颈内动脉重度狭窄侧颅脑动脉作为输入动脉对颅脑CT灌注成像参数的影响

张艳，卢禹流，袁慧书

北京大学第三医院 放射科，北京 100191

引言

近年来，头颈动脉CTA 结合颅脑CT 灌注成像研究显示，CT 灌注技术能够敏感的显示颈动脉狭窄导致的脑血流动力学异常[1-4]。而且，伴有脑血流动力学损害的颈动脉狭窄患者发生脑卒中的危险性明显高于不伴有脑血流动力学异常的患者[5-7]。由于选择不同输入动脉会对部分关注参数产生影响，所以分析CT 灌注后处理参数对灌注结果的影响在获得客观的血流动力学评估中具有十分重要意义。根据叶国伟等[8]的研究，颈内动脉重度狭窄患者选择健侧颅脑动脉作为颅脑CT 灌注成像的输入动脉效果较好。本文分别选择患健两侧的大脑中动脉作为颈内动脉重度狭窄患者的输入动脉，以此分析输入动脉增强特点对颅脑CT 灌注参数的影响。

1 材料和方法

1.1 研究对象

回顾性搜集2017 年3 月至2017 年6 月期间，在北京大学第三医院进行颅脑CT 灌注扫描，头颈CTA 扫描显示颈内动脉起始端狭窄（狭窄率70%～99%）的患者27 例，男17 例，女10 例，年龄55～81 岁，平均67 岁。27 例均有多发腔隙性脑梗塞及脑白质脱髓鞘变性，左右颈内动脉重度狭窄比例为：16:11，其中1 例左侧重度、右侧轻度狭窄，其余均为单侧狭窄。

1.2 扫描方法

采用GE Revolution CT，轴向扫描，80 kVp，Smart mA，噪声系数：9，旋转时间：0.28 s，Asir V：80%，层厚/间隔：5 mm/5 mm，准直：256 mm×0.625 mm，矩阵512×512。患者仰卧，头置于头托固定，扫描范围包全颅脑。对比剂碘普罗胺（含碘370 mg/mL）40 mL，采用双筒高压注射器经右侧肘正中静脉以4.5 mL/s 的流率注射，再以同样流率无间隔注射生理盐水40 mL。对比剂注射开始延迟8 s 启动扫描。加大流出期采样间隔对灌注结果无影响，但可有效减少患者辐射剂量[9-11]，因此扫描期相设置为流入期与流出期采样间隔分别为2 s 与4 s，期相设置分别为流入期12 期，流出期6 期。

1.3 后处理及客观数据测量

将数据导入GE Perfusion 4D 灌注软件，分别选择两侧大脑中动脉M1 段设置圆形兴趣区，得到双侧大脑中动脉对应的时间-密度曲线达峰时间及峰值CT 值（HU）。圆应尽量大，但不大于血管管腔，避开血管管壁钙化及软斑块。选择上矢状窦为输出静脉。首次选择颈内动脉狭窄侧大脑中动脉为输入动脉进行灌注分析。于患侧大脑半球前后分水岭区低灌注区设置ROI患，并镜像对侧ROI健，记录两区域内灌注参数客观数据：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）及达峰时间（Time To Peak，TTP），并计算患健两侧相对值：血流量比（CBF患/CBF健，rCBF）、血容量比（CBV患/CBV健，rCBV）、平均通过时间差（MTT患-MTT健，dMTT）、达峰时间差（PPT患-PPT健，dPPT）。该组结果记为实验组。保持输出静脉不变，更换对侧大脑中动脉作为输入动脉，软件重新运算，并记录上述同一兴趣区ROI患、ROI健各参数值，记为对照组。

1.4 主观评价

由两名具有5 年以上工作经验的放射科医师在不知晓患者分组的情况下共同对图像进行评价。选择灌注伪彩图中低灌注区最大层面，根据异常灌注区面积及伪彩色阶差异，主观判断同一患者两组结果CBV、CBF、MTT 及TTP 伪彩图是否一致，结果相同为1 分，结果不同为0 分。

1.5 统计分析

采用统计学软件SPSS 22.0 进行分析，结果使用均值±标准差（x-±s）表示。对呈正态性分布（双侧P>0.05）的计量资料采用配对t检验，非正态分布的计量资料采用配对秩和检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 输入动脉达峰特征

