程有根 楊光釗 茅國群 樓明芳 魏福全

雙源CT 4D-CTA聯(lián)合灌注成像在急性腦缺血性疾病中的應(yīng)用價值

程有根 楊光釗 茅國群 樓明芳 魏福全

目的 探討雙源CT 4維血管造影（4D-CTA）及灌注成像（CTPI）在急性腦缺血性疾病中的應(yīng)用價值。方法 對30例臨床擬診為急性腦缺血性疾病的患者于發(fā)病2～24h內(nèi)行頭顱CT平掃和全腦CTPI檢查，獲得腦血流量、腦血容量、平均通過時間、達(dá)峰時間等參數(shù)圖，同時獲得4D-CTA圖像；于發(fā)病的1～3d后行MRI檢查，分析CT平掃、CTPI、4D-CTA、MRI表現(xiàn)。 結(jié)果 CT平掃發(fā)現(xiàn)12例有16個缺血病灶，CTPI發(fā)現(xiàn)26例32個缺血病灶，MRI發(fā)現(xiàn)25例28個缺血病灶，4D-CTA顯示有20例責(zé)任血管有不同程度的狹窄或閉塞。結(jié)論 雙源CT 4D-CTA聯(lián)合灌注成像能為急性腦缺血患者提供全面、詳細(xì)的影像學(xué)信息，對急性缺血性腦梗死的早期診斷和治療有重要價值。

腦缺血 體層攝影術(shù) X線計算機(jī) 灌注成像 血管成像

急性腦缺血是臨床上最常見的腦血管疾病，其高發(fā)病率、高致殘率、高致死率的特點(diǎn)，使得早診斷、早治療顯得十分迫切。CT灌注成像（CT perfusion imaging，CTPI）作為一種新的功能影像學(xué)檢查手段，在判定缺血半暗帶、指導(dǎo)急性缺血性腦卒中溶栓治療方面具有重要的臨床價值。在完成全腦灌注的同時，還可以得到全腦動態(tài)CT血管造影（CT angiography，CTA）圖像，無需額外的對比劑和輻射劑[1-3]。文獻(xiàn)報道CTPI技術(shù)可在腦缺血出現(xiàn)癥狀30min后即可發(fā)現(xiàn)異常，為缺血性腦血管病的早期診斷提供可能[4]。但是長期以來，CTPI檢查受到掃描范圍及輻射劑量的限制，其應(yīng)用未能推廣。64排螺旋CT，特別是雙源CT的出現(xiàn)以及低kV、低mA、低時間分辨率掃描方式的推廣，很好地解決了這一問題。本研究通過對30例急性腦缺血患者行全腦CTPI檢查及4維血管造影（4D-CTA）重建，探討其臨床應(yīng)用價值。

1 對象和方法

1.1 對象 收集浙江省立同德醫(yī)院2011-12—2013-04臨床擬診為急性腦缺血性疾病的30例患者，其中男17例，女13例，年齡35～86（65.8±10.3）歲。臨床表現(xiàn)包括頭暈、惡心、嘔吐、口角歪斜、口齒不清、視物旋轉(zhuǎn)、肢體乏力、偏身感覺麻木等。對所有患者均于發(fā)病2～24h行頭顱CT平掃及頭顱CTPI檢查，并于發(fā)病1～3d內(nèi)行MRI檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會討論同意，患者及家屬知情同意。

1.2 掃描方法 所有病例均采用德國西門子第二代雙源CT（Somatom Definition Flash）掃描，對所有入選患者行常規(guī)平掃及CTPI檢查。

1.2.1 平掃 以眥耳線為基線，掃描范圍從眥耳線至顱頂部，管電壓120kV，管電流 200mA，球管轉(zhuǎn)速1.0s/r，準(zhǔn)直層厚0.625mm，重建層厚為5mm。

1.2.2 CTPI 30例患者均在發(fā)病2～24h內(nèi)行CTPI檢查。檢查時靜臥不動，頭部加外固定，采用128層軸掃模式，掃描范圍同平掃。經(jīng)預(yù)留肘靜脈留置針連接雙頭高壓注射器，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注碘必樂（370mgI/ml）50ml，20ml 0.9%氯化鈉溶液沖洗，注射速率7.0ml/s，掃描延遲時間4.0s，間隔1.5s掃描一次，共22次，總掃描時間38.67s。管電壓80kV，管電流150mA，球管轉(zhuǎn)速0.28s/r，準(zhǔn)直層厚0.625mm，重建層厚1.5mm。

