头颅CT灌注成像对颈动脉狭窄患者脑血管储备功能评估作用

赵丽娜，翟江玉，雷 明，陆青卫，曹卫强，成学静，赵 净

颈动脉狭窄常由颈动脉粥样硬化导致，是老年群体中多发的一种脑血管疾病，可致脑缺血，严重时可引起脑梗死[1-2]。临床上关于颈动脉狭窄的治疗方案须根据患者脑血管储备功能分别进行建立，而脑血管储备功能包含侧支循环和脑血管自身调控功能[3-4]，反映了机体颅内毛细血管和小动脉调节血流量对脑组织供血的能力，临床多采用其作为指标对缺血性脑梗死进行预防和监测。本研究探讨头颅CT灌注成像对颈动脉狭窄患者脑血管储备功能的评估作用，现报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2018年5月—2019年5月于定州市人民医院就诊的符合纳入及排除标准的100例颈动脉狭窄作为研究对象，其中中度颈动脉狭窄50例作为中度组，重度颈动脉狭窄50例作为重度组，另选取同期于该院进行体检的健康志愿者50例作为对照组。中度组男27例，女23例；年龄35～80(66.46±11.14)岁；病程1～6(2.3±0.7)个月。32例发作时出现肢体乏力和麻木，15例表现为头晕，3例表现为言语不清。重度组男28例，女22例；年龄30～80(67.06±12.14)岁；病程1～6(2.4±0.6)个月。27例发作时出现肢体乏力和麻木，19例表现为头晕，4例表现为言语不清。对照组男24例，女26例；年龄32～80(65.13±10.93)岁。3组性别及年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审核并批准实施。

1.2纳入及排除标准 纳入标准：①中度组和重度组均符合颈动脉狭窄诊断标准[5]，颈动脉狭窄程度判断参照北美症状性颈动脉内膜切除术(NASCET)标准[6]；对照组临床神经学及神经影像学检查均无异常发现，且与中重度组无血缘关系。②年龄18～80岁。③所有入选者和(或)其家属均对本研究知情同意，并签署了知情同意书。排除标准：①具有心和肺动脉重大疾病者；②言语沟通障碍者；③因某些原因不能配合研究者；④CT对比剂使用禁忌者。

1.3仪器与方法 3组均采用头颅CT灌注成像进行诊断。仪器使用Siemens Somatom Sensation 64排螺旋CT，将听眦线作为基线，先行常规三维CT扫描，排除占位性病变及脑出血等疾病的干扰，再以基底核层面为扫描中心行常态CT灌注成像，扫描范围为29.6 mm(7.4 mm×4层)，并根据激光灯于患者体表做好标记。之后经肘前静脉以双筒高压注射器注入非离子型碘海醇对比剂(350 mg/ml，剂量：40～50 ml，速率：6 ml/s)，等待5 s后开始扫描，扫描时长40 s。在基态CT灌注成像完成后，使用Nero Perfusion软件整理得到颅中动脉输入函数时间，从而对CT血管造影扫描延迟时间进行确定，经肘前静脉以双筒高压注射器注入非离子型碘海醇对比剂(350 mg/ml，剂量：40～50 ml，速率：6 ml/s)，随后注入0.9%氯化钠注射液(剂量：50 ml，速率：6 ml/s)，CT血管造影扫描参数：80 kV，125 mAs，层厚4 mm，扫描范围覆盖患者头颈部。所有入选者以仰卧位于检查床上休息30 min后，面罩输入混合气体(5%二氧化碳，95%氧气，流速：4 L/min)2 min，再行激发态CT灌注成像，扫描参数与常态CT灌注成像一致。提取数据，使用Nero Perfusion软件，输入动脉设为大脑前动脉，输出静脉设为上矢状窦，分析得到脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)、平均通过时间(MTT)、达峰时间(TTP)的伪彩图。考虑到头颅CT灌注数据受个体差异的影响颇大(如血压)，故计算中、重度组患侧与健侧的CBF、CBV相对比值，得到局部脑血流量(rCBF)、局部脑血容量(rCBV)；计算中、重度组患侧与健侧的MTT、TTP绝对差值，得到造影剂平均通过时间(dMTT)、造影剂达峰时间(dTTP)。对照组取动脉计算双侧灌注血流动力学参数比值和差值，得到rCBF、rCBV和dMTT、dTTP。

