椎动脉双点智能追踪法头颅CTA的应用价值

王卉， 谢元亮， 张树桐， 王翔

目前，脑血管疾病已成为仅次于冠状动脉粥样硬化性心脏病的人类第二大杀手，也是致残、致死的重要原因[1]。头颅CT血管成像(CT angiography，CTA)是一种简单快速、无创性的影像学检查方法，在颅内动脉瘤、血管畸形、肿瘤供血、动脉狭窄、急性血管阻塞性疾病的诊断中具有独特的优势，为术后随访提供了更易于接受的方法，已成为脑血管病DSA诊疗前重要的筛查手段[2]。因此，如何得到高质量的CTA图像至关重要。

常规头颅CTA多采取手动触发法启动扫描，但该方法易受操作者经验等因素影响，造成图像质量参差不齐。本研究采用寰椎层面双侧椎动脉智能追踪法进行头颅CTA扫描，旨在探讨该方法的临床应用价值。

材料与方法

1.病例资料

搜集2017年7月-2017年12月临床怀疑脑血管病且行头颅CTA检查的患者80例，其中40例行椎动脉智能追踪法扫描(实验组)，男29例，女11例，年龄22～81岁，平均(55.4±13.9)岁；另外40例行手动触发法扫描(对照组)，男26例，女14例，年龄19～79岁，平均(52.3±13.5)岁。两组患者的性别、年龄差异均无统计学意义(P值均>0.05)。

2.检查方法

所有患者均采用东芝Aquilion ONE 320容积CT机行CTA检查，对比剂为碘海醇(350 mg I/mL)，采用Mallinckrodt双筒双流高压注射器，通过18G套管针经肘前正中静脉注射，注射流率5.5 mL/s，先注入60 mL对比剂，再以相同流率注射生理盐水40 mL。

患者仰卧于扫描床上，头先进，置于专用的头扫描架内,嘱患者下颌内收，保证听眦线基本与检查床垂直，并用固定绑带将患者额头部和下颌分别固定。

实验组和对照组均采用时间减影法。实验组具体扫描方法：先行正侧位像定位，从侧位像上将监测层面置于寰椎椎弓根处，扫描监测层面，将兴趣区(ROI)置于双侧椎孔内(图1)，ROI设置于横突孔内，大小随同侧横突孔大小而定；再行容积Volume平扫蒙片期扫描，扫描范围为颅底至颅顶(160 mm)，扫描参数:管电压100 kV，管电流自动毫安(0.5 mm层厚条件下标准差为15)，数据采集层厚0.5 mm，层间隔0.25 mm，旋转速度0.5 s/r，矩阵512×512，重建算法为AIDR 3D Stander模式。然后同时启动监测层面的扫描和高压注射器，分别注入对比剂和生理盐水。当监测平面双侧椎动脉孔内的任意一个CT值达到设定的阈值(200 HU)时，机器自动启动扫描，扫描范围、参数与蒙片期完全相同。对照组蒙片期及增强期的扫描范围、参数与实验组完全相同，但监测层面为扫描范围的正中间层面(约鞍上池层面)，不设置ROI，通过人眼观察监测层面内的血管强化程度，手动启动扫描。

3.图像后处理

将采集完成的图像数据传输至Vitrea 3后台工作站进行后处理以获得脑血管重建图像,重建技术包括多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)、容积再现(volume reconstruction，VR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等。

图1 选取寰椎两侧椎动脉孔分别设置ROI，同时进行监测。 图2 目标动脉血管CT值的分布散点图。对照组各组数值较分散，集中度不高,实验组动脉CT值分布较聚集，集中度较高,但两组差异无统计学意义(P>0.05)。 图3 目标静脉血管CT值的分布散点图。对照组各组静脉CT值重心明显上移，偏移明显，静脉污染较重，而实验组分布重心较低，静脉污染较轻，两组差异有统计学意义(P<0.05)。

4.评价方法

检查完成后记录患者的剂量长度乘积(dose length Product,DLP)。并将采集完成的图像数据传输至Vtrea 3后台工作站。采用客观分析结合主观评价的方法，客观分析分别测量椎动脉、基底动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉、眼动脉以及上矢状窦、直窦、乙状窦的CT值。

主观评价由两位高年资主治医师采用盲法对图像进行独立阅片，意见不一致时通过协商达成共识。主观评价标准采用5分制进行评分[3]：5分，动脉各级分支显示清晰，无明显静脉污染；4分，动脉各级血管显示清晰，轻微静脉污染；3分，动脉各级血管显示清晰，部分静脉污染，但不影响诊断；2分，动脉各级血管部分显示不清，或大部分静脉污染，影响诊断；1分：动脉各级血管显示不清，或静脉同等强化不可诊断。3分及以上的图像符合诊断要求。

5.统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。两组患者的年龄,椎动脉、基底动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉、眼动脉、上矢状窦、直窦、乙状窦的CT值及其SD值，以及DLP和图像质量主观评分的组间比较均采用独立样本t 检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.血管客观评价

分别测量椎动脉、基底动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉、眼动脉的CT值，实验组与对照组的目标动脉血管CT值都在200 HU以上，且两组间差异均无统计学意义(P值均>0.05,表1)。

分别测量上矢状窦、直窦、乙状窦的CT值，实验组目标静脉CT值均明显低于对照组，差异均有统计学意义(P值均<0.05，表2)。

表1 两组目标动脉血管强化CT值比较

表2 两组目标静脉血管强化CT值比较

通过Graphpad Prism统计软件分别绘制目标动脉、静脉血管CT值的分布散点图，结果显示无论是目标动脉还是目标静脉，实验组的散点集中度较高，对照组的散点分布较分散；且对照组目标静脉CT值重心明显上移，表明静脉污染较重(图2、3)。

