不同输入动脉对颈内动脉狭窄患者颅脑CT灌注成像参数的影响

叶国伟，钟根龙，陈旭高，邹建勋，鲍丽娟，王英

温州医科大学附属第六医院，浙江省丽水市人民医院放射科，浙江丽水 323000；

颈内动脉（internal carotid artery，ICA）狭窄或闭塞是引起慢性脑缺血的重要原因，其狭窄程度与脑血流动力学改变密切相关，颅脑CT灌注（CT perfusion，CTP）联合头颈部 CT血管成像（CT angiography，CTA）可全面评估头颈部血管情况及颅脑血流动力学改变[1]。在CTP图像的后处理过程中，需要选择一条输入动脉作为参照以确定首次循环开始时间，进而分析脑实质的血流灌注情况。既往研究显示，将颅内显示良好的任意动脉作为输入动脉，均不影响灌注结果[2-3]。但也有研究表明，选择不同输入动脉会对部分灌注参数有影响[4-5]。临床上如何对特定患者选择输入动脉以保证灌注参数的准确性仍值得探讨。本研究拟探讨不同程度 ICA狭窄患者选择不同输入动脉对其颅脑灌注参数值的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年1月至2017年12月浙江省丽水市人民医院符合以下标准的连续患者。纳入标准：①临床诊断为慢性脑缺血；②完成颅脑CTP联合头颈部CTA检查；③单侧颈内动脉起始处或颅内段狭窄。排除标准：①同时存在明显双侧颈内动脉、颅内动脉及椎动脉狭窄；②图像质量不佳，不能用于分析。40例患者纳入研究，男18例，女22例，年龄41～85岁，平均（67.56±16.36）岁。经CTA证实为轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄及闭塞各10例。

1.2 仪器与方法 采用Toshiba Aqulilion One 320排容积CT行全脑灌注扫描，选择低剂量扫描参数（管电压80 kV、管电流150～300 mA），其中动脉期CTA管电流300 mA，其余均为150 mA。注射对比剂后延迟7 s开始扫描，动脉期间隔2 s，静脉期间隔5 s，总扫描时间约60 s，获取19个时相的全脑动态容积数据。均采用容积扫描，X线管转速 0.5 s/周，层厚0.5 mm，覆盖范围16 cm。完成脑CTP后，再追加主动脉弓至颅底的颈部CTA扫描，获取颈部动脉图像。

1.3 图像后处理 将数据导入专门软件包进行后处理。通过手动单点取样方式分别选择左侧、右侧大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）M1段及基底动脉（basilar artery，BA）共3组输入动脉，均选择上矢状窦为输出静脉，采用奇异值分解法生成脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通过时间（mean transit time，MTT）、达峰时间（time to peak，TTP）及延迟时间（delay time，DT）等参数。通过镜像技术分别在双侧大脑前、中、后动脉供血区及异常灌注中心区绘制ROI，以大脑中线为镜像对称放置6个直径为2.0 cm的圆形感兴趣区（ROI）进行测量，记录相应区域的灌注值。对ROI进行测量分析时，3组ROI测量保持在同层面进行，同时避开大血管和钙化灶，每个ROI至少测量2次，将各ROI灌注平均值作为该侧灌注参数值。

1.4 颈部血管CTA评价 将颈部 CTA数据传至工作站进行曲面重组、最大密度投影显示，并对狭窄段进行测量。参照北美症状性颈动脉内膜切除实验标准分为轻度狭窄（0～29%）、中度狭窄（30%～69%）、重度狭窄（70%～99%）及完全闭塞（100%），根据公式（1）计算狭窄率。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，符合正态分布的计量资料以±s表示。3种输入动脉组间（BA组、健侧MCA组、患侧MCA组）两侧CBF、CBV、MTT、TTP、DT比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用 SNK法。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

20例轻、中度ICA狭窄患者选取3组不同输入动脉在双侧大脑前、中、后动脉供血区所获取的CTP参数差异无统计学意义（P>0.05），见表1。20例ICA重度狭窄及闭塞患者，选取健侧MCA组及BA组作为输入动脉，两组在双侧大脑前、中、后动脉供血区及脑灌注异常中心区所得CTP参数间差异无统计学意义（P>0.05）；而以患侧MCA组作为输入动脉时，16例患者的CBF、MTT及DT与健侧MCA及BA组比较，差异有统计学意义（P<0.05），CBV、TTP差异无统计学意义（P>0.05），见图1。其余4例患者（其中3例重度狭窄及1例闭塞）在3组不同输入动脉中所获取的CTP参数差异无统计学意义（P>0.05），且脑血流灌注图像未见异常改变（表2、3）。颅脑CTA显示此4例患者颅底Willis环形态完整，并且有良好的软脑膜侧支循环建立。