1.2.3 MRI檢查 采用西門子 3.0T MRI系統(tǒng)進(jìn)行檢查：以眥耳線為基線，掃描范圍從眥耳線至顱頂部，掃描層厚為5mm。掃描序列主要包括T1WI（TR/TE 2 000/ 9ms，F(xiàn)A 150）、T2WI（TR/TE 5 000/110ms，F(xiàn)A 90）、DWI（TR/TE 5400/94ms，F(xiàn)A 90）及 FLAIR（TR/TE 8 500/ 94ms，F(xiàn)A 150）序列。

1.3 圖像后處理 將掃描原始圖像傳送至獨(dú)立工作站（mmwp 9900）進(jìn)行后處理。

1.3.1 CTPI 采用VPCT Neuro軟件，將大腦前動脈設(shè)為輸入動脈，上矢狀竇設(shè)為輸出靜脈，采用最大斜率法，由VPCT Neuro分析軟件自動生成腦血流量、腦血容量、平均通過時間和達(dá)峰時間4種灌注參數(shù)圖。

1.3.2 4D-CTA 將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入西門子公司的Inspace專用軟件包進(jìn)行動態(tài)CTA成像。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，計量資料以表示，病灶中心區(qū)與周邊區(qū)的比較采用t檢驗(yàn)。CT平掃與CTPI兩種檢查方法檢出率比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)CT平掃 30例患者中，18例未見明顯異常，12例患者中發(fā)現(xiàn)16個梗死灶，其中12個病灶為非責(zé)任病灶，主要位于基底核區(qū)及側(cè)腦室旁，4個責(zé)任病灶表現(xiàn)為腦溝變淺，實(shí)質(zhì)密度略低。

2.2 CTPI檢查結(jié)果 發(fā)現(xiàn)26例患者有灌注異常，共檢出32個缺血及梗死灶，病灶中心區(qū)及周邊區(qū)腦血流量、腦血容量、平均通過時間、達(dá)峰時間值與健側(cè)鏡像區(qū)比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05，表1）。常規(guī)CT平掃發(fā)現(xiàn)的16個病灶在CTPI圖像上均表現(xiàn)為腦血流量與腦血容量均較健側(cè)明顯下降，平均通過時間及達(dá)峰時間較健側(cè)明顯延長。CTPI較常規(guī)CT平掃多檢出16個病灶，其中12個病灶表現(xiàn)為腦血流量與腦血容量較健側(cè)下降；平均通過時間及達(dá)峰時間較健側(cè)明顯延長；2個病灶表現(xiàn)為整個大腦半球平均通過時間及達(dá)峰時間較健側(cè)明顯延長；腦血流量與腦血容量較健側(cè)未見明顯減低；2個病灶表現(xiàn)為腦血流量較健側(cè)下降，腦血容量較健側(cè)稍升高或正常；平均通過時間及達(dá)峰時間明顯延長。1例典型病例的CTPI表現(xiàn)見圖1A～E。

表1 26例腦缺血患者CTPI結(jié)果

2.3 4D-CTA結(jié)果 每個期相的CT血管圖像依次產(chǎn)生，并生成動態(tài)CTA，使得腦血管以電影方式動態(tài)顯示，觀察動脈流出、靜脈流入情況。30例患者中20例發(fā)現(xiàn)CTA顯示血管異常，與CTPI灌注異常區(qū)相符，提示為責(zé)任血管，其中右側(cè)大腦中動脈不同程度狹窄6例，閉塞2例（圖1F）；左側(cè)大腦中動脈狹窄7例，右側(cè)大腦前動脈狹窄5例。6例灌注異?；颊?D-CTA未見異常。

2.4 MR DWI結(jié)果 發(fā)病1～3d后行MRI檢查。檢出25例患者28個梗死灶，28個病灶在CTPI上均表現(xiàn)為腦血流量、腦血容量較健側(cè)下降，平均通過時間及達(dá)峰時間明顯延長（圖1G）。較CTPI少發(fā)現(xiàn)的4個病灶，2個病灶表現(xiàn)為腦血流量較健側(cè)下降，腦血容量較健側(cè)稍升高或正常；平均通過時間及達(dá)峰時間明顯延長；另外2個病灶平均通過時間及達(dá)峰時間較健側(cè)明顯延長，腦血流量與腦血容量未見明顯異常。本研究以MR DWI或CT平掃復(fù)查上發(fā)現(xiàn)梗死灶為診斷標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)CT平掃檢出陽性12例（40.0%），CTPI檢出陽性26例（86.7%）。兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=14.09，P＜0.01）。

