VCTDSA联合CT灌注成像对急性缺血性脑卒中影像诊断价值

魏有东， 吕发金， 李 琦， 邹德智， 谢 鹏

脑血管疾病是严重危害人类健康和生存质量的常见病及多发病，是目前人类疾病的三大死亡原因之一。我国脑血管病的发病率为150/10万，死亡率为120/10万，每年新发病例130～150万例，每年死于卒中者近100万例，幸存者约3/4不同程度丧失劳动能力，重度致残者40%以上。因此对脑血管疾病发病机制及临床防治的研究，是当今医学研究的重点和难点课题。防治脑血管疾病的关键之一是早发现、早诊断、早治疗。早期诊断主要依靠影像学技术，然而目前的常规影像诊断技术对脑血管病变早期检出率低，需要有先进的影像诊断技术。本研究旨在探讨容积CT数字减影血管造影(Volume Computed Tomographic Digital Subtraction Angiography，VCTDSA)联合CT灌注成像对急性缺血性脑卒中的影像学诊断价值。

1 材料和方法

1.1 临床资料

2007年1 月～2009年12月临床疑似急性缺血性脑卒中患者30例，其中男性18例，女性12例;年龄50～75岁，平均年龄60.5岁。发病至就诊时间在24h以内，符合1995年全国第四界脑血管会议提出的脑梗死诊断标准，所有病例经头部CT排除脑出血、脑肿瘤。排除标准:近期有出血性疾病，合并严重的肝肾功能不全，以往有脑卒中史并遗留神经功能缺损者。所有病例均得到患者家属知情同意。

1.2 仪器及扫描参数

1.2.1 扫描方法 使用GE VolumeCT 64层螺旋CT机，所有患者均先行头部CT平扫，选取基底节区及其上下层面进行灌注成像。经肘静脉使用高压注射器以4ml/s速度注入优维显30ml(370mgI/ml)，生理盐水15ml，延迟5s后对选定层面进行灌注扫描:管电压80V，管电流200mA，层厚5mm，扫描8层共4cm范围，持续70s，共280层。

1.2.2 CT灌注分析 原始图像传至 adw4.2工作站，使用GE perfusion3灌注软件包进行图像后处理，该灌注软件包基于去卷积数学模型。首先使用电影循环功能快速连续显示图像来检测患者有无移动，然后使用CT阈值滑块来定义协议所处理的CT值范围(0～12HU)，以减少空气和骨计算所占用的时间。选择大脑前动脉作为输入参考动脉，上矢状窦作为输出静脉，经过计算获得脑血流量(Cerebral blood flow，CBF)、脑血容量(Cerebral blood volume，CBV)、平均通过时间图 (Mean transittime，MTT)和达峰时间(T ime to peak，TTP)，并对这些参数进行定量分析。

1.2.3 VCTDSA VCTDSA 参数为:平扫100kV，增强后 120kV，300mA，旋转速度 0.4S，Pitch:0.531，FOV:18～24cm。团注测试扫描结束后5min，固定患者头部，依次获得空间位置相同的头部平扫和增强扫描图像，扫描范围从第1颈椎至颅顶。对比剂优维显以同样速率注射60～80ml，以20～40ml生理盐水冲管。扫描结束后，图像重建为层厚0.625mm，层间距 0.625mm 的图像数据，传送到AW4.2工作站进行后处理。

1.3 图像后处理及分析

由熟练的医师进行VCTDSA图像后处理。利用Add/Sub软件，用重建后的增强扫描图像减去平扫图像，得到减影后的图像原始数据，选用3D VR重建。多角度多方向观察VCTDSA图像，并存储。图像分析由两位有经验的放射学教授进行双盲法读片和图像质量评估，通过协商解决差异。

2 结果

25例患者头部CT平扫未见与临床症状相对应的脑缺血灶，CT灌注图上可发现与临床症状相对应的脑缺血区。，表现为CBF下降、CBV下降、MTT延长、TTP延长。5例患者头部CT平扫可见与临床症状相对应的片状、不规则状低密度影。CT灌注成像检查显示脑梗死灶边缘较头部CT平扫清楚，病灶中心区血流减低较周边区明显，表现为CBF下降、CBV下降、MTT延长、TTP延长或无TTP出现。23例患者可见相应责任血管的不同程度的狭窄，VCTDSA可准确的评估血管狭窄程度。其余7例患者VCTDSA未检出相应责任血管狭窄(见图1～图5)。