2.图像质量的主观评价

实验组40例病例中图像质量主观评分为5分者27例，4分者11例，3分者2例，无2分及2分以下的病例；对照组40例病例中图像质量主观评分为5分者17例，4分者17例，3分者5例，2分者1例，无1分病例。实验组和对照组的图像质量均能满足诊断要求。实验组和对照组的图像质量主观评分分别为(4.63±0.59)和(4.25±0.78)，两者差异有统计学意义(t=2.44，P=0.017),表明实验组图像质量明显好于对照组(图4、5)。

3.辐射剂量

实验组的辐射剂量(DLP)为(363.8±8.99) mGy·cm，对照组为(366.5±8.68) mGy·cm,两组的辐射剂量差异无统计学意义(t=1.424，P>0.05)。

图4 实验组患者,男，64岁，采用椎动脉双点智能追踪法进行扫描。a) CTA图像可清晰显示脑动脉各分支，末梢分支血管充盈良好，几乎无静脉血管干扰； b) CTA图像可清晰显示右侧颈内动脉海绵窦段动脉瘤(箭)。 图5 对照组患者,女，55岁，采用手动触发法进行扫描。a) VR像示脑动脉分支显示清晰，末梢分支血管充盈尚可； b) 侧位像仍可见较多静脉显影。

讨 论

影响CTA检查成功率和减影效果的关键是把握峰值扫描的时相和减少运动伪影[4]。本研究实验组采用的是对比剂自动跟踪法[5]。由于颈部结构复杂，平扫图像不易鉴别动、静脉及淋巴结，易将ROI误标[6]；基于320排宽体CT优势明显，单次volume容积扫描即可完成全脑血管CTA数据采集，故本研究选取紧邻颅底且易于识别的寰椎层面双侧椎动脉同时进行监测，消除移床时间，最大程度地减少机器启动时间。同时，由于椎动脉的发育特点，椎动脉只占横突孔的一部分空间，且常常偏心位于横突孔内[7]，故选取ROI时应尽量大，但不能包含横突孔壁骨性部分。因此，两侧椎动脉同时监测法可消除因椎动脉发育不良、行径异常等因素造成的启动延迟[8]。当监测的任一兴趣区CT值达到或超过设定的阈值(200 HU)时，机器会在固定的时间(4.5 s)启动数据采集。因此，该法可以较恒定地测量血管内CT值，减少伴行静脉及软组织污染造成的影响，获得稳定的图像质量，准确诊断颅内动脉瘤、血管畸形及肿瘤供血。本研究阈值的选取主要根据经验值确定，由于对比剂在血管内的有效峰值浓度时间段，每秒对CT值的贡献率为50～100 HU[9]，因此，经过机器4.5 s的反应时间后，可使颅内动脉CT值稳定在400～600 HU，以获得优质图像。同时，也可以根据临床需要调整阈值，进而得到各种适宜诊断要求的强化区间。当血管内CT值稳定在350～500 HU时，结合高清磁共振血管内斑块成像，可以精确诊断动脉狭窄、血管内斑块等[10-11]，为临床进一步的优化治疗提供依据。

本研究对照组同样基于320排容积CT宽体优势，启动时间和响应时间<4.5 s，使得技师在图像采集时通过监测扫描范围的中间层面(约鞍上池层面)，人眼观察颈内动脉海绵窦段及双侧大脑中动脉的强化情况，手动触发启动扫描及完成扫描；但该种方法受限于技师的工作经验和对突发状况的把握能力，图像质量难以保证。国内学者通过估算法算出最佳脑动脉时相[12]，亦可得到较满意的纯动脉图像，但不同的CT机型、扫描方法，最佳时相也不尽相同。

本研究的客观评价结果显示两组目标动脉强化的CT值差异无统计学意义(P>0.05)，但目标静脉强化的CT值差异有统计学意义(P<0.05)。同时，通过分析各组目标血管的散点分布图，结果显示手动触发法的各组数值较分散，集中度不高，且各组静脉CT值重心明显上移，偏移明显，静脉污染严重。本研究中实验组和对照组的图像质量均能满足诊断要求，对照组的静脉污染虽然高于实验组，但在基于动脉血管性疾病的诊断方面，未造成较大影响。

另外，本研究中实验组和对照组采用的均是100 kV管电压、自动管电流的模式进行轴面扫描，同时采用自适应迭代剂量减低算法进行重建，符合国际放射防护委员会倡导的合理控制辐射剂量的原则[13]。对照组在监测中心层面过程中，为了获得更好的效果，采用了连续曝光模式，辐射剂量稍高于实验组，但两组差异无统计学意义(P>0.05)。

本研究仍有以下不足之处：①为了达到图像的强化效果，两组患者采用的对比剂用量均为60 mL，但在某些低体重、高心输出量患者中有降低对比剂用量的需求[14,15]；②椎动脉双点智能监测法仅在320排CT机型上应用，理论上应可应用于其他机型，但相关扫描技术、参数还需进一步调整；③由于椎动脉孔较细，个别患者可能会因为高流率注入对比剂、紧张不适等因素造成监测平面位置轻微偏移，从而混入邻近骨性结构，此时需根据操作者个人经验及时调整扫描计划。

综上所述，采用椎动脉双点智能追踪法行头颅单Volume CTA，有效解决了图像质量不稳定、静脉污染严重等问题，对快速、有效地获取高质量动脉图像奠定了技术基础，对诊疗计划的制定具有重要意义，可广泛应用于临床。