头颈部CTA联合全脑CT灌注一站式扫描中时间间隔对灌注参数的影响

郭 睿，胡跃群，胡鹏志，梁友发，何海波，冯智超，谭伏平，王 维

(中南大学湘雅三医院放射科，湖南 长沙 410013)

临床对疑诊缺血性脑卒中患者，除了评估全脑灌注情况外，还需明确头颈部血管的病变情况[1-2]。既往研究[3]对全脑CT灌注(CT perfusion， CTP)和头颈部CTA仅能分次进行，不仅增加了对比剂用量和辐射剂量，而且会延长检查时间[3-4]。宽体探测器的出现改变了CT图像获取范围及速度，球管旋转1周即可覆盖全脑[5]，使得头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描成为一种新型检查方法而广泛应用于临床。对于缺血性脑卒中患者，头颈部CTA联合全脑CTP可同时获得颅脑平扫、头颈部CTA及全脑灌注图像，既能评估脑组织的血流信息，又可明确头颈部血管狭窄的部位和程度，以指导临床治疗[6-7]。本研究旨在探讨头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描中时间间隔对灌注参数的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年12月—2018年11月在我院接受标准CTP检查的60例急性脑缺血患者，男33例，女27例，年龄41～82岁，平均(51.3±7.4)岁；均于6 h内出现急性脑缺血症状，其中16例CTP图像显示有急性脑缺血改变。本研究经我院伦理委员会批准，患者或家属均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution 256排螺旋CT扫描仪，管电压80 kV，球管旋转时间0.5 s/rot，Z轴准直器宽度16 cm。嘱患者仰卧，双手置身体两侧，头部固定，检查时避免吞咽动作。于右侧肘静脉留置20 G留置针，将50 ml非离子型对比剂碘海醇(350 mgI/ml)注入，流率5 ml/s，跟注40 ml生理盐水。标准组CTP：对比剂注入后5 s采集第1组蒙片，管电流为400 mA；4 s后以每组2 s间隔采集12组图像，管电流为120 mA；之后以每组4 s间隔采集5组图像，管电流为120 mA；共采集18组图像，总扫描时间为60 s[8-11]；以标准迭代(AISR-V60%)算法进行图像重建。将标准组全脑CTP图像中动脉峰值期前后各1组扫描数据剔除，使得其前后间隔时间增加至4.5 s，重建图像为模拟组。

1.3 图像评价 采用AW Server2.0工作站，选择CT Perfusion 4D头部灌注脑卒中软件进行灌注分析。分析步骤：①在健侧大脑中动脉M1段设置ROI 1为输入动脉(arterial input functions， AIF)，在颅顶上矢状窦内设置ROI 2为输出静脉(venous output function, VOF)[8]，分别得到ROI 1和ROI 2的时间密度曲线，计算动脉和静脉的峰值时间；②设置对称轴，在基底核层面旋转对称轴，使其置于中心位置并将颅脑分为对称的左右两份；③选择层面勾画ROI，并计算灌注参数，脑血流量(cerebral blood flow， CBF)、脑血容量(cerebral blood volume， CBV)和平均通过时间 (mean transit time， MTT)。

在标准组与模拟组灌注图上选取基底核层面的脑白质和灰质为ROI进行测量，脑白质ROI包括半卵圆中心及皮质脊髓束，灰质ROI包括尾状核、壳核及苍白球。保持2组测量ROI的层面、大小和位置一致，各ROI测量3次，取平均值。计算左、右侧灰质及左、右侧白质的标准组/模拟组灌注参数值(rCBF、rCBV、rMTT)及绝对百分比误差值，绝对百分比误差值=(模拟组灌注参数值-标准组灌注参数值)/标准组灌注参数值×100%。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。计量资料以±s表示。采用Pearson相关性分析2组灰质左侧与右侧，白质左侧与右侧rCBF、rCBV、rMTT的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

基底核层面CBF、CBV、MTT绝对百分比误差值均值均<10%，见表1。灰质左侧与右侧rCBF(r=0.988，P<0.001)、rCBV(r=0.963，P<0.001)及rMTT(r=0.983，P<0.001)呈正相关,白质左侧与右侧rCBF(r=0.980，P<0.001)、rCBV(r=0.957，P<0.001)及rMTT(r=0.986，P<0.001)呈正相关。病变灌注不足时，标准组与模拟组灌注图灌注伪彩图视觉差异不明显。见图1。

3 讨论

临床工作中，了解头颈部血管情况对于诊断和评估脑缺血性疾病十分必要。研究[12]显示颅脑CT灌注血管成像能取代标准CTA，但其扫描范围仅局限于头颅，如欲显示颈部血管，则只能再次注射对比剂后行颈部CTA。既往报道头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描方法[4,13]如下：先注射一次对比剂行颅脑CTP扫描，10 min后再注射一次对比剂行头颈部CTA[3,5]，对比剂用量为100～120 ml。本研究采用的256排螺旋CT仪拥有宽体探测器，覆盖范围大(Z轴覆盖宽度为16 cm)，行全脑CTP时，可以不移动扫描床而进行轴位扫描。此方案仅扫描第1组蒙片的管电流为400 mA，其他灌注组管电流降为120 mA，大大降低了辐射剂量。为达到与一站式扫描中动脉峰值期前后相同的时间间隔，本研究保留标准组CTP图像中计算出的动脉峰值期，剔除峰值期前后各1组数据，使得峰值期前后间隔时间增加到4.5 s，与一站式扫描中2种扫描模式切换时间相似，由此模拟头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描，既可以节约对比剂用量，减少对比剂并发症，又能够节约检查时间，优化检查流程。

表1 基底核层面灌注参数绝对百分比误差(%)

注：括号内为单样本百分比误差最大值

图1 患者男，63岁，脑梗死 A～C.分别标准组CBF、CBV、MTT图； D～F.分别为模拟组CBF、CBV、MTT图，均显示左侧额颞叶CBF和CBV减低、MTT延长，视觉所见灌注减低区域几乎相同

本研究结果显示，标准组与模拟组各CTP参数绝对百分比误差值均值均<10%。灌注参数通常因人为差异如采集序列、后处理软件及手动选择AIF和VOF等而具有较高的可变性。Soares等[14-15]评估自动与手动选择AIF和VOF所产生的灌注参数的可变性，Waaijer等[16]则观察在不同脑区域人工勾画ROI对于灌注参数的影响，结果表明，如果总体变异率<10%，在临床诊断中，灌注图上不会产生视觉误差，因此10%绝对百分比误差值可作为一个与临床相关的误差指标。本研究中绝对百分比误差值应始终保持在10%以下，且为达到模拟头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描峰值期前后各4.5 s的时间间隔，将标准灌注动脉期采样间隔设置为2 s。既往研究[17]显示，与采样间隔为1 s的CTP扫描方案相比，以采样间隔为2 s或4 s的扫描方案得到的灌注参数并无明显差异。

本研究的局限性：①未进行实际的头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描，而是采用标准灌注剔除2组数据模拟出的一站式扫描；②样本量较小；③预估的模式切换时间为所用设备最快响应时间，临床当头颈部扫描范围超出常规时，是否能满足这个模式切换时间尚有待实践证实。

总之，头颈部CTA联合全脑CTP一站式扫描中时间间隔对灌注参数的影响较小；本研究所用方案为临床头颈部CTA联合全脑CTP一站式低剂量成像提供了新的方法，具有重要临床应用价值。