图1 头部CT示左侧基底节区新发脑梗死

图2 CBF灌注参数图示左侧基底节区CBF降低

图3 CBV灌注参数图示左侧基底节区CBV降低

图4 MTT参数图示与CBF参数图范围基本一致的MTT稍延长区

图5 VCTDSA:相应责任血管未见狭窄

3 讨论

3.1 CT灌注成像(CTP)

是指静脉注射对比剂的同时对选定的层面进行连续扫描，以获取该层面内每一像素的密度随时间变化的曲线，即时间-密度曲线(time-densitycurve，TDC)，根据该曲线利用不同的数学模型计算出各种灌注参数并得出各种灌注图像，以此来评价组织器官的血流灌注状态。Teksam等［1］研究证实CTP对诊断早期脑梗死的敏感度为93%，特异度为98%，与单光子发射计算机断层扫描(SPECT)相似。因此，CTP可早期发现缺血病灶部位、范围和程度，对急性期脑梗死的诊断具有重要意义。MTT代表血液到达感兴趣区的时间，其时间延长是血流速度减慢或侧支循环代偿不良的直接反应。而CBF、CBV的减低，则预示着星形胶质细胞足板肿胀，造成脑局部血管受压变窄、局部微循环障碍。与MTT类似的TTP对区分正常脑组织和缺血脑组织非常敏感，但对脑组织的缺血损害程度等评价不如CBF和CBV准确［2］。已有大量研究发现，联合CBF与CBV两个灌注参数是诊断梗死灶最敏感、最可靠的指标［3，4］，梗死灶在 CTP图像上表现为CBF与CBV 均明显下降。本实验证实在CTP上表现为CBF与CBV均较对侧明显下降。符合上述研究结果。

3.2 DSA、CTA 及 MRA

MRA是根据血管内血液流动状态、方向及速度等进行的血管成像，血管病变的显示与血液流动状态有关。MRA的优点为无需造影剂、无辐射、动脉或静脉系统能分别成像，成像分辨力和清晰度较好，高场强(1.5T以上)MRA成像接近DSA，费用较低，可作为脑血管病早期诊断和大规模筛选的主要方法。缺点是立体形态描述不如3D CTA，易受血肿、水肿以及脑软化灶信号影响，且血管壁的钙化或血液湍流可引起伪影。增强MRA可真实反映血管病变，但MRA空间分辨率低，不易检出小血管病变。随着MRI技术的发展，MRA空间分辨率和时间分辨率的提高，可以检出更小的血管病变。

CTA利用血管内高密度对比剂产生图像对比，能显示颅内血管病变。单层螺旋CT脑血管CTA可显示＞3mm的血管病变，对于＜3mm病变检出存在困难，随着CT计算机技术和软硬件发展，目前64层螺旋CT可进行容积扫描，最小空间分辨率可达0.034mm3，最薄切层厚度达 0.625mm，达到各向同性分辨率，可重建成三维血管图像，从而更准确显示血管病变。即CTA有了很大的发展，但也存在一定的局限性:(1)CTA只能观察血管解剖而不能动态观察血流，无法依时间顺序分别显示动脉、毛细血管和静脉，无法正确判断血流方向;(2)受血管内对比剂增强高峰时间及扫描设备的限制，成像的血管范围受一定影响，不能显示颅内全部血管。(3)扫描参数、CT阈值选择若不当(阈值过宽或过窄)，会使血管显示失真，扫描后图像处理时间较长;(4)对近颅骨的脑底动脉、脑静脉和硬膜窦血管病变因受颅骨干扰仍难以显示，容易漏诊和误诊。颈部血管受颈椎影响显示不完整，尤其是难以显示椎动脉病变的全貌［5，6］。

