應用動態CT 血管成像聯合CT 灌注成像研究偏頭痛發作期顱內血流量的改變

尹學青，黃瑞，阮新忠，張泳潮，藍文婷

偏頭痛是一種常見的發作性的慢性神經血管性疾病，全球年患病率為15%～18%[1]，通常表現為偏側中重度搏動樣頭痛，可伴有視覺異常、惡性嘔吐及畏聲畏光等，嚴重影響患者的生活質量，其病理生理及發病機制目前尚不明確。根據有無先兆癥狀，偏頭痛分為有先兆性偏頭痛（MA）及無先兆性偏頭痛（MO）兩種類型。目前診斷偏頭痛主要參考國際頭痛協會分類標準[2]及相關量表，缺乏客觀有效的輔助診斷方法。研究表明偏頭痛的發生與腦血流動力學變化有關[3]。為了進一步探究偏頭痛發作期顱腦血管狀態及血流量改變情況，本研究采用CT血管成像（CTA）及CT 灌注成像（CTP）來分析偏頭痛發作時顱內主要血管形態學及血流量變化特征，以期為偏頭痛的臨床診斷提供有價值的輔助參考，并為偏頭痛的病理生理研究提供有效的影像學支持。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016 年1 月至2019 年12 月在寧波市第一院就診的且在本院進行顱腦動態CTA 掃描的偏頭痛患者。納入標準：（1）符合國際頭痛分類第三版偏頭痛診斷標準[4]；（2）有偏頭痛發作病史至少1 年；（3）動態容積CT檢查在發病12 h 以內完成，期間未接受偏頭痛藥物及其他治療。排除標準：有明顯顱內器質性病變（動脈粥樣硬化、動脈瘤、占位）、嚴重高血壓及糖尿病。根據有無先兆癥狀將收集到的符合要求的患者分為MA 亞組和MO 亞組。選擇可獲得的偏頭痛患者非發作期（癥狀消失3 d 以上）的顱腦動態CTA檢查作為對照組。本研究經醫院倫理委員會批準，所有檢查者均在檢查及碘對比劑使用知情同意書上簽字，符合相關醫學倫理要求及規范。

1.2 方法 所有患者頭顱CT 檢查均采用320 排動態容積CT（Toshiba Aquilion One）掃描，覆蓋范圍為16 cm，掃描層厚為0.5 mm，管電壓80 kV，管電流150～310 mA，注射非離子型對比劑50 ml，速率5.0～5.5 ml/s。先進行一次平掃，并在開始注射對比劑5 s 后進行連續多次掃描，總共掃描19期，掃描總時間為50～60 s。

1.3 圖像處理 每個容積數據包括320幅圖像，一次檢查共產生圖像6080 幅。將所有數據導入東芝公司4D-DSA頭顱軟件包進行自動減影，再生成動態血管三維圖像，選擇容積再現（VR）及最大密度投影（MIP）成像方式多角度存儲圖像。隨后將原始數據導入Vetrea 顱腦4D-Perfusion 軟件，進入頭顱分析模塊，由軟件自動生成包含局部腦血流量（rCBF）的全腦CTP 三維圖像，均以偽彩圖顯示。選擇圓形ROI 區域，直徑均設置為15 mm，選擇5 對ROI模塊，放置于軸位額葉、顳葉、枕葉、頂葉皮層下區及小腦半球外帶區域，手動調節ROI位置，平均每葉選擇三個位置，取平均值，盡量避開腦溝及血管區域，當某一腦葉存在肉眼可見血流量異常區域時將ROI放置于此區域（圖1）。

圖1 CTP 偽彩圖及ROI 位置示意圖

1.4 圖像分析及數據獲取 由兩名5年以上工作經驗的放射醫生進行CTA 及CTP 圖像觀察和診斷。血管痙攣即血管呈短暫或持續收縮狀態，表現血管內壁毛糙，管腔明顯變細，多粗細不均，偏頭痛一般累及較長范圍血管，但血管無器質性病變，無偏頭痛發作時血管光整無狹窄（圖2）。當兩名診斷醫師診斷結果不一致時，由10 年以上工作經驗的第三名放射醫師協助診斷。分別統計偏頭痛組及對照組不同腦葉的灌注參數rCBF值。對患者CTP 圖像各腦葉兩側鏡像區域血流量進行不對稱性分析，計算鏡像配對ROI 區rCBF 的不對稱指數（AI）[5]，AI=200×（ROI 左－ROI 右）/（ROI 左＋ROI 右），絕對值︱AI︱＞10%認為兩側鏡像ROI 區域血流量不對稱。當血流量不對稱組中一側ROI 區域較該患者其他區域rCBF 值增高判定為局部血流量增加，若低于其他區域判斷為局部血流量減低。例如，右側顳葉rCBF 均值為36.9 ml·100 g·min，左側顳葉rCBF 均值為32.5 ml·100 g·min，則︱AI︱=12.7%，其他腦葉rCBF 均值為35.3～37.4 ml·100 g·min，其中左側顳葉rCBF 均值均低于其他腦葉，則判斷左側顳葉血流量減少。