2.5 輻射劑量 輻射劑量計算方法為：有效輻射劑量=平均劑量-長度積值（dose length product，DLP）×頭部歸一化有效劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)（0.0021mSv/mGy·cm）[5]。該組患者頭顱平掃的平均DLP為635mGy·cm，輻射劑量為1.33mSv，CTPI的平均DLP為1 660mGy·cm，輻射劑量為3.49mSv，總輻射劑量平均4.82mSv。

圖1 1例發(fā)病2h63歲女性患者的影像學(xué)檢查所見（A～E為CTPI，A：平掃腦實(shí)質(zhì)未見明顯異常，B～E：腦血流量、腦血容量、達(dá)峰時間和平均通過時間圖，顯示右側(cè)額葉和顳葉達(dá)峰時間、平均通過時間均延長，右側(cè)額葉腦血流量及腦血容量下降，而右側(cè)顳葉腦血流量、腦血容量正常；F：CTA示右側(cè)大腦中動脈狹窄閉塞；G：治療3d后MRI示右側(cè)額葉腦梗死，顳葉未見梗死灶）

3 討論

Miles[6]等最早提出CTPI的概念，即在靜脈團(tuán)注對比劑同時行同層面快速動態(tài)掃描，觀察對比劑在腦內(nèi)血管的動態(tài)變化過程，并獲取某一像素的時間-密度曲線（time-density curves，TDC），利用TDC采取不同的數(shù)學(xué)模型，可計算出該像素的局部腦血流量、局部腦血容量、平均通過時間、達(dá)峰時間。通過偽彩色處理得到該組織的各項(xiàng)灌注功能圖，并應(yīng)用此圖像來評價組織器官的血流灌注狀態(tài)和功能變化。急性腦梗死灶由缺血中心的壞死灶和周邊的缺血性半暗帶組成。治療的關(guān)鍵在于挽救具有可逆性的缺血半暗帶，使其恢復(fù)功能。高培毅等[7]提出了腦梗死前期的理論，影像學(xué)檢查重點(diǎn)便提前到了梗死前期，特別是在腦梗死前期的第Ⅱ期。腦血流量下降、腦血容量正?；蜉p度升高、平均通過時間異常、達(dá)峰時間正?；蜓舆t可視為異常灌注區(qū)[4]；腦缺血區(qū)平均通過時間延長、腦血流量明顯降低，為不可逆損傷；而平均通過時間延長、腦血容量保持或增加，則提示為可逆性損傷[8]。

急性腦缺血性疾病從腦血流量變化過程看，腦血流的下降到急性腦梗死的發(fā)生經(jīng)歷了3個時期，Ⅰ期：由于腦灌注壓下降引起的腦局部血流動力學(xué)異常改變期；Ⅱ期：腦循環(huán)儲備力失代償性所造成的神經(jīng)元功能改變期；Ⅲ期：由于腦血流量下降導(dǎo)致神經(jīng)元形態(tài)學(xué)改變即腦梗死期。以上各期發(fā)展是一個漸進(jìn)性的過程，組織學(xué)上及臨床上沒有截然明確界限。前2個時期稱為腦梗死前期。腦梗死前期CT平掃無明顯異常，當(dāng)缺血超過一定限度后就發(fā)展成腦梗死。CTPI能夠早期發(fā)現(xiàn)腦缺血灶的部位、范圍和程度，在缺血Ⅰ期，病灶達(dá)峰時間、平均通過時間延長；缺血Ⅱ1期，病灶局部腦血流量下降，局部腦血容量正常，缺血Ⅱ2期，病灶局部腦血流量、局部腦血容量下降。本組研究CTPI 26例灌注異常病灶32個，腦缺血Ⅲ期病灶16個，腦缺血Ⅱ2期病灶12個，Ⅱ1期病灶2個，Ⅰ期病灶2個。4例CTPI檢查陰性患者筆者考慮為一過性腦缺血發(fā)作。本組病例CT平掃只發(fā)現(xiàn)腦缺血Ⅲ期的病灶，MR DWI只發(fā)現(xiàn)腦缺血Ⅲ期及Ⅱ2期的病灶，較CTPI少發(fā)現(xiàn)的4個病灶為Ⅱ1期2個及Ⅰ期2個，對于Ⅱ1期及Ⅰ期的病灶沒有很好的顯示，可能與病灶尚未梗死處于可恢復(fù)階段和CTPI不是同時期掃描，且是在治療干預(yù)后1～3d檢查有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合腦血流量與腦血容量兩個灌注參數(shù)是診斷梗死灶最敏感、最可靠的指標(biāo)[9-10]。梗死灶在CTPI圖像上表現(xiàn)為腦血流量與腦血容量均明顯下降。以MR DWI序列上病灶彌散受限作為診斷腦梗死的標(biāo)準(zhǔn)，本組病例最終發(fā)展為梗死灶的組織在CTPI上表現(xiàn)為腦血流量與腦血容量均較對側(cè)明顯下降，符合上述研究結(jié)果。Wintermark等[8]應(yīng)用CTPI對130例急性腦梗死進(jìn)行分析，結(jié)果表明聯(lián)合應(yīng)用平均通過時間和腦血容量指標(biāo)判斷缺血性半暗帶更為準(zhǔn)確?？傊?，腦組織缺血性改變是一個動態(tài)變化的過程，不同時間檢查結(jié)果會不斷變化，如果不及時進(jìn)行治療，隨著病情的進(jìn)展腦梗死前期病灶可能發(fā)展為腦梗死。

