慢性脑缺血患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性

梁毅 石慧铃 李良 郭家俊 任海燕

【摘要】 目的：探討慢性脑缺血（CCI）患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性。方法：收集2019年1月-2020年6月本院临床拟诊为CCI的患者52例，均接受全脑CT灌注成像（CTP）和头颈部CTA检查，测量患侧和健侧额叶、颞叶、基底节区的脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、达峰时间（TTP）。计算各灌注参数的相对比值（rCBF、rCBV、rMMT、rTTP），分析颈动脉狭窄程度。Spearman分析灌注不足组患者灌注参数相对比值与颈动脉狭窄程度的相关性。结果：纳入本研究的52例患者中，灌注不足组32例，灌注正常组20例。灌注不足组与灌注正常组颈动脉狭窄程度比较，差异有统计学意义（P<0.05）。灌注不足组各测量区域rCBF均较灌注正常组降低，rMTT、rTTP均较灌注正常组延迟，差异均有统计学意义（P<0.05）;两组各测量区域rCBV比较，差异无统计学意义（P>0.05）。脑灌注不足组中不同程度颈动脉狭窄患者最低灌注区各灌注参数比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。灌注不足组患者rCBF、rCBV与颈动脉狭窄程度均呈负相关（P<0.05），rMTT、rTTP与颈动脉狭窄程度均呈正相关（P<0.05）。结论：CCI患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄程度存在一定相关性，可为临床早期诊断和预防CCI发生发展提供影像学依据。

【关键词】 慢性脑缺血 颈动脉狭窄 灌注成像 体层摄影术 X线计算机

[Abstract] Objective： To investigate the correlation between CT cerebral perfusion parameters and degree of carotid artery stenosis in patients with chronic cerebral ischemia （CCI）. Method： A total of 52 patients clinically suspected to be CCI in our hospital from January 2019 to June 2020 were collected. They all underwent whole brain CT perfusion imaging （CTP） and head and neck CTA. The cerebral blood flow （CBF）， cerebral blood volume （CBV）， mean transit time （MTT） and time to peak （TTP） of the affected and healthy frontal lobe， temporal lobe and basal ganglia were measured. The relative ratio of each perfusion parameter （rCBF， rCBV， rMMT， rTTP） were calculated， the degree of carotid artery stenosis was analyzed. Spearman analyzed the correlation between the relative ratio of perfusion parameters and the degree of carotid artery stenosis in patients in the hypoperfusion group. Result： Among the 52 patients included in this study， 32 were in the hypoperfusion group and 20 were in the normal perfusion group. Comparison of carotid stenosis between hypoperfusion group and normal perfusion group， the difference was statistically significant （P<0.05）. The rCBF of each measurement area in the hypoperfusion group were lower than those in the normal perfusion group， the rMMT and rTTP were delayed than those in the normal perfusion group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Comparison of rCBV in each measurement area between the two groups， there were no significant differences （P>0.05）. Comparison of perfusion parameters in the lowest perfusion area of patients with different degrees of carotid artery stenosis in the cerebral hypoperfusion group， the differences were statistically significant （P<0.05）. In the hypoperfusion group， rCBF and rCBV were negatively correlated with the degree of carotid stenosis （P<0.05）， rMMT and rTTP were positively correlated with the degree of carotid stenosis （P<0.05）. Conclusion： There is a certain correlation between CT cerebral perfusion parameters and the degree of carotid stenosis in patients with CCI， which can provide imaging basis for early clinical diagnosis and prevention of CCI.

[Key words] Chronic cerebral ischemia Carotid artery stenosis Perfusion imaging Tomography X-ray computed

First-author’s address： Jiangbin Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region， Nanning 530021， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.25.037

