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        應(yīng)用動態(tài)CT 血管成像聯(lián)合CT 灌注成像研究偏頭痛發(fā)作期顱內(nèi)血流量的改變

        2021-12-28 04:24:30尹學(xué)青黃瑞阮新忠張泳潮藍(lán)文婷
        現(xiàn)代實用醫(yī)學(xué) 2021年11期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域研究

        尹學(xué)青,黃瑞,阮新忠,張泳潮,藍(lán)文婷

        偏頭痛是一種常見的發(fā)作性的慢性神經(jīng)血管性疾病,全球年患病率為15%~18%[1],通常表現(xiàn)為偏側(cè)中重度搏動樣頭痛,可伴有視覺異常、惡性嘔吐及畏聲畏光等,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,其病理生理及發(fā)病機(jī)制目前尚不明確。根據(jù)有無先兆癥狀,偏頭痛分為有先兆性偏頭痛(MA)及無先兆性偏頭痛(MO)兩種類型。目前診斷偏頭痛主要參考國際頭痛協(xié)會分類標(biāo)準(zhǔn)[2]及相關(guān)量表,缺乏客觀有效的輔助診斷方法。研究表明偏頭痛的發(fā)生與腦血流動力學(xué)變化有關(guān)[3]。為了進(jìn)一步探究偏頭痛發(fā)作期顱腦血管狀態(tài)及血流量改變情況,本研究采用CT血管成像(CTA)及CT 灌注成像(CTP)來分析偏頭痛發(fā)作時顱內(nèi)主要血管形態(tài)學(xué)及血流量變化特征,以期為偏頭痛的臨床診斷提供有價值的輔助參考,并為偏頭痛的病理生理研究提供有效的影像學(xué)支持?,F(xiàn)報道如下。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料 收集2016 年1 月至2019 年12 月在寧波市第一院就診的且在本院進(jìn)行顱腦動態(tài)CTA 掃描的偏頭痛患者。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合國際頭痛分類第三版偏頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn)[4];(2)有偏頭痛發(fā)作病史至少1 年;(3)動態(tài)容積CT檢查在發(fā)病12 h 以內(nèi)完成,期間未接受偏頭痛藥物及其他治療。排除標(biāo)準(zhǔn):有明顯顱內(nèi)器質(zhì)性病變(動脈粥樣硬化、動脈瘤、占位)、嚴(yán)重高血壓及糖尿病。根據(jù)有無先兆癥狀將收集到的符合要求的患者分為MA 亞組和MO 亞組。選擇可獲得的偏頭痛患者非發(fā)作期(癥狀消失3 d 以上)的顱腦動態(tài)CTA檢查作為對照組。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所有檢查者均在檢查及碘對比劑使用知情同意書上簽字,符合相關(guān)醫(yī)學(xué)倫理要求及規(guī)范。

        1.2 方法 所有患者頭顱CT 檢查均采用320 排動態(tài)容積CT(Toshiba Aquilion One)掃描,覆蓋范圍為16 cm,掃描層厚為0.5 mm,管電壓80 kV,管電流150~310 mA,注射非離子型對比劑50 ml,速率5.0~5.5 ml/s。先進(jìn)行一次平掃,并在開始注射對比劑5 s 后進(jìn)行連續(xù)多次掃描,總共掃描19期,掃描總時間為50~60 s。

        1.3 圖像處理 每個容積數(shù)據(jù)包括320幅圖像,一次檢查共產(chǎn)生圖像6080 幅。將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入東芝公司4D-DSA頭顱軟件包進(jìn)行自動減影,再生成動態(tài)血管三維圖像,選擇容積再現(xiàn)(VR)及最大密度投影(MIP)成像方式多角度存儲圖像。隨后將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Vetrea 顱腦4D-Perfusion 軟件,進(jìn)入頭顱分析模塊,由軟件自動生成包含局部腦血流量(rCBF)的全腦CTP 三維圖像,均以偽彩圖顯示。選擇圓形ROI 區(qū)域,直徑均設(shè)置為15 mm,選擇5 對ROI模塊,放置于軸位額葉、顳葉、枕葉、頂葉皮層下區(qū)及小腦半球外帶區(qū)域,手動調(diào)節(jié)ROI位置,平均每葉選擇三個位置,取平均值,盡量避開腦溝及血管區(qū)域,當(dāng)某一腦葉存在肉眼可見血流量異常區(qū)域時將ROI放置于此區(qū)域(圖1)。

