320排CT在单侧大脑中动脉闭塞患者血流动力学改变及侧支循环评估中的应用

陈军法 袁建华 宋琼 徐健 王振 罗祖炎

320排CT在单侧大脑中动脉闭塞患者血流动力学改变及侧支循环评估中的应用

陈军法 袁建华 宋琼 徐健 王振 罗祖炎

目的 探讨320排CT在单侧大脑中动脉（MCA）闭塞患者血流动力学改变及侧支循环评估中的应用价值，以及对预后的评价作用。方法 对63例单侧MCA闭塞患者行320排CT头颈联合多参数扫描，获取常规CT血管造影（CTA）、4D-CTA及脑灌注图像，分析常规CTA和4D-CTA图像的侧支状况，计算侧支循环评分与预后的相关性，并比较侧支循环良好组和侧支循环不良组的脑灌注差异。结果 在4D-CTA上侧支循环良好者40例（63.5%），而在常规CTA上仅25例（39.7%）。基于4D-CTA的侧支循环评分与90d改良Rankin量表评分呈负相关（r=-0.616，P＜0.01）。侧支循环良好组患侧的相对脑血流量及相对脑血容量均高于侧支循环不良组（均P＜0.01）。两组患侧的相对平均通过时间及相对平均达峰时间差异均无统计学意义（均P＞0.05）。结论 320排CT是评价单侧MCA闭塞患者脑血流动力学改变和侧支循环建立情况的有效方法，4D-CTA成像评估侧支血流和预测预后较常规CTA更好。

大脑中动脉 侧支循环 体层摄影术 X线计算机 灌注成像 血管成像

【 Abstract】 Objective To investigate the cerebral hemodynamic changes and collateral circulation in patients with unilateral middle cerebral artery(MCA)occlusion by 320-row-detector CT scan. Methods The data of the dynamic CT angiography(4D-CTA),conventional single-phase CTA and CT brain perfusion were acquired in 63 patients with unilateral MCA occlusion.Collateralization was assessed in both conventional CT angiography and dynamic CT angiography by using collateral grading score.Clinical outcomes(modified Rankin Scale)were assessed at 3-month follow-up,and the correlation of clinical outcome with the collateralflow score were analyzed.Collateral status was rated as good(≥50%)and poor(＜50%)of collaterals. Comparisons were made between the results of the two groups in CTP. Results According to 4D-CTA results 40 patients (63.5%)were classified as good collateral circulation,while there were only 25 cases(39.7%)as good collateral circulation on conventional CTA.There was a negative correlation between the distribution of mRS at 90 days and collateral flow score on 4D-CTA (r=-0.616,P＜0.001).The relative cerebral blood volume and cerebral blood flow in the affected side of patients with good collateral circulation were higher than those with poor collateralcirculation(P＜0.01),but there was no significant difference in relative mean transit time and time to peak between two groups(P＞0.05). Conclusion 320-row-detector CTscan is an effective way for analyzing the cerebral hemodynamic changes and collateral circulation in patients with unilateral middle cerebral artery occlusion.Compared with conventional CTA,4D-CTA has higher diagnostic value in evaluating collateral circulation and predicting clinicaloutcome.

【 Key words 】 Middle cerebral artery Collateral circulation Tomography X-ray computer Perfusion imaging Angiography

大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）闭塞是颅内缺血性卒中的重要危险因素，既往研究发现，同样是MCA闭塞患者，其脑缺血情况、临床症状和预后存在明显差异，其中软脑膜侧支循环代偿起着重要作用[1]。基于CT血管造影（computed tomography angiography，CTA）的侧支循环评分是评估缺血性卒中预后的一个重要预测指标[2]。然而在常规单期相CTA上，侧支血流强弱的评估很大程度上依赖于采集的时间和速度，很可能会丢失脑血流动力学的重要信息。320排CT的Z轴覆盖范围达16cm，采用低剂量间断采集模式，能实现基于4DCTA的侧支血流评估[3]。笔者通过与常规CTA对比，探讨320排CT评估单侧MCA闭塞患者血流动力学改变及侧支循环的临床价值及其与预后的关系，为相关治疗策略与预后判断提供影像学依据，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2010年10月至2014年12月在我院住院治疗的单侧症状性MCA闭塞患者。纳入标准：（1）单侧MCA闭塞，对侧MCA及颈内动脉系统无血管狭窄或仅存在轻度狭窄（狭窄率＜30%），血管狭窄程度经头颈CTA检查确定；（2）CT影像资料完整并完成随访；（3）所有检查均征得患者或家属的知情同意。排除标准：（1）非动脉粥样硬化性血管病者；（2）图像运动伪影明显者。对入组患者进行90d追踪随访，用改良Rankin量表（mRS）进行评分，mRS评分≤2分认为预后良好；mRS评分＞2分认为预后不良。最终入组并完成随访的患者63例，男40例，女23例，年龄44～85岁，中位年龄65.3岁；预后良好者30例，预后不良者33例。