表1 轻、中度颈内动脉狭窄患者采用3种不同输入动脉后处理方法在双侧大脑前、中、后动脉供血区取得的灌注值比较（±s，n=20）

表1 轻、中度颈内动脉狭窄患者采用3种不同输入动脉后处理方法在双侧大脑前、中、后动脉供血区取得的灌注值比较（±s，n=20）

注：BA：基底动脉；MCA：大脑中动脉；CBF：脑血流量；CBV：脑血容量；MTT：平均通过时间；TTP：达峰时间；DT：延迟时间

表2 颈内动脉重度狭窄及闭塞患者采用3种不同输入动脉后处理方法在双侧大脑前、中、后动脉供血区取得的灌注值比较（±s，n=20）

表2 颈内动脉重度狭窄及闭塞患者采用3种不同输入动脉后处理方法在双侧大脑前、中、后动脉供血区取得的灌注值比较（±s，n=20）

注：BA：基底动脉；MCA：大脑中动脉；CBF：脑血流量；CBV：脑血容量；MTT：平均通过时间；TTP：达峰时间；DT：延迟时间

表3 颈内动脉重度狭窄及闭塞患者采用3种不同输入动脉后处理方法在脑灌注异常中心区取得的灌注值比较（±s，n=20）

表3 颈内动脉重度狭窄及闭塞患者采用3种不同输入动脉后处理方法在脑灌注异常中心区取得的灌注值比较（±s，n=20）

注：BA：基底动脉；MCA：大脑中动脉；CBF：脑血流量；CBV：脑血容量；MTT：平均通过时间；TTP：达峰时间；DT：延迟时间。灌注异常区为患侧，对侧为健侧

图1 男，65岁，右侧ICA起始处管腔重度狭窄，CTP可见右侧颞顶叶灌注异常。通过镜像技术在双侧大脑前、中、后动脉供血区及脑灌注异常中心区绘制ROI，获取各灌注平均值。A～E是以健侧MCA为输入动脉所得的灌注图，显示右侧灌注异常中心区 TTP 为（30.05±8.50）s，MTT 为（6.50±2.40）s，CBF 为（16.60±8.15）ml/（100 g·min），CBV 为（1.80±1.35）ml/100 g，DT为（5.00±0.75）s；F～J是以BA为输入动脉所得的灌注图，显示右侧灌注异常中心区TTP为（30.61±8.50）s，MTT为（6.40±2.40）s，CBF 为（16.70±8.21）ml/（100 g·min），CBV 为（1.90±1.31）ml/100 g，DT 为（4.90±0.73）s；K～O 是以患侧 MCA 为输入动脉所得灌注图，显示右侧灌注异常中心区 TTP 为（30.00±8.30）s，MTT为（7.80±1.65）s，CBF 为（18.60±8.15）ml/（100 g·min），CBV 为（2.12±1.15）ml/100 g，DT 为（10.42±3.75）s

3 讨论

颅脑 CTP是通过团注对比剂后对所选定区域行同层动态扫描以获取每个像素的时间-密度曲线（time density curve，TDC），再利用不同的数学模型计算出各灌注参数，并以此评价脑组织的灌注情况[6]。CTP成像有非去卷积和去卷积两种计算方法[7]，非去卷积模型是利用对比剂首过状态下可忽略静脉流出的假定，在无对比剂外渗的情况下获得增强 TDC。而去卷积运算模型的分析相对独立，不受器官血流动力学情况假设的局限，提高了测量的准确性。不同研究应用的数学模型和提供的灌注参数、成像方案不尽相同，导致各研究结果缺乏严格的可比性。

以往CT灌注成像因探测器覆盖范围较小，无法显示全脑血管及血流灌注信息，限制了 CTP的临床应用。320排CT具有16 cm超宽探测器，使脑灌注范围从局部发展为全脑，而且容积螺旋穿梭技术在不增加探测器宽度的情况下，也大大扩展了Z轴覆盖范围，均进一步拓宽了CTP的应用范围[8]。同时，320排CT采用奇异值分解法加去卷积算法，将去卷积算法进一步改良，在选择不同输入动脉后对灌注参数影响不敏感，成像数据更准确可靠[9]。陈兆乾等[10]报道，320排全脑 CTP图像后处理中选择不同输入动脉对脑灌注参数的影响差异无统计学意义。然而，对于慢性脑缺血患者，颈动脉及ICA血管狭窄后选择同侧的MCA作为输入动脉是否会对灌注结果有影响尚不明确。

本研究针对ICA不同程度狭窄的患者，分别选择两侧MCA及BA作为输入参考动脉，输出静脉均采用同部位的上矢状窦。本研究20例单侧ICA轻、中度狭窄患者，3组不同输入动脉获取的灌注参数差异无统计学意义，与陈兆乾等[10]的结果相符，考虑可能由于轻、中度ICA狭窄对血流动力学的影响较小，故选择不同输入动脉对灌注参数的影响也不明显。然而，对于ICA重度狭窄及闭塞患者，采用3组不同输入动脉获取的灌注参数值差异有统计学意义，患侧的MCA作为输入动脉时，对CBF、MTT及DT影响显著，与Wintermark等[11]的结果相似，而对CBV、TTP影响不明显，其原因可能为受累动脉狭窄导致血流速度及血管通透性与非受累动脉不同，从而造成CBF、MTT及DT具有差异性。

本研究中，3例重度狭窄及1例闭塞患者后处理灌注参数差异无统计学意义（P>0.05），且脑血流灌注图像未见异常改变。当头颈部血管发生狭窄时，CTP表现与动脉的狭窄程度及侧支开放程度有关[12]。发生狭窄或闭塞时，脑血管启动调节机制，使狭窄远段血管代偿性扩张、侧支血管开放，如前、后交通动脉开放以维持脑血流量在相对正常水平。本研究中，4例单侧ICA重度狭窄及闭塞的患者，Willis环形态完整，软脑膜侧支循环建立，考虑是由于上述原因导致CTP未见异常改变。

本研究的局限性在于样本量稍显不足，有待增加样本量进一步研究。双侧ICA重度狭窄或闭塞的患者未列入观察。

总之，在单侧 ICA不同程度狭窄或闭塞患者的CTP后处理过程中，ICA轻、中度狭窄者可以选择脑内任意较大的动脉作为输入动脉，不会对灌注参数产生影响。而ICA重度狭窄或闭塞患者应尽量选择非受累动脉，如健侧MCA及BA作为输入动脉，以保证脑灌注参数更加准确。