        圖1 CTP 偽彩圖及ROI 位置示意圖

        1.4 圖像分析及數(shù)據(jù)獲取 由兩名5年以上工作經(jīng)驗的放射醫(yī)生進(jìn)行CTA 及CTP 圖像觀察和診斷。血管痙攣即血管呈短暫或持續(xù)收縮狀態(tài),表現(xiàn)血管內(nèi)壁毛糙,管腔明顯變細(xì),多粗細(xì)不均,偏頭痛一般累及較長范圍血管,但血管無器質(zhì)性病變,無偏頭痛發(fā)作時血管光整無狹窄(圖2)。當(dāng)兩名診斷醫(yī)師診斷結(jié)果不一致時,由10 年以上工作經(jīng)驗的第三名放射醫(yī)師協(xié)助診斷。分別統(tǒng)計偏頭痛組及對照組不同腦葉的灌注參數(shù)rCBF值。對患者CTP 圖像各腦葉兩側(cè)鏡像區(qū)域血流量進(jìn)行不對稱性分析,計算鏡像配對ROI 區(qū)rCBF 的不對稱指數(shù)(AI)[5],AI=200×(ROI 左-ROI 右)/(ROI 左+ROI 右),絕對值︱AI︱>10%認(rèn)為兩側(cè)鏡像ROI 區(qū)域血流量不對稱。當(dāng)血流量不對稱組中一側(cè)ROI 區(qū)域較該患者其他區(qū)域rCBF 值增高判定為局部血流量增加,若低于其他區(qū)域判斷為局部血流量減低。例如,右側(cè)顳葉rCBF 均值為36.9 ml·100 g·min,左側(cè)顳葉rCBF 均值為32.5 ml·100 g·min,則︱AI︱=12.7%,其他腦葉rCBF 均值為35.3~37.4 ml·100 g·min,其中左側(cè)顳葉rCBF 均值均低于其他腦葉,則判斷左側(cè)顳葉血流量減少。

        圖2 CTA 示意圖

        1.5 統(tǒng)計方法 采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計數(shù)資料采用2檢驗;符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用t 檢驗;不符合正態(tài)分布的資料以中位數(shù)(上、下四分位數(shù))表示,采用Mann-Whitney U 檢驗;血流異常區(qū)域分布與臨床癥狀之間的相關(guān)性分析采用Bayes 判別分析。P <0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 病例及CTA 結(jié)果 最終納入符合標(biāo)準(zhǔn)的偏頭痛患者93 例,其中男40 例,女53 例;年齡17~55 歲,中位年齡31歲;MA 49 例,MO 44 例。偏頭痛組19例(20.4%)出現(xiàn)顱內(nèi)主要動脈及其分支的痙攣,兩名影像醫(yī)生評價結(jié)果一致。M0 亞組血管痙攣者發(fā)生率(36.3%,16例)較MA組(6.1%,3)高(2=14.25,P<0.05)。收集到對照組25 例,其中男14例,女11 例;年齡15~53 歲,中位年齡34 歲;對照組顱內(nèi)動脈動態(tài)CTA均未見明顯異常改變。

        2.2 偏頭痛組和對照組灌注參數(shù)比較偏頭痛組27 例出現(xiàn)rCBF增高,46 例出現(xiàn)局部rCBF 減低。其中MA 亞組出現(xiàn)rCBF 增高23 例(46.9%),MO 亞組rCBF增高者4 例(9.1%),兩亞組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(2=16.121,P<0.001)。MA亞組16 例(32.6 %)出現(xiàn)低血流量區(qū),MO 亞組30 例(68.1%)出現(xiàn)血流量區(qū),兩亞組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(2=6.171,P<0.015)。見表1。