1.2 方法

1.2.1 检查方法 使用Toshiba Aqulilion One 320排CT对患者进行全脑灌注扫描，选择低剂量扫描参数（80kV、150～300 mA），矩阵512×512，层厚0.5mm，覆盖范围16cm。动脉期CTA采取管电压80 kV，管电流300 mA，以保证图像质量。使用双筒高压注射器经右肘正中静脉依次团注非离子型对比剂（优维显370）50ml及0.9%氯化钠溶液30 ml，速率为5 ml/s。注药后延迟7s开始扫描，动脉期时间间隔2s，静脉期时间间隔为5s，总扫描时间60s，获取19个时相的全脑动态容积数据。4D-CTA图像以CT灌注数据为基础，依据时间-密度曲线，融合动、静脉期时相行多平面重建（maximum intensity projection，MIP）获得。常规CTA扫描在完成脑CT灌注（CT perfusion，CTP）后，再追加非离子型对比剂（370mg/ml碘）0.6ml/kg对主动脉弓至颅顶进行头颈部CTA扫描获得，注射速率4.0ml/s，以CT灌注得到的动脉强化峰值时间为参考点进行采集。

1.2.2 图像分析 由2位从事神经影像诊断的放射科医师对常规CTA、4D-CTA的侧支循环情况及脑灌注图像进行独立分析，结论一致达成诊断，不一致时协商取得共识，并记录2位医师所得测量值的平均值。CTP图像分析与评价采用Toshiba 320排CT专门的后处理工作站灌注软件（4D Perfusion Vitrea fx），左或右MCA为输入动脉，上矢状窦为输入静脉，由分析软件自动获得脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通过时间（mean transit time，MTT）及达峰时间（time to Peak，TTP）4个灌注参数。将灌注参数图上MCA供血区设置为本研究感兴趣区（ROI），用手动方法勾画其大小，以中线为中轴线，镜像方法测量双侧的CBF、CBV、MTT及TTP，重复3次后取其平均值，测量中尽可能地避开血管与脑沟回区。分别计算闭塞侧与镜像侧的比值（rCBF、rCBV、rMTT、rTTP）。侧支循环评分参考文献[4]，1分：无侧支血流；2分：侧支血流的充填范围＜50%；3分：侧支血流的充填范围＞50%，但＜100%；4分：等于或多于对侧相应区域。3～4分为侧支循环良好组，1～2分侧支循环不良组。

1.3 统计学处理 应用SPSS18.0统计软件，计量资料以表示，组间比较采用t检验；不同预后组间侧支循环评分的比较采用χ2检验。侧支循环评分与预后的关系采用Spearman相关分析。

2 结果

2.1 侧支循环评分 常规CTA、4D-CTA侧支循环评分的结果见表1。侧支循环良好比例在4D-CTA上达到63.5%（40/63），而在常规CTA上只有39.7%（25/63）。有23.8%（15/63）的患者在常规CTA上表现为侧支循环差，而在4D-CTA上侧支循环良好（图1，见插页）。基于4D-CTA的侧支循环评分对预后的阳性预测值、阴性预测值分别为72.5%、95.6%；而常规CTA分别为72.0%、68.4%。常规CTA、4D-CTA侧支循环评分与随访90d mRS评分均呈负相关（r=-0.476、-0.616，均P＜0.01），其中说明4D-CTA侧支循环评分与预后的相关性更密切一些。

表1 常规CTA、4D-CTA侧支循环评分与预后[例（%）]

2.2 灌注参数分析 基于4D-CTA分组的相对灌注值比较见表2，侧支循环良好组患侧的rCBF及rCBV均高于侧支循环不良组（均P＜0.01），但两组患侧rTTP及rMTT差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表2 两组患者CTP参数的比较