1.4观察指标 ①比较3组基底核中心层面大脑皮层各指标，包括rCBF、rCBV、dMTT、dTTP，各指标数据由Nero-Perfusion软件分析计算后得到。②分析中和重度颈动脉狭窄患者Willis环路情况与灌注参数关系，Willis环路情况由3D TOF进行评估，动脉节段(直径≥1 mm)连续为通路开放，不连续则为闭塞[7]。

2 结果

2.13组CT灌注成像基底核中心层面大脑皮层各指标比较 3组CT灌注成像基底核中心层面大脑皮层各指标总体比较差异均有统计学意义(P<0.01)。白质和灰质rCBF，对照组大于中度组及重度组(中度组：t白=183.236、P白<0.001，t灰=132.396、P灰<0.001；重度组：t白=162.680、P白<0.001，t灰=139.365、P灰<0.001)，中度组大于重度组(t白=138.546、P白<0.001，t灰=158.443、P灰<0.001)，差异有统计学意义。白质和灰质rCBV，中度组大于对照组和重度组(对照组：t白=101.527，P白<0.001，t灰=123.874,P灰<0.001；重度组：t白=173.231，P白<0.001，t灰=131.114,P灰<0.001)，对照组大于重度组(t白=142.034，P白<0.001，t灰=104.152,P灰<0.001)，差异有统计学意义。白质和灰质dMTT、dTTP，重度组长于中度组及对照组(中度组：t白=107.804、P白<0.001，t白=108.119、P白<0.001，t灰=111.382、P灰<0.001，t灰=146.271、P灰<0.001；对照组：t白=86.113、P白<0.001，t白=94.341、P白<0.001，t灰=79.652、P灰<0.001，t灰=82.000、P灰<0.001)，中度组长于对照组(t白=102.428、P白<0.001，t白=113.168、P白<0.001，t灰=109.498、P灰<0.001，t灰=98.984、P灰<0.001)，差异有统计学意义。见表1。

表1 中重度颈动脉狭窄患者和健康志愿者头颅CT灌注成像基底核中心层面大脑皮层各指标比较

2.2中度颈动脉狭窄患者Willis环路情况与CT灌注参数关系 中度颈动脉狭窄50例中Willis环路开放26例(包括开放和部分开放)，闭塞24例。中度颈动脉狭窄Willis环路开放与闭塞白质和灰质rCBF、rCBV、dMTT和dTTP比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 中度颈动脉狭窄患者Willis环路情况与CT灌注参数关系

2.3重度颈动脉狭窄患者Willis环路情况与CT灌注参数关系 重度颈动脉狭窄50例中Willis环路开放27例(包括开放和部分开放)，闭塞23例。重度颈动脉狭窄Willis环路开放与闭塞白质和灰质rCBF、rCBV和dMTT比较差异无统计学意义(P>0.05)；重度颈动脉狭窄Willis环路开放者白质和灰质dTTP短于Willis环路闭塞者，差异有统计学意义(P<0.01)，见表3。

表3 重度颈动脉狭窄患者Willis环路情况与CT灌注参数关系

3 讨论

颈动脉狭窄常引发脑缺血，严重时可引起脑梗死，在血流动力学上常表现为动脉远端灌注压下降，而人体的脑循环有自我调节功能，当动脉远端灌注压下降时，脑循环会通过调节机制对血管进行扩张，提高CBF从而对供血量进行改善[8-10]。因此，颈动脉狭窄患者脑血管储备功能亦会出现异常。近年来，CT灌注成像在扫描范围和扫描精度上得到了较大发展，如今已能很好地显示头颈部血管情况，其对脑血管储备功能进行检测，或可成为颈动脉狭窄患者新的诊断方法[11]。因此，本研究采用头颅CT灌注成像评估颈动脉狭窄患者脑血管储备功能，并进行对照研究，旨在为颈动脉狭窄诊断方案的选择提供可靠依据。