        表1 偏頭痛組臨床資料及對應(yīng)血流量情況 例(%)

        2.3 偏頭痛組與對照組兩側(cè)AI 分析對照組CTP 圖像均無明顯肉眼可見腦血流量異常。對照組兩側(cè)鏡像區(qū)域各腦葉(125 對)rCBF AI 為2.33%±1.79%(0.94%~4.12%)。各腦葉腦灌注參數(shù)rCBF 為(26.4±10.5)ml·100 g·min。偏頭痛組總共對比了465 對ROI 灌注參數(shù),總體AI為21.9%±10.6%(1.35%~27.2%),其中64 例(68.8%)中有105 對rCBF 的︱ AI ︱>10%。偏頭痛組AI與對照組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=6.738,P<0.05)。偏頭痛組︱AI︱>10%的各腦葉rCBF 值與對照組同部位差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P <0.05)。除外64 例存在兩側(cè)各腦葉︱AI︱>10%的患者,9 例出現(xiàn)兩側(cè)腦葉對稱性減低或增高,即rCBF 異常區(qū)ROI 兩側(cè)︱ AI ︱<10%,包括5 例兩側(cè)枕葉血流量減低,2例兩側(cè)額葉及顳葉血流量減低,2 例兩側(cè)顳葉及頂葉血流量增加。見表2。

        表2 偏頭痛組中各腦葉鏡像ROI 區(qū)血流量︱AI︱>10%的rCBF 比較ml·100g·min

        2.4 偏頭痛血流量異常與頭痛部位的相關(guān)性 偏頭痛組疼痛位于右側(cè)47 例(50.5%),左側(cè)疼痛35例(37.6%),兩側(cè)或交替疼痛的11 例(11.8%)。偏頭痛組右側(cè)血流量異常23 例(24.7%),其中rCBF增高9 例(9.7%),左側(cè)血流量異常14 例(15.1%),其中rCBF增高4 例(4.3%),雙側(cè)血流量異常36例(38.7%),均與偏頭痛位置無相關(guān)性(均P >0.05)。

        2.5 血管痙攣與血流量異常的相關(guān)性偏頭痛患者中19 例顱內(nèi)主干血管出現(xiàn)痙攣,其中MO 亞組有16 例(36.3%),MA 亞組有3 例(6.1%),兩組血管痙攣發(fā)生率差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P <0.001)。血管痙攣的患者均出現(xiàn)了部分腦葉血流量不對稱(共30 對),另外45 例無肉眼可見血管痙攣,但存在部分腦葉(共75對)血流量異常,兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

        2.6 先兆及伴隨癥狀與血流量關(guān)系偏頭痛組78.5%的患者存在部分腦葉血流量異常,異常部位分別分布在顳葉39例(53.4%),枕葉28 例(38.4%),頂葉20例(27.4%),額葉10 例(13.7%),小腦8例(11.0%)。伴有視覺異?;颊吲c枕葉異常血流量相關(guān),惡性嘔吐、語言障礙與顳葉血流量異常均有相關(guān)性(均P <0.05),視覺異常與患者枕葉rCBF 減低有相關(guān)性(P <0.05),畏光畏聲與顳葉rCBF 增高有相關(guān)性(P <0.05),感覺異常及其他癥狀與腦葉血流量異常區(qū)域均無相關(guān)性(均P >0.05),其他臨床癥狀與rCBF增高或減低均無相關(guān)性(均P>0.05)。見圖3。

        圖3 偏頭痛先兆癥狀及伴隨癥狀與灌注異常區(qū)域的關(guān)系

        3 討論

        先前關(guān)于偏頭痛的血流動力學(xué)及血管周圍神經(jīng)激活機(jī)制研究證明偏頭痛是腦血流、腦代謝及腦功能三者的相互作用的結(jié)果[6-7],但是血流動力學(xué)改變在不同研究中結(jié)果存在很大差異。有研究證實偏頭痛先兆期大腦半球出現(xiàn)局部rCBF 減低[8]。Olesen 等[9]發(fā)現(xiàn)偏頭痛先兆期多數(shù)患者出現(xiàn)顱腦血流量減少,而發(fā)作期部分出現(xiàn)腦組織充血狀態(tài)。Thie等[10]用大宗偏頭痛MRI 樣本得出偏頭痛患者腦血流增快并血流量增加的結(jié)論。本研究將有先兆偏頭痛和無先兆偏頭痛發(fā)作期均與發(fā)作間期的血管及血流量情況進(jìn)行對比,研究不同類型偏頭痛的血管舒縮及血流量差異。

