全脑CTP定量分析颅内动脉粥样硬化性狭窄患者血管表面渗透性

林 澜，吕晋浩，张荣举，罗春材，马笑笑，韩东山，齐叶青，杨 铁，田成林，王 君，马 林，娄 昕*

(1.中国人民解放军总医院第一医学中心放射诊断科，2.神经内科，北京 100853；3.鄂尔多斯东胜区人民医院CT室，内蒙古 鄂尔多斯 017000)

颅内动脉粥样硬化性狭窄(intracranial atherosclerotic stenosis, ICAS)是缺血性卒中的重要病因。脑血管狭窄可降低血管反应性，血管丧失自动调节能力，致脑组织灌注不足，从而损伤脑组织血脑屏障(blood brain barrier, BBB)，增加血管表面渗透性(permeability surface area product, PS)[1]。计算机断层扫描灌注成像(computed tomography perfusion, CTP)可定量评估血流动力学参数，如脑血流量(cerebral blood flow, CBF)、脑血容量(cerebral blood volume, CBV)及平均通过时间(mean transit time, MTT)，亦可定量评价血管PS。既往血管PS多用于观察急性缺血性卒中出血转化、肿瘤性疾病等[2-3]。本研究采用CTP观察ICAS患者脑组织血管PS和血流动力学状态及植入支架后脑组织血管PS和灌注状态变化，为个性化治疗ICAS及评估疗效提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2017年2月—2018年10月于中国人民解放军总医院第一医学中心接受全脑CTP的重度ICAS患者(ICAS组)。纳入标准：①经DSA/CTA证实单侧大脑中动脉或颈内动脉颅内段狭窄≥70%；②6个月内未发生急性缺血性卒中；③年龄40～80岁；④无碘对比剂禁忌证。排除标准：①肿瘤、神经退行性疾病、代谢性疾病及血管炎；②图像质量差或不完整。对部分ICAS患者责任血管植入支架，并于术后1～24周复查CTP。收集同期与ICAS组患者年龄、性别匹配的健康志愿者为对照组。本研究经院伦理委员会批准(编号：S2018-154-01),受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution 256排多层螺旋CT仪。扫描参数：管电压80 kV，管电流 240 mA，扫描范围160 mm，层厚5 mm，转速0.5 s/rot；以5 ml/s流率经右肘静脉注入50 ml非离子型碘对比剂(碘克沙醇320 mgI/ml),随后以相同流率注入50 ml生理盐水，延迟5 s开始扫描，期相间隔3 s，共22期。扫描结束后将所有图像导入定量分析软件GE CT Kinetics进行后处理，输入动脉为大脑前动脉,输出静脉为同层上矢状窦。由2名具有5年以上神经影像学诊断经验并经训练的主治医师采用双盲法于基底核及以上连续3层手动勾画2个责任血管供血区ROI(图1)，面积100 mm2，测量CBF、CBV、MTT及血管PS，并自动镜像至健侧，计算其平均值。

图1 于基底核及以上连续3层勾画责任血管供血区ROI示意图

1.3 统计学分析 采用SPSS 25.0统计分析软件。计量资料以±s表示。以独立样本t检验比较2组年龄、血管PS差异；以χ2检验分析性别差异。采用配对t检验比较ICAS组患者支架植入前后血管PS及血流动力学参数差异。以Person相关性分析血管PS与脑血管病危险因素(高血压、糖尿病、冠心病、脂代谢异常、发病距CT扫描时间)及血流动力学参数(CBF、CBV、MTT)的关系，|r|≥0.8为高度相关性，0.5≤|r|<0.8为中度相关性，0.3≤|r|<0.5为低度相关性，0<|r|<0.3为弱相关。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 纳入ICAS组59例，男41例，女18例，年龄42～79岁，平均年龄(58.6±9.4)岁；其中高血压44例、糖尿病22例、冠心病18例、脂代谢异常31例、房颤3例，发病至CT检查间隔时间(69±108)天；大脑中动脉M1段狭窄42例，颈内动脉颅内段狭窄17例，对其中18例行支架植入治疗，并于术后1～24周复查CTP，1例因复查图像不完整而予以剔除。对照组16名，男12名，女4名，年龄52～76岁，平均年龄(60.7±8.0)岁。2组间年龄及性别差异无统计学意义(t=-0.83，χ2=0.18，P均>0.05)。

2.2 PS值及脑血流动力学参数比较 ICAS组患侧血管PS值明显高于对照组(P<0.05)，患侧CBF较对照组明显下降，MTT延长(P均<0.05)。组间CBV差异无统计学意义(P>0.05)。相比健侧，ICAS组患侧血管PS、CBV明显升高，MTT延长，CBF减低(P均<0.05)。见表1、2。

2.3 ICAS组患者支架植入前后PS值及血流动力学参数比较 ICAS组患侧术后血管PS值低于术前(t=0.95，P<0.05)，术前及术后双侧血管PS值差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表3、图2。术后患侧CBF、MTT与术前差异有统计学意义(t=-4.05、3.50，P均<0.05)，而CBV与术前差异无统计学意义(t=0.05，P>0.05)，见图3。

2.4 血管PS值与临床资料及血流动力学参数的相关性 血管PS与房颤呈低度负相关(r=-0.31，P<0.05),与年龄、发病至CT检查时间、高血压、糖尿病、脂代谢异常、冠心病未见明显相关，见表4。血管PS与MTT、CBV分别呈高度、中度正相关(r=0.86、0.59，P均<0.05)，与CBF呈低度负相关(r=-0.31，P<0.05)。