慢性脑缺血（chronic cerebral ischemia，CCI）是由于各种原因所致脑血流灌注长期持续性低于生理阈值，而引起的一系列以轻微脑功能异常为主的慢性脑病。常规CT和MR检查往往无阳性发现，但患者临床症状明显。研究表明，CCI极易发展为短暂性脑缺血发作和脑梗死，同时还与认知障碍性疾病密切相关[1-2]。因此，早期诊断和干预对延缓或避免CCI向脑梗死发展具有积极意义。近年来，国内外学者对颈动脉狭窄所致急性缺血性脑血管病的脑组织血流灌注改变研究较多[3-5]，但对CCI患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄相关性的研究报道较少。本研究通过应用CT灌注成像技术（CT perfusion，CTP）分析不同狭窄程度颈动脉狭窄合并CCI患者的脑灌注参数变化情况，旨在探讨CCI患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019年1月-2020年6月广西壮族自治区江滨医院收治的因头晕、头痛、记忆力下降等症状而临床拟诊为CCI的患者52例，男33例，女19例;年龄38～81岁，平均（61.0±9.0）岁。（1）纳入标准：①根据《中国脑血管疾病分类2015》[6]，临床表现符合慢性脑缺血诊断;②神经系统检查无局灶性症状和体征;③常规CT或MRI检查未见异常，或仅有轻度脑萎缩及脑白质脱髓鞘改变。（2）排除标准：①有严重心脏病、肝衰竭或肾功能不全;②有碘过敏史;③图像质量差，不能满足诊断;④其他疾病严重症状。患者或家属均被告知相关情况并签署知情同意书，研究经本院伦理学委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 仪器和方法 采用德国西门子Siemens Definition Flash CT，患者取仰卧位，头部固定，检查时避免吞咽动作。先行全脑CTP扫描，3 min后再行头颈部CTA检查。

1.2.2 全脑CTP扫描参数 管电压80 kV，管电流150 mAs，X线管转速0.28 s/r，扫描层厚为5.0 mm。扫描范围为颈1椎体下缘至颅顶，扫描线与颅底平行。使用双筒高压注射器经肘正中静脉团注非离子型对比剂欧乃派克（350 mgI/mL）50 mL，给药速率为5.0 mL/s，后以相同速率推注生理盐水20 mL。注射对比剂后5 s进行全脑动态容积扫描，总扫描时间为44.81 s，时间序列为：0～21.00 s为第一扫描时相，间隔时间为1.50 s，共扫描14次;21.00～45.00 s为第二扫描时相，间隔时间为3.00 s，共扫描8次。所得原始数据以卷积核D23f重建为层厚5.0 mm、层间距5.0 mm的图像，用于脑灌注分析。

1.2.3 头颈部CTA扫描参数 管电压100 kV，管电流135 mAs，X线管转速0.28 s/r，扫描层厚为0.6 mm。使用双筒高压注射器经肘正中静脉团注非离子型对比剂欧乃派克（350 mgI/mL）45 mL，给药速率为4.0 mL/s，后以相同速率推注生理盐水20 mL。采用Bolus-tracking法触发扫描技术，扫描范围为主动脉弓至颅顶，扫描线与颅底平行。所得原始数据以卷积核I26f重建为层厚0.6 mm、层间距0.6 mm的图像，用于颈动脉狭窄程度评估。

1.2.4 图像处理 将全脑CTP原始数据导入Syngo.via工作站CT灌注软件进行图像处理，选取左侧（健侧）颈内动脉C7段作为输入动脉，窦汇作为输出静脉，经计算机彩色编码处理后得到脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、达峰时间（TTP）等灌注参数的伪彩图，分别在一侧额叶、颞叶、基底节分别设置感兴趣区，获取该侧感兴趣区CBF、CBV、MTT、TTP灌注参数值。以脑中线为对称轴在对侧大脑半球等距离处设置另一组感兴趣区，获得对侧感兴趣区CBF、CBV、MTT、TTP灌注参数值。比较两个对称感兴趣区的灌注参数值差异，将CBF较低者定义为患侧，计算各灌注参数相对比值（rCBF、rCBV、rMTT、rTTP），灌注参数相对比值=患侧灌注参数值/健侧灌注参数值。另外，将头颈部CTA原始数据导入Syngo.via工作站CT血管软件进行图像处理，重建颈总动脉和颈内动脉的MIP和VR图像，观察双侧颈动脉管腔狭窄程度。