圖2 CTA 示意圖

1.5 統計方法 采用SPSS 22.0 軟件進行數據分析，計數資料采用2檢驗；符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，采用t 檢驗；不符合正態分布的資料以中位數（上、下四分位數）表示，采用Mann-Whitney U 檢驗；血流異常區域分布與臨床癥狀之間的相關性分析采用Bayes 判別分析。P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 病例及CTA 結果 最終納入符合標準的偏頭痛患者93 例，其中男40 例，女53 例；年齡17～55 歲，中位年齡31歲；MA 49 例，MO 44 例。偏頭痛組19例（20.4%）出現顱內主要動脈及其分支的痙攣，兩名影像醫生評價結果一致。M0 亞組血管痙攣者發生率（36.3%，16例）較MA組（6.1%，3）高（2=14.25，P＜0.05）。收集到對照組25 例，其中男14例，女11 例；年齡15～53 歲，中位年齡34 歲；對照組顱內動脈動態CTA均未見明顯異常改變。

2.2 偏頭痛組和對照組灌注參數比較偏頭痛組27 例出現rCBF增高，46 例出現局部rCBF 減低。其中MA 亞組出現rCBF 增高23 例（46.9%），MO 亞組rCBF增高者4 例（9.1%），兩亞組差異有統計學意義（2=16.121，P＜0.001）。MA亞組16 例（32.6 %）出現低血流量區，MO 亞組30 例（68.1%）出現血流量區，兩亞組差異有統計學意義（2=6.171，P＜0.015）。見表1。

表1 偏頭痛組臨床資料及對應血流量情況 例（%）

2.3 偏頭痛組與對照組兩側AI 分析對照組CTP 圖像均無明顯肉眼可見腦血流量異常。對照組兩側鏡像區域各腦葉（125 對）rCBF AI 為2.33%±1.79%（0.94%～4.12%）。各腦葉腦灌注參數rCBF 為（26.4±10.5）ml·100 g·min。偏頭痛組總共對比了465 對ROI 灌注參數，總體AI為21.9%±10.6%（1.35%～27.2%），其中64 例（68.8%）中有105 對rCBF 的︱ AI ︱＞10%。偏頭痛組AI與對照組差異有統計學意義（t=6.738，P＜0.05）。偏頭痛組︱AI︱＞10%的各腦葉rCBF 值與對照組同部位差異均有統計學意義（均P ＜0.05）。除外64 例存在兩側各腦葉︱AI︱＞10%的患者，9 例出現兩側腦葉對稱性減低或增高，即rCBF 異常區ROI 兩側︱ AI ︱＜10%，包括5 例兩側枕葉血流量減低，2例兩側額葉及顳葉血流量減低，2 例兩側顳葉及頂葉血流量增加。見表2。

表2 偏頭痛組中各腦葉鏡像ROI 區血流量︱AI︱＞10%的rCBF 比較ml·100g·min

2.4 偏頭痛血流量異常與頭痛部位的相關性 偏頭痛組疼痛位于右側47 例（50.5%），左側疼痛35例（37.6%），兩側或交替疼痛的11 例（11.8%）。偏頭痛組右側血流量異常23 例（24.7%），其中rCBF增高9 例（9.7%），左側血流量異常14 例（15.1%），其中rCBF增高4 例（4.3%），雙側血流量異常36例（38.7%），均與偏頭痛位置無相關性（均P ＞0.05）。

