃描范圍從第1頸椎至顱頂。對比劑優(yōu)維顯以同樣速率注射60～80ml，以20～40ml生理鹽水沖管。掃描結(jié)束后，圖像重建為層厚0.625mm，層間距 0.625mm 的圖像數(shù)據(jù)，傳送到AW4.2工作站進(jìn)行后處理。

1.3 圖像后處理及分析

由熟練的醫(yī)師進(jìn)行VCTDSA圖像后處理。利用Add/Sub軟件，用重建后的增強(qiáng)掃描圖像減去平掃圖像，得到減影后的圖像原始數(shù)據(jù)，選用3D VR重建。多角度多方向觀察VCTDSA圖像，并存儲。圖像分析由兩位有經(jīng)驗的放射學(xué)教授進(jìn)行雙盲法讀片和圖像質(zhì)量評估，通過協(xié)商解決差異。

2 結(jié)果

25例患者頭部CT平掃未見與臨床癥狀相對應(yīng)的腦缺血灶，CT灌注圖上可發(fā)現(xiàn)與臨床癥狀相對應(yīng)的腦缺血區(qū)。，表現(xiàn)為CBF下降、CBV下降、MTT延長、TTP延長。5例患者頭部CT平掃可見與臨床癥狀相對應(yīng)的片狀、不規(guī)則狀低密度影。CT灌注成像檢查顯示腦梗死灶邊緣較頭部CT平掃清楚，病灶中心區(qū)血流減低較周邊區(qū)明顯，表現(xiàn)為CBF下降、CBV下降、MTT延長、TTP延長或無TTP出現(xiàn)。23例患者可見相應(yīng)責(zé)任血管的不同程度的狹窄，VCTDSA可準(zhǔn)確的評估血管狹窄程度。其余7例患者VCTDSA未檢出相應(yīng)責(zé)任血管狹窄(見圖1～圖5)。

圖1 頭部CT示左側(cè)基底節(jié)區(qū)新發(fā)腦梗死

圖2 CBF灌注參數(shù)圖示左側(cè)基底節(jié)區(qū)CBF降低

圖3 CBV灌注參數(shù)圖示左側(cè)基底節(jié)區(qū)CBV降低

圖4 MTT參數(shù)圖示與CBF參數(shù)圖范圍基本一致的MTT稍延長區(qū)

圖5 VCTDSA:相應(yīng)責(zé)任血管未見狹窄

3 討論

3.1 CT灌注成像(CTP)

是指靜脈注射對比劑的同時對選定的層面進(jìn)行連續(xù)掃描，以獲取該層面內(nèi)每一像素的密度隨時間變化的曲線，即時間-密度曲線(time-densitycurve，TDC)，根據(jù)該曲線利用不同的數(shù)學(xué)模型計算出各種灌注參數(shù)并得出各種灌注圖像，以此來評價組織器官的血流灌注狀態(tài)。Teksam等［1］研究證實(shí)CTP對診斷早期腦梗死的敏感度為93%，特異度為98%，與單光子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描(SPECT)相似。因此，CTP可早期發(fā)現(xiàn)缺血病灶部位、范圍和程度，對急性期腦梗死的診斷具有重要意義。MTT代表血液到達(dá)感興趣區(qū)的時間，其時間延長是血流速度減慢或側(cè)支循環(huán)代償不良的直接反應(yīng)。而CBF、CBV的減低，則預(yù)示著星形膠質(zhì)細(xì)胞足板腫脹，造成腦局部血管受壓變窄、局部微循環(huán)障礙。與MTT類似的TTP對區(qū)分正常腦組織和缺血腦組織非常敏感，但對腦組織的缺血損害程度等評價不如CBF和CBV準(zhǔn)確［2］。已有大量研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合CBF與CBV兩個灌注參數(shù)是診斷梗死灶最敏感、最可靠的指標(biāo)［3，4］，梗死灶在 CTP圖像上表現(xiàn)為CBF與CBV 均明顯下降。本實(shí)驗證實(shí)在CTP上表現(xiàn)為CBF與CBV均較對側(cè)明顯下降。符合上述研究結(jié)果。

3.2 DSA、CTA 及 MRA

MRA是根據(jù)血管內(nèi)血液流動狀態(tài)、方向及速度等進(jìn)行的血管成像，血管病變的顯示與血液流動狀態(tài)有關(guān)。MRA的優(yōu)點(diǎn)為無需造影劑、無輻射、動脈或靜脈系統(tǒng)能分別成像，成像分辨力和清晰度較好，高場強(qiáng)(1.5T以上)MRA成像接近DSA，費(fèi)用較低，可作為腦血管病早期診斷和大規(guī)模篩選的主要方法。缺點(diǎn)是立體形態(tài)描述不如3D CTA，易受血腫、水腫以及腦軟化灶信號影響，且血管壁的鈣化或血液湍流可引起偽影。增強(qiáng)MRA可真實(shí)反映血管病變，但MRA空間分辨率低，不易檢出小血管病變。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，MRA空間分辨率和時間分辨率的提高，可以檢出更小的血管病變。