颈内动脉狭窄侧与非狭窄侧大脑中动脉达峰峰值分别为：（531.48±122.49）与（549.72±117.7）HU，无统计学差异（t=1.123，P>0.05）。达峰时间分别为：（26.76±4.22）与（26.57±4.09）s，无统计学差异（P>0.05），其中三例存在狭窄侧大脑中动脉达峰时间滞后非狭窄侧超6 s。

2.2 灌注参数结果统计

2.2.1 客观评价

两组结果患健两侧灌注参数CBF、CBV、MTT、TTP相对值间，均无统计学差异（P>0.05）。CBF患、MTT患及MTT健绝对值间差异有统计学意义（P<0.05），分别为CBF患：（11.61±4.83）与（10.94±4.34）mL/100 g/min，MTT患：（14.17±2.51）与（14.7±2.23）s，MTT健：（7.91±1.49）与（8.45±1.38）s。两组间其余灌注参数绝对值间均无统计学差异（P>0.05），见表1。

2.2.2 主观评价

两组结果除三例CBF、TTP 与MTT 伪彩图主观评价有差别外，其余病例参数均一致，见表2。该三例患者狭窄侧大脑中动脉达峰时间较对侧大脑中动脉滞后6 s。

3 讨论

CT 灌注作为一种快速、微创的评价工具，其对颈动脉狭窄及闭塞患者脑血管储备能力及血管再通疗效的评价也日益受到临床的关注[12]。基于去卷积模型的CT 灌注分析，不受对比剂注射速率影响，更接近实际生理过程，具有更广泛的适应性及更高的准确性[13]。基于该模型的颅脑CT 灌注分析多以健侧大脑前或大脑中动脉作为输入动脉[14-17]。具海月等[18]研究了输入动脉峰值对正常志愿者灌注参数信噪比的影响，但未对灌注异常区域的影响进行研究。本文发现，选择颈内动脉狭窄侧颅脑动脉作为输入动脉，不会影响灌注异常区域的评估。虽然切换输入动脉后，患健两侧灌注参数绝对值有所变化，但灌注参数相对值趋于一致。

图1 不同输入动脉所得灌注参数伪彩图

表1 两组结果灌注参数客观结果(x ± s)

表2 两组结果灌注参数伪彩图主观评价结果（例）

输入动脉变化后，个别灌注参数绝对值发生变化，分析原因如下：MTT 表示造影剂在指定的组织位置驻留的平均时间，其值是血管内和血管外造影剂驻留时间的总和，所以输入动脉变化会影响到MTT 的客观值，变化趋势依据输入动脉具体特征而定。根据中心容积定律，MTT=CBV/CBF，MTT 与CBF 相互影响。因此，输入动脉变化时，患健两侧灌注参数MTT 及CBF 客观数值变化敏感。TTP 值不依据去卷积模型，而是依据CT 标准协议计算所得，其客观值是末幅预增强图像与增强最大强度值的图像之间的时间间隔。该过程不受去卷积模型及输入动脉的影响，故而TTP 客观绝对值无差异[19-20]。

本研究颈内动脉狭窄侧与对侧大脑中动脉达峰时间和峰值均无统计学差异（t=1.123，P>0.05），说明颈内动脉起始端重度狭窄并未影响同侧大脑中动脉M1 血流。颈内动脉起始端重度狭窄引起狭窄处局部血流动力学变化，但并非一定引起远端分支及颅内动脉血流动力学变化[21]。如果患者大脑前动脉存有前交通支时，患侧颅脑动脉可由健侧颈内动脉通过前交通动脉倒灌供血。本研究中有3 例患者双侧颈内动脉达峰时间相差约6 s，不同输入动脉所得结果中灌注参数绝对值有差异，伪彩图可见色阶差异，但灌注参数相对值无变化，灌注异常区域面积相似（图1）。

因此，客观评价颈内动脉狭窄侧大脑中动脉血流动力学情况对于颅脑CT 灌注分析十分重要。而且，对于颈内动脉重度狭窄患者的颅脑CT 灌注分析，选择狭窄侧颅脑动脉作为输入动脉不影响对颅脑灌注异常区域的判定，所以输入动脉选择无需刻意回避患侧颅脑动脉。