2.5 血管痙攣與血流量異常的相關性偏頭痛患者中19 例顱內主干血管出現痙攣，其中MO 亞組有16 例（36.3%），MA 亞組有3 例（6.1%），兩組血管痙攣發生率差異有統計學意義（P ＜0.001）。血管痙攣的患者均出現了部分腦葉血流量不對稱（共30 對），另外45 例無肉眼可見血管痙攣，但存在部分腦葉（共75對）血流量異常，兩者差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.6 先兆及伴隨癥狀與血流量關系偏頭痛組78.5%的患者存在部分腦葉血流量異常，異常部位分別分布在顳葉39例（53.4%），枕葉28 例（38.4%），頂葉20例（27.4%），額葉10 例（13.7%），小腦8例（11.0%）。伴有視覺異常患者與枕葉異常血流量相關，惡性嘔吐、語言障礙與顳葉血流量異常均有相關性（均P ＜0.05），視覺異常與患者枕葉rCBF 減低有相關性（P ＜0.05），畏光畏聲與顳葉rCBF 增高有相關性（P ＜0.05），感覺異常及其他癥狀與腦葉血流量異常區域均無相關性（均P ＞0.05），其他臨床癥狀與rCBF增高或減低均無相關性（均P＞0.05）。見圖3。

圖3 偏頭痛先兆癥狀及伴隨癥狀與灌注異常區域的關系

3 討論

先前關于偏頭痛的血流動力學及血管周圍神經激活機制研究證明偏頭痛是腦血流、腦代謝及腦功能三者的相互作用的結果[6-7]，但是血流動力學改變在不同研究中結果存在很大差異。有研究證實偏頭痛先兆期大腦半球出現局部rCBF 減低[8]。Olesen 等[9]發現偏頭痛先兆期多數患者出現顱腦血流量減少，而發作期部分出現腦組織充血狀態。Thie等[10]用大宗偏頭痛MRI 樣本得出偏頭痛患者腦血流增快并血流量增加的結論。本研究將有先兆偏頭痛和無先兆偏頭痛發作期均與發作間期的血管及血流量情況進行對比，研究不同類型偏頭痛的血管舒縮及血流量差異。

本研究選取CT 進行血管及灌注研究是因為CT 掃描是本中心一種可即刻獲取的檢查手段，可以保證患者在偏頭痛發作期間及時進行數據采集。由于偏頭痛組部分患者出現腦組織局部血流量增高，部分患者出現血流量減低，且灌注異常部位不固定，所以本研究參照Wiest 等[10]和Hauf 等[11]分析灌注異常的方法，選擇鏡像ROI 區域AI 指數作為大腦兩側血流量的對比方法，進行定量及定性數據分析。

本研究結果顯示78.5%的患者血流量圖像較對照組出現異常改變，多數患者出現顱內血流量減低，少部分患者出現血流量增加，這與Totaro等[8]的研究結果一致。本研究選擇頭痛開始12 h 內的發作期患者，掃描時間窗的差異可能是研究中血流量異常與先前結果不完全一致的原因之一[12]，并且可解釋血流量異常區域與先兆或伴隨癥狀的相應功能區未完全相符的結果。經典的偏頭痛頸動脈造影研究表明偏頭痛發作時腦血流量減少從大腦后部開始，并逐漸向前擴散[13]。所以偏頭痛發作開始到CT 檢查的時間可能決定了灌注異常的區域或性質。本研究中偏頭痛發作12 h 內的患者部分出現血流量增加，部分出現血流量減少，且有先兆癥狀的患者高灌注比例較無先兆患者更高，均可以用以上研究成果解釋。

本研究有19 例存在血管痙攣的患者均出現了部分腦葉血流量不對稱，這說明偏頭痛發作時顱內不同區域血管痙攣程度不一致。無先兆患者出現血管痙攣的比例較有先兆者高，且出現高灌注比例很少，但多數患者存在低灌注區，且多位于顳枕葉，這與先前De Benedittis等[14]的研究基本一致。

本研究結果顯示患者出現異常灌注的區域與先兆癥狀或伴隨癥狀與之對應的腦功能區基本對應，這提示偏頭痛患者頭痛發作期與疼痛調節相關的腦功能區域灌注異常，有助于進一步理解偏頭痛的病理生理改變[15]。除1例患者（小腦︱AI︱=32.5%）外，其余患者的低血流量區域參數值均未低于正常區域的70%，區別于腦梗，因此檢測腦血流量情況可為偏頭痛診斷提供客觀的影像學依據。

本研究是回顧性設計，從患者頭痛發作到CT 檢查的時間未能完全統一，可能對研究結果有一定影響，期待后續研究在檢查的時機上做統一化處理。由于多期相掃描輻射劑量較大，沒有對所有患者進行縱向研究，因此仍需要大規模、多中心研究偏頭痛患者CTA及CTP成像特點，并期望后續研究用無放射性的磁共振血管成像和磁共振灌注成像取代CT 成像。