CTA利用血管內(nèi)高密度對比劑產(chǎn)生圖像對比，能顯示顱內(nèi)血管病變。單層螺旋CT腦血管CTA可顯示＞3mm的血管病變，對于＜3mm病變檢出存在困難，隨著CT計算機(jī)技術(shù)和軟硬件發(fā)展，目前64層螺旋CT可進(jìn)行容積掃描，最小空間分辨率可達(dá)0.034mm3，最薄切層厚度達(dá) 0.625mm，達(dá)到各向同性分辨率，可重建成三維血管圖像，從而更準(zhǔn)確顯示血管病變。即CTA有了很大的發(fā)展，但也存在一定的局限性:(1)CTA只能觀察血管解剖而不能動態(tài)觀察血流，無法依時間順序分別顯示動脈、毛細(xì)血管和靜脈，無法正確判斷血流方向;(2)受血管內(nèi)對比劑增強(qiáng)高峰時間及掃描設(shè)備的限制，成像的血管范圍受一定影響，不能顯示顱內(nèi)全部血管。(3)掃描參數(shù)、CT閾值選擇若不當(dāng)(閾值過寬或過窄)，會使血管顯示失真，掃描后圖像處理時間較長;(4)對近顱骨的腦底動脈、腦靜脈和硬膜竇血管病變因受顱骨干擾仍難以顯示，容易漏診和誤診。頸部血管受頸椎影響顯示不完整，尤其是難以顯示椎動脈病變的全貌［5，6］。

數(shù)字減影血管造影術(shù)(DSA)是目前診斷腦血管病變的金標(biāo)準(zhǔn)，其檢查結(jié)果真實(shí)、可靠。但仍存在以下問題:(1)在腦梗死超早期不能進(jìn)行此項檢查。(2)不能同時明確病變性質(zhì)及梗死面積。(3)除3D-DSA外不能進(jìn)行三維成像，難以一次完成全腦血管造影，可能對病變產(chǎn)生漏檢、漏診，特別是對血管末端的異常病變。(4)是一種創(chuàng)傷性血管檢查，存在手術(shù)風(fēng)險、并發(fā)癥、價格昂貴［7，8］。

3.3 容積CT數(shù)字減影血管造影(VCTDSA)

是本課題組設(shè)計出一種新技術(shù)。本研究利用VCT的高空間和時間分辨率，建立一種VCTDSA方法，通過同時獲取空間位置相同的平掃和增強(qiáng)數(shù)據(jù)，薄層重建后，用減影軟件行增強(qiáng)后像素值對平掃像素值的減影，得到一組去除骨和腦組織等不強(qiáng)化組織的減影原始圖像，用這組圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像后處理，得到血管圖像。因為是用VCT采集數(shù)據(jù)，用數(shù)字減影的方法獲得的血管圖像，故稱為VCTDSA。該技術(shù)具有DSA的血管顯示率，除去骨干擾，又具有CTA的空間分辨率和三維立體顯示能力，可大大提高腦血管病變的檢出率和確診率。同時應(yīng)用血管分析技術(shù)對血管內(nèi)斑塊的形成和性質(zhì)進(jìn)行診斷和鑒別診斷。VCTDSA為無創(chuàng)的CTA檢查，去除了骨偽影，三維、立體顯示全腦血管結(jié)構(gòu)，為腦血管病診斷提供準(zhǔn)確、客觀的圖像，可取代有創(chuàng)的DSA檢查作為血管病變診斷的標(biāo)準(zhǔn)。VCTDSA可清晰檢測出直徑1mm的微小血管病變，對于動態(tài)監(jiān)測腦缺血區(qū)周圍血管及血流的重構(gòu)變化有重要意義。目前本課題組已有影像學(xué)研究VCTDSA診斷顱內(nèi)動脈瘤，結(jié)果提示VCTDSA具有較高的敏感性、特異性，且圖像真實(shí)、可靠，可作為臨床首選的動脈瘤篩選方法［9］。本研究結(jié)果證實(shí):VCTDSAD在30例缺血性卒中可發(fā)現(xiàn)23例患者有相應(yīng)責(zé)任血管的不同程度的狹窄，可準(zhǔn)確評估血管狹窄程度。其余7例患者VCTDSA未檢出血管狹窄。

3.4 VCTDSA聯(lián)合CT灌注應(yīng)用價值

CT 灌注成像能顯示與神經(jīng)系統(tǒng)損害相對應(yīng)的腦組織局部灌注缺損區(qū)，VCTDSA圖像能顯示相應(yīng)的腦動脈血管狹窄的程度，它們聯(lián)合應(yīng)用可以有效評估腦血管病變的血流情況和狹窄程度。VCTDSA聯(lián)合CT灌注的新方法，在同一時間快速對腦缺血部位和阻塞的責(zé)任血管進(jìn)行同步的早期診斷，對下一步的治療決策、評價療效和預(yù)后評估提供依據(jù)，有助于減少檢查延誤時間，為臨床早期診斷和治療有重要指導(dǎo)意義。

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