CT脑灌注成像和CT血管成像在颈内动脉和大脑中动脉狭窄或闭塞中的应用

杨毅，侯浩宇

咸阳市第一人民医院影像中心MR室1、影像中心CT室2，陕西 咸阳 712000

颈内动脉是重要的脑供血血管之一，大脑中动脉是颈内动脉的直接延续。颈内动脉和大脑中动脉狭窄、闭塞易导致脑缺血疾病，轻则表现为短暂性脑缺血发作，重则进展为脑梗死[1-2]。因此及时、准确地诊断颈内动脉和大脑中动脉狭窄程度十分重要。目前公认脑血管造影(digital subtraction angiography，DSA)为诊断动脉狭窄的金标准[3]，但该项检查为有创检查，对患者伤害大，有可能出现血栓栓塞、斑块破裂、血管夹层、腹股沟出血等并发症[4]，而且检查费用较贵，不适合作为临床初筛检查。CT 脑灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)和CT 血管成像(CT angiography，CTA)为无创性的影像学检查，更加安全便捷，几乎无创伤。尽管近年来CTA、CTP 诊断颈内动脉和大脑中动脉狭窄的研究有一定报道[5-6]，但病例数较少，多是简单地分析术前、术后的影像学特征改变，未有对照研究，未涉及脑血流动力学定量参数的比较，也较少有研究以DSA 为金标准进行一致性分析，CTA、CTP 鉴别诊断动脉狭窄程度的准确率仍待探讨。鉴于此，本研究分析CTA、CTP 检查颈内动脉和大脑中动脉狭窄患者的脑血流动力学特征和狭窄程度，评估CTA、CTP 与DSA 的一致性，探讨其临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年1月至2020年12月咸阳市第一人民医院确诊为颈内动脉和大脑中动脉狭窄或闭塞的患者107例(病例组)。纳入标准：①经脑血管造影确诊颈内动脉和大脑中动脉狭窄或闭塞[7]；②CTA 与CTP 检查资料齐全。排除标准：①CTA 或CTP 禁忌证；②凝血功能障碍；③肝肾功能不全；④严重脑梗死；⑤脑出血；⑥颅内肿瘤；⑦精神病史；⑧造影剂过敏；⑨不配合研究者。另选取同期参加体检的高血压患者35例作为对照组。纳入标准：①符合原发性高血压的诊断标准；②自愿参加研究，自愿进行CTA和CTP检查。排除标准：除高血压外存在其他疾病，包括但不限于糖尿病、高脂血症、肝肾功能不全、心脑血管性疾病等。两组患者的一般资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

表1 两组患者的一般资料比较

1.2 检查方法

1.2.1 CTP 病例组和对照组患者均进行CTP检查，仪器设备为GE Discovery750 宝石能谱CT (美国通用电气公司)。被检者仰卧于扫描床上，头部正中矢状面垂直于扫描床平面，头部置于头托内，下颌内收，使听眦线垂直于床面，头颅前后位，头先进。断层扫描层厚1.1 mm，扫描矩阵512×512，扫描孔径320 mm，扫描视野28 cm，电压80 kV，电流300 mA，总曝光时间45～50 s。经静脉快速注入对比剂后，速度1.5～2.0 mL/s，总剂量40～50 mL，从开始注射对比剂起延时25 s 曝光进行5 mm 薄层动态扫描。在图像工作站进行成像后处理，显示脑血流灌注的伪彩染色图像，由2 名影像学医师独立检查、诊断。选择感兴趣区，计算脑血流动力学相关参数，包括脑血流量、脑血容量、平均通过时间、达峰时间。

1.2.2 CTA 病例组和对照组患者均进行CTA一站式扫描，期间避免吞咽作用。扫描参数层厚为0.625 cm，螺距为1 cm，电压120 kV，电流200 mA。颈内动脉与大脑中动脉的CTA成像后处理，包括曲面重组、最大密度投影、带骨的容积在现、去骨的容积在现。由2 名副高以上职称的影像学医师进行独立诊断，意见不一致经协商达成一致。

1.2.3 DSA 病例组患者进行DSA 检查(此为有创检查，对照组不做)，仪器设备为西门子第三代Artis Zee Ceiling 数字减影血管造影机。经大腿腹股沟韧带下1 cm处穿刺股动脉插管，将导丝送入猪尾巴导管，在导丝引导下送入主动脉弓。撤出导丝，回抽有血液后使用肝素生理盐水冲洗导管。注射血管造影剂，速度20 mL/s，总剂量50 mL，做左右前斜位造影。观察颈内动脉与大脑中动脉有无狭窄闭塞、严重迂曲，椎基底动脉是否对称，管径大小是否一致，是否向颈内动脉系统代偿供血。