图2 ICAS组患者责任血管支架植入前后血管PS箱式图 *：P<0.05

3 讨论

ICAS是导致缺血性卒中的重要原因之一，中国缺血性卒中或短暂性脑缺血发作患者中ICAS的发生率为46.6%[4]。既往研究[5]表明ICAS责任血管分布区域的低灌注是缺血性脑卒中及短暂性脑缺血发作复发的独立危险因素。

表1 2组患侧/右侧PS及灌注参数比较(±s)

表1 2组患侧/右侧PS及灌注参数比较(±s)

组别PS[ml/(100 ml·min)]CBF[ml/(min·100 g)]CBV(ml/100 g)MTT(s)ICAS组(n=59)0.03±0.0130.84±7.804.18±0.668.94±0.64对照组(n=16)0.02±0.0146.24±5.005.12±1.246.95±1.93t值7.77-4.84-1.497.47P值<0.01<0.010.14<0.01

图3 患者男，72岁，左侧颈内动脉眼段重度狭窄 A.颅脑CT平扫未见异常； B.DSA示左侧颈内动脉眼段重度狭窄(箭示病灶)； C.支架植入后复查DSA示颈内动脉狭窄明显改善(箭示原病灶处)； D～G.支架植入术前颅脑CBF(D)、CBV(E)、MTT(F)、血管PS(G)图，患侧大脑半球PS明显升高，PS患侧=0.046 ml/(100 ml·min)，PS健侧=0.016 ml/(100 ml·min)，CBF减低，CBV增加，MTT延长； H～K.支架植入术后颅脑CBF(H)、CBV(I)、MTT(J)、血管PS(K)图，术后各参数均恢复正常，PS患侧=0.008 ml/(100 ml·min)，PS健侧=0.009 ml/(100 ml·min)

表2 ICAS患者患侧与健侧PS及灌注参数比较(±s，n=59)

表2 ICAS患者患侧与健侧PS及灌注参数比较(±s，n=59)

组别PS[ml/(100 ml·min)]CBF[ml/(min·100 g)]CBV(ml/100 g)MTT(s)患侧0.03±0.0130.84±7.804.18±0.668.94±0.64健侧0.02±0.0135.25±7.303.80±0.646.88±1.27t值-4.38-4.484.498.35P值0.01<0.01<0.01<0.01

表3 ICAS组植入支架前后PS比较(n=17)

表4 PS值与临床资料的相关性分析结果

CTP可反映脑组织微循环灌注情况，亦可定量脑组织血管表面渗透性。既往研究[6-7]指出，急性缺血性卒中患者BBB渗透性增加；但大部分研究均于发病9 h内进行，难以观察卒中发生前BBB渗透性是否改变。本研究结果显示，相比对照组，ICAS组责任血管分布区PS明显升高，CBF、CBV降低，MTT延长，参考脑血管病诊断共识[8]，血管PS改变与该区域微循环灌注不足有关。YE等[9]认为慢性低灌注及缺氧可致BBB开放，脑组织血管PS增加。本研究结果提示，于卒中发生前及早检出BBB破坏，有利于采取有效措施保护BBB，改善患者预后。

本研究ICAS组患者术后患侧血管PS明显降低，甚至可恢复至相对正常水平,表明有效治疗可降低ICAS患者血管表面渗透性，间接说明BBB功能改变是可逆转的；ICAS组患者术后患侧灌注参数CBF、MTT亦明显改善，与程晓青等[10]的结果相符合，提示低灌注是决定短期治疗反应的主要因素；而ICAS组术前、术后患侧CBV差异无统计学意义，与CHENG等[11]的结果一致。

根据Patlak模型[3]，PS由脉冲剩余函数获得MTT、CBF后计算得到，与MTT呈高度正相关。血管PS是对比剂自血管内经毛细血管内皮不完整部分进入血管周围间隙空间的单向扩散流。血管狭窄时，责任动脉供血区脑组织灌注不足，引起一系列病理生理改变，BBB受损，渗透性增高，且狭窄远端灌注压发生改变，使血管代偿性扩张、侧支循环开放，长期低灌注亦会促进新生血管形成，CBV会相应升高，维持远端脑血流的稳定。因此，血管PS与CBV及CBF均呈不同程度相关。侧支血流亦可能影响血管PS值及BBB渗透性(BBB permeability, BBBP)变化，有待深入研究。

既往研究[12]发现BBBP受糖尿病和/或高血压影响，而本研究结果中血管PS与年龄、发病至检查时间、高血压、糖尿病、脂代谢异常等危险因素均未见明显相关，可能与本研究样本量较小有关；血管PS与房颤呈低度负相关，DANKBAAR等[13]亦认为BBBP可能与房颤存在一定相关性。

本研究的主要不足：①样本量较小；②未健侧支血流进行评估，且复查CTP时间点不统一；③仅纳入了颅内动脉重度狭窄患者。

综上所述，PS可作为评价ICAS治疗效果的影像标志物；ICAS患者患侧脑组织血管PS明显增加，而植入支架后明显降低；血管PS结合血流动力学参数能更全面、准确地反映脑组织病理生理改变，为个性化治疗ICAS及评估疗效提供参考。