数字减影血管造影术(DSA)是目前诊断脑血管病变的金标准，其检查结果真实、可靠。但仍存在以下问题:(1)在脑梗死超早期不能进行此项检查。(2)不能同时明确病变性质及梗死面积。(3)除3D-DSA外不能进行三维成像，难以一次完成全脑血管造影，可能对病变产生漏检、漏诊，特别是对血管末端的异常病变。(4)是一种创伤性血管检查，存在手术风险、并发症、价格昂贵［7，8］。

3.3 容积CT数字减影血管造影(VCTDSA)

是本课题组设计出一种新技术。本研究利用VCT的高空间和时间分辨率，建立一种VCTDSA方法，通过同时获取空间位置相同的平扫和增强数据，薄层重建后，用减影软件行增强后像素值对平扫像素值的减影，得到一组去除骨和脑组织等不强化组织的减影原始图像，用这组图像数据进行图像后处理，得到血管图像。因为是用VCT采集数据，用数字减影的方法获得的血管图像，故称为VCTDSA。该技术具有DSA的血管显示率，除去骨干扰，又具有CTA的空间分辨率和三维立体显示能力，可大大提高脑血管病变的检出率和确诊率。同时应用血管分析技术对血管内斑块的形成和性质进行诊断和鉴别诊断。VCTDSA为无创的CTA检查，去除了骨伪影，三维、立体显示全脑血管结构，为脑血管病诊断提供准确、客观的图像，可取代有创的DSA检查作为血管病变诊断的标准。VCTDSA可清晰检测出直径1mm的微小血管病变，对于动态监测脑缺血区周围血管及血流的重构变化有重要意义。目前本课题组已有影像学研究VCTDSA诊断颅内动脉瘤，结果提示VCTDSA具有较高的敏感性、特异性，且图像真实、可靠，可作为临床首选的动脉瘤筛选方法［9］。本研究结果证实:VCTDSAD在30例缺血性卒中可发现23例患者有相应责任血管的不同程度的狭窄，可准确评估血管狭窄程度。其余7例患者VCTDSA未检出血管狭窄。

3.4 VCTDSA联合CT灌注应用价值

CT 灌注成像能显示与神经系统损害相对应的脑组织局部灌注缺损区，VCTDSA图像能显示相应的脑动脉血管狭窄的程度，它们联合应用可以有效评估脑血管病变的血流情况和狭窄程度。VCTDSA联合CT灌注的新方法，在同一时间快速对脑缺血部位和阻塞的责任血管进行同步的早期诊断，对下一步的治疗决策、评价疗效和预后评估提供依据，有助于减少检查延误时间，为临床早期诊断和治疗有重要指导意义。

［1］Teksam M，Cakir B，Coskun M.CT perfusion imaging in the early diagnosis of acute stroke［J］.Diagn Interv Radiol，2005，11(2):202-205.

［2］张元媛，柯开富.64排螺旋CT灌注成像在急性缺血性脑卒中的应用价值［J］.中风与神经疾病杂志，2010，27(8):720-722.

［3］Murphy BD，Fox AJ，Lee DH，et al.Identification of penumbra and infarct in acuteischemic strokeusing computed tomography perfusionderived blood flow and blood volume measurements［J］.Stroke，2006，37(7):1771-1777.

［4］Schaefer PW，Roccatagliata L，Ledezma C，et al.First-pass quantitative CTperfusion identifies thresh olds for slavageable penumbra in acute stroke patients treated with intra-arterial therapy［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2006，27(1):20-25.

［5］李惠民，于 红，简湘生，等.颅内血管病变CTA综合评价［J］.临床放射学杂志，2003，22:97-100.

［6］张廉良，俞同福，徐 青，等.多层螺旋CTA颅脑血管成像技术探讨［J］.放射学实践杂志，2003，18:204-205.

［7］周 良，董其龙，陈自谦.MRA与DSA血管成像对脑血管疾病的诊断价值［J］.江苏医药，2007，33:1288.

［8］王大明.CTA、MRA与DSA在脑血管病诊断与治疗中的地位［J］.中国现代神经疾病杂志，2007，7:143.

［9］范 晓，罗天友，吕发金，等.VCTDSA及MR血管成像对颅内动脉瘤诊断价值的比较研究［J］.重庆医科大学学报，2008，33(8):990-993.