        本研究選取CT 進(jìn)行血管及灌注研究是因為CT 掃描是本中心一種可即刻獲取的檢查手段,可以保證患者在偏頭痛發(fā)作期間及時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。由于偏頭痛組部分患者出現(xiàn)腦組織局部血流量增高,部分患者出現(xiàn)血流量減低,且灌注異常部位不固定,所以本研究參照Wiest 等[10]和Hauf 等[11]分析灌注異常的方法,選擇鏡像ROI 區(qū)域AI 指數(shù)作為大腦兩側(cè)血流量的對比方法,進(jìn)行定量及定性數(shù)據(jù)分析。

        本研究結(jié)果顯示78.5%的患者血流量圖像較對照組出現(xiàn)異常改變,多數(shù)患者出現(xiàn)顱內(nèi)血流量減低,少部分患者出現(xiàn)血流量增加,這與Totaro等[8]的研究結(jié)果一致。本研究選擇頭痛開始12 h 內(nèi)的發(fā)作期患者,掃描時間窗的差異可能是研究中血流量異常與先前結(jié)果不完全一致的原因之一[12],并且可解釋血流量異常區(qū)域與先兆或伴隨癥狀的相應(yīng)功能區(qū)未完全相符的結(jié)果。經(jīng)典的偏頭痛頸動脈造影研究表明偏頭痛發(fā)作時腦血流量減少從大腦后部開始,并逐漸向前擴(kuò)散[13]。所以偏頭痛發(fā)作開始到CT 檢查的時間可能決定了灌注異常的區(qū)域或性質(zhì)。本研究中偏頭痛發(fā)作12 h 內(nèi)的患者部分出現(xiàn)血流量增加,部分出現(xiàn)血流量減少,且有先兆癥狀的患者高灌注比例較無先兆患者更高,均可以用以上研究成果解釋。

        本研究有19 例存在血管痙攣的患者均出現(xiàn)了部分腦葉血流量不對稱,這說明偏頭痛發(fā)作時顱內(nèi)不同區(qū)域血管痙攣程度不一致。無先兆患者出現(xiàn)血管痙攣的比例較有先兆者高,且出現(xiàn)高灌注比例很少,但多數(shù)患者存在低灌注區(qū),且多位于顳枕葉,這與先前De Benedittis等[14]的研究基本一致。

        本研究結(jié)果顯示患者出現(xiàn)異常灌注的區(qū)域與先兆癥狀或伴隨癥狀與之對應(yīng)的腦功能區(qū)基本對應(yīng),這提示偏頭痛患者頭痛發(fā)作期與疼痛調(diào)節(jié)相關(guān)的腦功能區(qū)域灌注異常,有助于進(jìn)一步理解偏頭痛的病理生理改變[15]。除1例患者(小腦︱AI︱=32.5%)外,其余患者的低血流量區(qū)域參數(shù)值均未低于正常區(qū)域的70%,區(qū)別于腦梗,因此檢測腦血流量情況可為偏頭痛診斷提供客觀的影像學(xué)依據(jù)。

        本研究是回顧性設(shè)計,從患者頭痛發(fā)作到CT 檢查的時間未能完全統(tǒng)一,可能對研究結(jié)果有一定影響,期待后續(xù)研究在檢查的時機(jī)上做統(tǒng)一化處理。由于多期相掃描輻射劑量較大,沒有對所有患者進(jìn)行縱向研究,因此仍需要大規(guī)模、多中心研究偏頭痛患者CTA及CTP成像特點,并期望后續(xù)研究用無放射性的磁共振血管成像和磁共振灌注成像取代CT 成像。

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