本研究结果显示，白质和灰质rCBF，对照组大于中度组及重度组，中度组大于重度组，差异有统计学意义。提示颈动脉狭窄会引起rCBF下降，且随病情加重rCBF下降得更为明显。分析原因可能是当颈动脉血管阻塞超过50%时，脑血管的自我调节能力将失去代偿性，脑供血反馈机制消退大半，发生脑缺血和脑梗死的风险增加，这与贾红艳[12]的研究一致。本研究结果显示，白质和灰质rCBV，中度组大于对照组和重度组，对照组大于重度组，差异有统计学意义。提示脑动脉反馈机制随颈动脉狭窄病情变化而情况不同。在颈动脉狭窄为中度时，脑血管开放了侧支循环，并通过增高代谢和血管扩张来维持局部CBV水平的稳定，故rCBV水平中度组会较对照组略为上升。而在颈动脉狭窄为重度时，脑阻力血管已经扩张到最大状态，血管扩张使CBF增高的能力开始下降，同时侧支循环开放能力亦会在长期绷紧下减弱，CBV水平因无法继续维持会开始降低，出现白质、灰质rCBF对照组大于重度组的情况，这与颜燕红等[13]及郑彩端和郑书刚[14]的研究结果基本一致。本研究结果显示，白质和灰质dMTT、dTTP，重度组长于中度组及对照组，中度组长于对照组，差异有统计学意义。提示颈动脉狭窄会影响患者的脑供血能力。相较于rCBF、rCBV而言，dMTT和dTTP敏感度更高，在反映脑血管损伤后扩张能力受限性上更好，其延迟愈大，说明血流到达感兴趣区的通路愈远，而脑血管血流动力学的损伤亦愈严重[15]。本研究结果显示重度组dMTT和dTTP远长于中度组和对照组，说明其血流清除率已经明显下降，血栓及有害物质较难被清除，脑梗死的风险大大增加。

Willis环路是脑侧支循环的评价指标，而关于颈动脉狭窄患者脑侧支循环与脑血流动力学的关系，医学界向来存在争议。王正阳等[16]研究认为侧支循环代偿与脑动力学损伤存在一定联系，而Rostamzadeh等[17]研究认为脑动力学是否出现损伤并不能由脑侧支循环的情况体现，与Willis环路的开放与否亦无联系。本研究结果显示，中度颈动脉狭窄Willis环路开放与闭塞白质和灰质rCBF、rCBV、dMTT和dTTP比较差异均无统计学意义。提示中度颈动脉狭窄患者Willis环路是否开放可能与脑血流动力学参数并无联系。分析原因可能为在颈动脉血管阻塞未超过70%时，血流情况尚在脑血管的代偿能力内，且次级侧支循环的形成亦可承担初级侧支循环的部分功能，使得脑血流动力学参数上并未有明显体现[18-19]。本研究结果显示，重度颈动脉狭窄Willis环路开放与闭塞白质和灰质rCBF、rCBV和dMTT比较差异无统计学意义；重度颈动脉狭窄Willis环路开放者白质和灰质dTTP短于Willis环路闭塞者，差异有统计学意义。提示重度颈动脉狭窄患者Willis环路闭塞会严重影响白质和灰质的dTTP。分析原因可能是在颈动脉血管堵塞超过70%后，脑血管自我调节机制使正常血管扩张，会影响缺血组织的灌注时间使其产生延迟[20]。结合王正阳等[16]和Rostamzadeh等[17]的研究报道，或可推论Willis环路情况与脑血流动力学存在联系，但在患者为中度颈动脉狭窄时，其情况或因脑血管自我调节机制而被掩盖。然而，在颈动脉狭窄患者中，其侧支循环与脑血流动力学的相互作用机制仍值得进一步研究。

综上所述，头颅CT灌注成像可较好地评估颈动脉狭窄患者的脑血管储备功能，能够为脑缺血和脑梗死的预防提供帮助。