3 讨论

侧支循环是评估缺血性卒中临床结局的重要预测指标，是影响治疗决策的重要因素之一[5]。评价症状性MCA粥样硬化狭窄或闭塞患者的侧支循环有多种方法[5-7]。数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）仍为金标准，但DSA属有创检查，费时且有并发症[6]。CT作为一种无创性的检查技术，可用于评估软脑膜侧支[5]。本研究使用320排CT的探测器宽度达16cm，球管旋转1周就可覆盖整个大脑，一次扫描可以获得全脑动态CTA图像及全脑灌注图像，真正实现颅脑的“一站式”检查[8]。虽然常规CTA的侧支循环评分是一个独立的预测指标，然而，有些在常规CTA上表现为侧支循环差的患者仍然预后良好[2]。本研究中23.8%（15/63）的患者在常规CTA上表现为侧支循环差而临床预后良好，而在4D-CTA上显示侧支循环良好。笔者推测这些患者的侧支循环是存在的，但由于对比剂的延迟到达，而没有在常规CTA单时相扫描时显示，而320排CT能实现全脑容积灌注，生成的4D-CTA能反映对比剂从动脉流入到静脉流出的全过程，可显示常规CTA未能显示的侧支循环，因此可以更充分的评估侧支血流。本研究显示，与常规CTA相比，4D-CTA不仅侧支显示率更高，而且阴性预测值达95.6%，表明在4D-CTA上侧支循环不良的患者往往预示预后差。

颅内侧支循环代偿一般通过三级侧支循环途径建立，分为以Willis环为主的原发性侧支循环和以软脑膜吻合支和脑外代偿为主的继发性侧支循环[9]。当MCA闭塞时，侧支循环以大脑前、后动脉软膜支吻合代偿为主，可全部或部分代偿缺血区的血液供应[10]，因此部分MCA闭塞患者临床预后仍良好。笔者对本组患者随访90d，结果发现30例患者mRS评分≤2分，临床预后相对较好；33例临床预后差，9例患者死亡。基于4D-CTA的侧支评分与90d mRS评分呈负相关，侧支循环评分对于临床结局的阳性预测值达72.5%。

本组脑灌注异常患者表现为患侧TTP、MTT延长，CBF下降，CBV增加或下降。依据4D-CTA侧支分级分为侧支循环良好组和侧支循环不良组，比较其相对脑灌注值，两组间患侧rTTP、rMTT差异无统计学意义，但侧支循环良好组患侧rCBF、rCBV高于侧支循环不良组。TTP和MTT的延长与血流灌注通路的延长和血流缓慢有关，当MCA闭塞时，无论有无侧支循环的建立，患侧TTP、MTT均会出现明显延迟。CBF和CBV反映了脑缺血的程度及脑循环的代偿能力[11]。CBV的增高提示脑循环的代偿能力良好，CBV降低的越明显，反映侧支代偿能力越差，发生脑梗死的危险性越大。本研究结果显示，当MCA闭塞时，良好侧支循环的建立能使患侧CBV增加，CBF下降程度减轻。

本研究的局限性：（1）作为一个单中心研究，总体样本量较小，有待进一步增加样本量；（2）侧重侧支循环评分与预后的相关性，因此结果未与DSA对照；（3）仅考虑了单侧MCA闭塞患者的情况，多血管病变情况还有待进一步研究。

综上所述，与常规CTA相比，基于4D-CTA的侧支循环评分能更好的评估侧支血流，且与预后相关性更密切，同时CTP定量分析能客观评估脑灌注代偿情况。320排CT一站式扫描技术是评估单侧MCA闭塞患者脑血流动力学改变和侧支循环建立情况的有效方法，能为患者的治疗、随访及预后判断提供影像学依据。

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Evaluation of cerebral hemodynamic changes and collateral circulation in patients with unilateral middle cerebral artery occlusion by 320-row-detector CT scan

CHEN Junfa,YUAN Jianhua,SONG Qiong,et al.Department of Radiology,Zhejiang Provincial People's Hospital,Hangzhou 310014,China

2016-01-04）

（本文编辑：严玮雯）

浙江省医药卫生科技计划项目（2011R CB005）

310014 杭州，浙江省人民医院放射科

陈军法，E-mail：cjf2002@126.com