雙源CTPI掃描圖像可以直接重建全腦動態(tài)CTA圖像，無需額外增加對比劑及輻射劑量，并能動態(tài)顯示血流情況,可以避免動、靜脈同時顯影，從而判斷顱內(nèi)大血管阻斷或狹窄及分支缺損情況。常規(guī)頭顱CTA相對于DSA最大的缺點(diǎn)是不能動態(tài)的顯示血管，4D-CTA能動態(tài)地三維顯示血流情況，過去，這只能在有創(chuàng)的DSA上實(shí)現(xiàn)[11]。4D-CTA聯(lián)合CTPI應(yīng)用可以在了解患者腦缺血灶存在、范圍及程度的同時，觀察有無責(zé)任血管、血流情況和狹窄程度，以及排除其他血管性疾病，為臨床治療提供強(qiáng)有力的佐證。本組26例腦灌注異常的急性腦梗死患者中，20例CTA顯示血管異常，均為責(zé)任血管，6例CTA未見異常，可能為一過性腦缺血發(fā)作或者血管痙攣已緩解。

傳統(tǒng)CTPI增加了掃描時間及曝光量，從而增加了掃描劑量，同時還增加了對比劑注射量。雙源CT通過一次對比劑注射完成全腦CT灌注及動態(tài)CTA成像，輻射劑量約4～6mSv[12-13]，明顯低于以往常規(guī)CT灌注檢查劑量[11]。本組掃描采用了低kV、低mA、低時間分辨率掃描方式，掃描總時間僅40s，患者平均輻射劑量為4.82 mSv，可以很好地耐受檢查。

總之，雙源CTPI一次檢查能完成多重任務(wù)（CT平掃+動態(tài)腦血管成像+腦功能灌注成像）。聯(lián)合4D-CTA和CTPI能夠在缺血性腦病發(fā)病的早期發(fā)現(xiàn)病變，明確缺血灶存在及其范圍、程度，了解相應(yīng)病灶的責(zé)任血管情況。為急性腦缺血患者提供全面、詳細(xì)的影像學(xué)信息，對腦梗死的早期診斷和治療有重要價值，具有廣泛臨床應(yīng)用前景。

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Application of dual-source 4D-CTA combined with CT perfusion imaging in diagnosis of acute cerebral ischemic diseases

Objective To investigate the application of dual-source four-dimensional CT angiography(4D-CTA)combined with CT perfusion imaging(CTPI)in diagnosis of acute cerebral ischemic diseases．Methods Thirty patients with clinically suspected acute cerebral ischemic disease underwent head plain CT scan and whole brain CTPI examination 2～16h after onset, the images of CBF,CBV,MTT,TTP and 4D-CTA were obtained．Patients also underwent MRI examination in 1～3 d．The findings of plain CT scan,CTPI,4D-CTA and MRI were analyzed．Results Plain CT scan found 16 ischemic lesions in 12 cases,CTPI found 32 ischemic lesions in 26 cases,MRI found 28 ischemic lesions in 25 cases,and 4D-CTA demonstrated various degree of stenosis or occlusion in supplying vessels in 20 cases．Conclusion Dual-source 4D-CTA combined with CT perfusion imaging provides comprehensive and detailed imaging information,so that has important value for early diagnosis and treatment in patients with acute cerebral ischemia．

Brain ischemia Tomography X-ray computed Perfusion Angiography

2013-05-02）

（本文編輯：楊麗）

310009 杭州，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院放射科（程有根、楊光釗，程有根系浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院在職研究生，現(xiàn)在浙江省立同德醫(yī)院放射科工作）；浙江省立同德醫(yī)院放射科（茅國群、樓明芳、魏福全）

楊光釗，E-mail：cjr.ygzh@vip.163.com