脑灰白质CT灌注成像参数对血管重建治疗烟雾病的评估价值

黄 杨，朱艳艳，周福庆

(南昌大学第一附属医院影像科，南昌 330006)

烟雾病(moyamoya disease,MMD)是一种慢性脑血管疾病，其特征是双侧颈内动脉以及大脑前动脉和大脑中动脉狭窄或闭塞，并继发颅底出现异常小血管网[1]。该病由日本学者SUZUKI于1969年首先报道并命名为MMD[2]，随着影像学技术的普及和发展，MMD的检出率逐渐增加。CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)是临床上常用的脑血流灌注影像学检查方法，具有快速、无创的特点，还可以定量测量灌注参数[3]。本研究回顾性分析MMD患者血管重建手术前、后CTP的参数，以探讨CTP在灰质和白质区域的灌注参数在手术治疗MMD中的评估价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2015年12月至2019年5月在南昌大学第一附属医院神经外科就诊并实施血管重建术的MMD患者41例，男15例，女26例；年龄29～55岁，平均(45.0±7.9)岁；头痛型9例，脑出血型5例，脑梗死型5例，短暂性脑缺血发作型12例，无明显临床表现型9例。患者均在术前7 d内和术后1个月内进行CT检查。所有影像学检查注意事项均告知患者并与其签订知情同意书。

1.2 纳入标准

MMD患者均符合《2012年MMD(Willis环自发性闭塞)诊断治疗指南(日本)的解读》[4]中诊断标准。

1.3 排除标准

1)经临床表现及影像学检查提示不符合血管重建术的相关适应证。2)患者未接受血管重建术治疗。

1.4 检查方法

使用Siemens Somatom Definition AS+(西门子公司、慕尼黑、德国)、Force(西门子公司、慕尼黑、德国)和GE Medical Systems Revolution(通用电气公司、费尔菲尔德、美国)CT机器进行CT检查，主要参数如下：1)Definition AS+扫描使用的电压为80 kV，电流100 mAS，扫描层厚5.00 mm和1.5 mm，扫描范围从颅底到颅顶，得到741幅图像；2)Force扫描使用的电压为70 kV,电流120 mAS,扫描层厚5.00 mm和1.5 mm，扫描范围从颅底到颅顶，得到741幅图像；3)Revolution扫描使用的电压80 kV，电流3 mAS，扫描层厚5.00 mm和1.5 mm，扫描范围从颅底到颅顶，得到741幅图像；4)对比剂为高浓度碘帕醇(含碘370 mg·mL-1，北京北陆药业股份有限公司、北京、中国)肘前静脉注射，注射剂量为60 mL、速率为5.0 mL·s-1，注射后4 s开始进行扫描，对比剂注射后以30 mL生理盐水进行冲管。

1.5 图像后处理

将获得的CT灌注原始图像导入西门子syngo.via进行后处理，以基底动脉为参考动脉、上矢状窦为输出静脉，去卷积法重建获得脑灌注参数图，包括脑血流量(cerebral blood flow，CBF)、脑血容量(cerebral blood volume，CBV)、平均通过时间(mean transit time，MTT)和达峰时间(time to peak，TTP)。于术侧选取最清晰的基底节层面，分别在额叶、颞叶、枕叶手工勾画感兴趣区(region of interest,ROI;如图1所示)。

圆圈为勾画兴趣区。图1 CT灌注原始图

为了尽可能地减小ROI导致的数据误差，上述每个脑区的灰质、白质内各勾画3次ROI，每次勾画ROI时尽量选择相同位置，每个ROI选择圆形画法，直径控制在5 mm左右，需避开明显大血管部位、钙化区域、出血区域及陈旧梗死区域。考虑小脑比值法较双侧比值法更加准确、客观[5]，故选同侧小脑半球最大的层面进行勾画ROI获取定量参数值分别用于计算相对脑血流量(relative CBF，rCBF)、相对脑血容量(relative CBV，rCBV)、相对平均通过时间(relative MTT，rMTT)、相对平均达峰时间(relative TTP，rTTP)。相对值定义为术侧参数的平均值/小脑定量参数的平均值。