1.2.5 图像分析 由2位具有10年以上神经血管影像诊断经验的医师采用独立盲法对脑灌注情况和颈动脉管腔狭窄程度进行评估。脑实质至少两个连续层面灌注减低且患侧感兴趣区与健侧感兴趣区灌注参数差值大于10%[7]，则认为灌注不足。同时，将存在最低rCBF的感興趣区作为最低灌注区，记录最低灌注区的各项灌注参数相对比值（最低rCBF、rCBV及最高rMTT、rTTP）。颈动脉狭窄程度评价方法参照北美症状性颈动脉内膜切除术试验（NASCET）标准[8]，即：狭窄率=（1-颈动脉最狭窄处血管直径/狭窄病变远端正常颈动脉内径）×100%。狭窄程度分为无狭窄（无血管阻塞）、轻度狭窄（狭窄率<50%）、中度狭窄（狭窄率50%～69%）、重度狭窄（狭窄率≥70%），每例患者以颈动脉管腔最高狭窄程度为准。若评估判断不一致，则与第3位高年资医师协商一致决定。

1.3 观察指标 纳入本研究的52例患者中，灌注不足组32例，灌注正常组20例。比较灌注不足组与灌注正常组颈动脉狭窄程度;比较灌注不足组与灌注正常组患者不同区域灌注参数;比较脑灌注不足组中不同程度颈动脉狭窄患者最低灌注区各灌注参数;分析灌注不足组患者各灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性。

1.4 统计学处理 采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验，多组数据比较采用方差分析;计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验，等级资料组间比较采用Mann-Whitney U检验。脑灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性分析采用Spearman等级相关分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 灌注不足组与灌注正常组颈动脉狭窄程度比较 灌注不足组与灌注正常组颈动脉狭窄程度比较，差异有统计学意义（Z=-3.259，P=0.001），见表1。

2.2 灌注不足组与灌注正常组患者不同区域灌注参数比较 灌注不足组各测量区域rCBF均较灌注正常组降低，rMTT、rTTP均较灌注正常组延迟，差异均有统计学意义（P<0.05）;两组各测量区域rCBV比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

2.3 典型案例 男，58岁，头痛、头晕半年余。影像学检查见图1～3。

2.4 脑灌注不足组中不同程度颈动脉狭窄患者最低灌注区各灌注参数比较 脑灌注不足组中不同程度颈动脉狭窄患者最低灌注区各灌注参数比较，差异均有统计学意义（P<0.05），见表3。

2.5 灌注不足组患者各灌注参数与颈动脉狭窄程度的相关性分析 灌注不足组患者rCBF、rCBV与颈动脉狭窄程度均呈负相关（P<0.05），rMTT、rTTP与颈动脉狭窄程度均呈正相关（P<0.05），见表4。

3 讨论

目前的研究表明，动脉粥样硬化引起的颈动脉系统血管痉挛、狭窄或闭塞是CCI的主要病因。颈动脉狭窄或闭塞能使颈动脉发生血流动力学改变，继而引发脑血流量持续减少，出现头晕、头痛等症状。如果不及时加以纠正，可能引起短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA）、脑卒中、血管性认知障碍，甚至痴呆[9-10]。因此，及时有效评估颈动脉狭窄程度与脑血流灌注情况，可为临床早期干预CCI发生发展提供可靠影像依据。

本研究结果显示，灌注不足组与灌注正常组颈动脉狭窄程度比较，差异有统计学意义（P<0.05）。这表明颈动脉狭窄与CCI的发生存在着密切的联系。颈动脉是脑部的重要供血动脉，其管腔狭窄会导致颈动脉血流灌注压降低，继而使远端脑血管床发生血流动力学改变。由于脑血管具有自身适应调节和侧支循环代偿机制，脑组织能通过脑循环储备机制来维持脑血流灌注平衡。因此，多数颈动脉轻度狭窄患者在病变早期可不出现脑灌注不足的表现。随着颈动脉血流灌注压持续降低，脑血管储备能力会逐渐下降，容易发展成为CCI。CCI是脑血流灌注长期低于生理阈值，但尚未达到脑组织缺血性梗死的状态。这种长期低灌注状态可使脑组织出现葡萄糖利用率下降和蛋白质合成障碍，同时引发一系列神经功能障碍，而神经元不会出现永久性损伤[11-12]。