1.3 观察指标 (1)比较病例组与对照组患者的CTA 及CTP 影像学图像。(2)比较病例组与对照组患者CTA 检查的颈内动脉和大脑中动脉的狭窄程度。判定标准[8]：狭窄程度=(动脉远端管径-狭窄残余管径)/动脉远端管径×100%。轻度狭窄为＜50%，中度狭窄为50%～69%，重度狭窄为70%～99%，完全闭塞为100%，无血流信号。颈内动脉和大脑中动脉，两者只要满足一条狭窄的，就算整体的狭窄。(3)比较病例组与对照组患者CTP 检查的脑血流动力学参数，包括脑血流量、脑血容量、平均通过时间、达峰时间。(4)病例组不同狭窄程度患者的CTP 脑血流动力学参数。(5)以DSA 为金标准，分析CTA 联合CTP 诊断与金标准的一致性，计算灵敏度、特异度。

1.4 统计学方法 应用SPSS22.0软件进行数据统计学分析。计量资料以均值±标准差(±s)表示，两组比较采用独立样本t检验；多组比较采用方差分析，方差分析后两两比较采用SNK检验；计数资料两组比较采用χ2检验，有序分类等级资料比较采用Mann-Whitney U 检验；与金标准的一致性分析采用Kappa 检验，计算准确率。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 典型图像 病例组与对照组患者均接受CTP 与CTA 检查。所有病例组患者均存在CTP 脑血流动力学相关参数异常，脑血流量降低，脑血容量正常或升高，平均通过时间、达峰时间均明显延长。对照组患者的CTP脑血流动力学相关参数基本正常，5例对照组患者存在脑血流量降低，脑血容量正常或升高，平均通过时间、达峰时间延长。病例组与对照组患者的CTP 成像有明显差异，病例组患者均存在不同程度的颈内动脉和大脑中动脉狭窄，动脉壁可见钙化的斑块，见图1和图2。

图1 病例组，男性，59岁，短暂性脑缺血发作，影像学检查确诊存在颈内动脉和大脑中动脉重度狭窄

图2 对照组，男性，62岁，高血压病，CTP脑血流动力学相关参数均无异常，无其他异常症状

2.2 病例组与对照组患者的CTA 颈内动脉和大脑中动脉狭窄程度比较 经CTA检查，病例组患者的颈内动脉和大脑中动脉中度狭窄、重度狭窄以及完全闭塞的检出率明显高于对照组，差异有显著统计学意义(Z=40.969，P＜0.01)，见表2。

表2 病例组与对照组患者的CTA 颈内动脉和大脑中动脉狭窄程度比较[例（%）]

2.3 病例组与对照组患者的CTP 脑血流动力学参数比较 经CTP检查，病例组患者的脑血流量低于对照组，脑血容量大于对照组，平均通过时间、达峰时间长于对照组，差异均有显著统计学意义(P＜0.01)，见表3。

表3 病例组与对照组患者的CTP脑血流动力学参数比较（±s）

表3 病例组与对照组患者的CTP脑血流动力学参数比较（±s）

组别病例组对照组t值P值例数107 35脑血流量(mL/min)64.38±7.55 70.23±6.18 4.149＜0.01脑血容量(mL)4.12±0.73 2.09±0.56 15.053＜0.01平均通过时间(s)13.56±1.15 10.35±1.22 14.121＜0.01达峰时间(s)4.22±0.29 3.67±0.34 9.325＜0.01

2.4 病例组不同狭窄程度患者的CTP 脑血流动力学参数比较 病例组不同狭窄程度患者的CTP脑血流动力学参数有显著差异。在脑血流量方面，完全闭塞＜重度狭窄＜中度狭窄＜轻度狭窄，差异具有显著统计学意义(P＜0.01)；在脑血容量、平均通过时间、达峰时间方面，完全闭塞＞重度狭窄＞中度狭窄＞轻度狭窄，差异均就有显著统计学意义(P＜0.01)，见表4。

表4 病例组不同狭窄程度患者的CTP脑血流动力学参数比较（±s）

表4 病例组不同狭窄程度患者的CTP脑血流动力学参数比较（±s）

注：与轻度狭窄比较，aP＜0.05；与中度狭窄比较，bP＜0.05；与重度狭窄比较，cP＜0.05。

达峰时间(s)3.75±0.23 4.09±0.29a 4.55±0.28ab 5.44±0.31abc 109.698＜0.01狭窄程度轻度狭窄中度狭窄重度狭窄完全闭塞F值P值例数27 51 18 11脑血流量(mL/min)70.11±6.53 65.28±8.01a 59.77±7.67ab 53.69±7.02abc 15.173＜0.01脑血容量(mL)2.28±0.58 4.30±0.75a 5.07±0.73ab 6.25±0.94abc 99.812＜0.01平均通过时间(s)10.49±1.09 14.02±1.13a 15.20±1.20ab 16.28±1.36abc 98.493＜0.01