1.6 统计学方法

2 结果

2.1 手术前后术侧大脑灰质、白质的灌注参数比较

与术前比较，CTP显示MMD患者的术侧大脑灌注参数术后有明显改善，术侧大脑灰质的额叶rCBV、rTTP值和颞叶rCBF、rCBV值显著增加(P<0.05)，见图2、表1；而术后术侧大脑白质灌注参数差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

A:术前；B:术后1周。箭头所示为血流灌注得到改善。图2 MMD患者手术前后各参数灌注情况(男，30岁，头痛1周余)

表1 术侧大脑灰质术前与术后的灌注参数比较n=41

表2 术侧大脑白质术前与术后的灌注参数比较 n=41

3 讨论

MMD的病因尚不明确。有研究[6]认为，该病可能是一种多基因遗传病，也可能与后天致病性因素有关，如感染、炎性反应等环境因素。目前内科治疗使用药物，但是治疗效果不佳；外科治疗以颅内-外脑血管重建术为主，目的是增加颅内血流，从而改善脑组织缺血情况[7]。临床上,用于评估MMD患者血管重建前后的血流动力学方法有数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、CT血管成像(computerized tomography angiography,CTA)、CTP等，其中DSA是诊断MMD的金标准[8]，可实时显影血管。但其作为一种有创性检查，风险较高且价格较贵，患者大多不愿接受,而CTP具有扫描时间短、分辨率高、操作简单、检查费用低等优势。低剂量CTP已广泛应用于临床检查中，用它来评估MMD患者脑血流情况，与有较高辐射的传统CT灌注成像技术相比健康危害更小[9-10]。

3.1 血管重建术可改善术侧灰质灌注情况

本文选取的41例患者手术前后的参数经计算可得到灰质区域各脑叶术前、术后变化有意义的参数共有4个，而白质中未见参数明显变化，此结果显示，术后灰质的灌注情况改善较白质更好。这可能因为脑白质主要是由穿支动脉供血，很少有侧支循环，而灰质则具有丰富的侧支循环[11]。在血管重建术术后，灰质区域中受到新生异常侧支循环影响的正常侧支循环血流灌注情况迅速恢复。而白质区域由于自身血供本身较少，MMD对其血流动力学造成的影响更小，术后变化不大。提示该手术可通过重建脑组织的供血通道，使患者局部脑血流情况在近期得到改善，由此降低颅底新生异常扩张血管网的负荷，减少脑出血以及脑缺血的发生。

3.2 脑叶中额叶、颞叶变化显著，灌注指标中rCBV更敏感

血管重建术后，MMD患者的血流动力学发生改变，CTP定量测量参数可判断该变化。CBF、CBV是指单位时间内经过一定量脑组织血管结构的血流量和血容量。MTT、TTP指的是血流通过ROI区域峰值时间的达峰时间和平均时间[12]。MMD血流动力学在不同时期有不同的表现。当MMD颈内动脉、大脑前动脉或者大脑中动脉出现狭窄或闭塞时，缺血区毛细血管灌注压下降，该区域小动脉扩张、侧支循环开放，导致局部CBV增加、TTP和MTT延长，使局部CBF维持稳定[13]。当缺血区毛细血管灌注压持续下降，超过血管代偿能力，这时脑代谢储备发挥作用，脑组织氧摄取分数升高以维持脑组织正常代谢，最后当脑代谢调节失代偿时，则会发生脑梗死[14-15]。

CBV可很好地反映脑血管调节机制失代偿后脑组织缺血的程度，能较好区分梗塞区域和非梗塞区域[16]。本研究结果表明，41例患者额叶灰质和颞叶灰质的rCBV在术前、术后的变化最为直观，可将rCBV作为术后评价血流灌注情况的敏感指标。提示血管重建术增加了额叶和颞叶局部血流速度，额叶灰质的rTTP较术前显著增加。TTP可反映血液通过侧支循环的流动情况，原因可能是动脉严重狭窄，额叶缺血严重，导致血管调节功能受损。术后的颞叶rCBF较术前变化大，与手术选择的位置有关[17]。枕叶中无参数变化，可能是代偿期间枕叶的供血动脉只受到轻微影响，所以手术对此区域影响较小。

本研究术前术后有意义的参数只有4个，一方面可能是样本量较少，或是MMD患者术前已经存在明显的代偿；另一方面，虽然重复3次，手动勾画的感兴趣区(ROI)可能存在一定的误差。在今后的研究中可考虑扩大病例数和增加复查CTP的次数。