2.5 CTA 联合CTP 鉴别诊断动脉狭窄与金标准的一致性 以DSA为金标准，CTA联合CTP鉴别诊断动脉狭窄，真阳性25例，假阳性4例，假阴性6例，真阴性72 例。对重度狭窄或完全闭塞鉴别诊断的灵敏度为80.65%，特异度为94.74%，阳性预测率为86.21%，阴性预测率为92.31%，准确率为90.65%。Kappa一致性分析显示，与DSA一致性较高(Kappa=0.768)

3 讨论

颈内动脉和大脑中动脉狭窄的病理学机制是颈动脉硬化和粥样斑块形成，动脉狭窄会引起局部大脑供血不足，脑血流低灌注，进展为脑缺血疾病[9]。目前指南表示，当动脉狭窄≥50%并伴有严重脑缺血发作症状或者动脉狭窄≥70%，即重度以上狭窄，有必要进行手术干预，缓解颈内动脉狭窄，并改善脑缺血区域的血流灌注[10-11]。因此如何鉴别动脉狭窄程度对于临床诊疗十分重要。对于轻中度动脉狭窄的患者需采取降脂措施预防脑缺血疾病，对于重度狭窄以及完全闭塞的患者尽早手术治疗，改善不良预后，降低患者病死率。

尽管DSA一直是确诊动脉狭窄的金标准，但DSA也存在一定不足：第一，DSA作为有创技术，临床检查存在不便；第二，DSA 仅能辨别颈动脉和大脑中动脉的狭窄程度，却无法显示脑血流动力学特征，无法评估血流灌注情况[12]。本研究分析CTA、CTP 对颈内动脉和大脑中动脉狭窄的诊断价值，结果显示CTA对病例组的颈内动脉和大脑中动脉中度狭窄、重度狭窄以及完全闭塞的检出率明显高于对照组。说明CTA 对颈内动脉和大脑中动脉狭窄程度的鉴别诊断价值较好。在临床应用中，本研究发现CTA可通过三维成像直观显示动脉狭窄情况，避免颅骨和周围重叠的血管神经的干扰，而且有研究[13-14]表示CTA 对动脉粥样硬化斑块的检出率较高，在诊断动脉狭窄的同时还能鉴别斑块的性状，清楚地区分软斑块和钙化斑块，评估斑块破裂的风险。不过相比DSA，CTA也存在一定缺陷，DSA 在注射造影剂后的动脉呈现动态显影，对动脉狭窄的显示非常直观准确，还可以从多个角度观察是否存在动脉狭窄，明确狭窄动脉与周围组织的毗邻关系、大小、位置[15]。而CTA是在传统CT平扫的基础上通过三维成像整合，准确率要低于DSA。

进一步分析CTP 脑血流动力学特征，病例组的脑血流量低于对照组，脑血容量大于对照组，平均通过时间、达峰时间长于对照组。不同狭窄程度的脑血流动力学参数有显著差异，狭窄程度越严重，脑血流量越低，这是因为颈内动脉与大脑中动脉狭窄造成血流灌注下降[16]。而狭窄程度越严重，脑血容量会有一定程度上升，这可能是侧支循环代偿性增加脑血容量[17]。另外，狭窄程度越严重，对比剂灌注的平均通过时间、达峰时间会有明显延迟，这与CHEN 等[18]、叶国伟等[19]研究报道相符，原因是动脉狭窄导致对比剂在血流中的分散速度减慢，从而造成时间延长[20]。上述说明，不同程度的颈内动脉与大脑中动脉狭窄会影响局部脑组织的代谢改变，通过CTP脑血流动力学的评估对诊断颈内动脉狭窄也有一定的辅助诊断意义，帮助临床医师更加全面地了解患者病情。

综上所述，CTA联合CTP鉴别重度狭窄或完全闭塞的灵敏度为80.65%，特异度为94.74%，准确率为90.65%，与金标准DSA的一致性较高。CTA联合CTP不仅能良好鉴别颈内动脉和大脑中动脉狭窄程度，而且还能评估脑血流动力学。临床应用中，可在常规CT平扫后进一步检查CTA、CTP，以提高诊断准确率。