CTP作为一种快速、高效、无创的功能学成像技术，能及时有效反映脑血流动力学变化状况，在评价CCI方面具有良好的相关性[13]。CBF和CBV两者关系反映了脑缺血的程度及脑血管的代偿能力。CBV增高提示脑血管的代偿能力良好，而CBV降低越明显，提示脑血管的代偿能力越差，发生TIA和脑梗死的风险性越高。MTT延长提示脑灌注压下降和脑血管储备能力受损，而TTP延长是侧支循环建立和血管流速减慢共同作用的结果。MTT、TTP对鉴别缺血脑组织和正常脑组织具有很高的敏感性，但在评估脑缺血损害程度和预测脑梗死转化风险等方面不如CBF和CBV[14-15]。本研究结果显示，灌注不足组各测量区域rCBF均较灌注正常组降低，rMTT、rTTP均较灌注正常组延迟，差异均有统计学意义（P<0.05）;两组各测量区域rCBV比较，差异无统计学意义（P>0.05），表明CCI患者存在脑血流低灌注和血管储备能力受损，并可导致脑组织葡萄糖利用率下降和蛋白质合成受阻，继而出现轻微神经功能障碍相关症状。而本研究中两组各测量区域rCBV比较，差异无统计学意义（P>0.05），说明CCI患者脑血管尚具有良好的代偿能力，可依靠小血管代偿性扩张或建立侧支循环来维持正常血供。但是，由于脑灌注压降低和血管流速减慢，脑循环长期处于代偿状态，其血管储备量已不能维持正常脑供血量，当脑供血量减少或脑耗氧量增加时，CCI患者容易发生脑梗死。

颈动脉狭窄严重程度与脑组织血流动力学改变存在不同程度的相關性。周海生等[16]研究发现，单侧颈动脉重度狭窄与轻、中度狭窄所致CCI患者间灌注参数存在显著差异。本研究结果显示，脑灌注不足组中不同程度颈动脉狭窄患者最低灌注区各灌注参数比较，差异均有统计学意义（P<0.05），与文献[17]报道基本一致。颈动脉狭窄发生后，患侧CBF会逐渐降低，MTT、TTP相对延迟，健侧血管通过侧支循环向患侧代偿供血，患侧CBV可维持正常或轻度升高。随着颈动脉狭窄程度加重，患侧CBF降低愈加明显，健侧血管向患侧分流也会增加，脑血管代偿能力逐渐减弱，导致患侧CBV降低，MTT、TTP明显延长。当脑血管代偿能力达到极限时，健侧血管灌注压无法满足自身侧脑血供需求，从而引发健侧脑组织出现低灌注改变。冯瑞等[18]研究认为，由于血管代偿程度及血流灌注阶段不同，健侧缺血程度与患侧存在差异。本研究采用患侧与健侧灌注参数比值作为观察指标，其数值变化代表了相应血管代偿阶段的脑组织血流动力学改变，得到的数据更能反映不同程度颈动脉狭窄对CCI患者脑血流灌注的影响。

本研究同时显示，灌注不足组患者rCBF、rCBV与颈动脉狭窄程度呈负相关，rMTT、rTTP与颈动脉狭窄程度呈正相关。rCBF代表流经大脑特定区域的血流总量，rCBV代表脑组织微循环中的剩余血容量，而rMTT、rTTP延长主要是微循环障碍和血流速度减慢共同作用的结果[19]。张莹等[20]研究认为，颈动脉狭窄程度越严重，全脑血流总量越少。随着颈动脉狭窄程度的增加，其血流速度会逐渐减慢，全脑血流总量减少，脑组织血流灌注压持续降低，最终导致CCI或脑梗死发生。相反，脑组织长期处于低灌注状态也会使颈动脉血管外周阻力增加，血流速度减慢，血管内凝血因子及血小板逐渐沉积，进一步加重颈动脉狭窄程度。本研究结果表明，CCI患者颈动脉狭窄程度越严重，CBF、CBV值越低，MTT、TTP延长越明显，颈动脉狭窄程度与CT灌注参数存在一定的相关性。本研究的不足在于CCI患者的灌注异常不只与颈动脉狭窄程度具有相关性，还可能与多种影响因素相关，如大脑中动脉狭窄、侧支循环重建、多血管病变等，尚需更进一步研究。

综上所述，CCI患者CT脑灌注参数与颈动脉狭窄程度存在一定相关性，可为临床早期诊断和预防CCI发生发展提供影像学依据。

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（收稿日期：2020-12-16） （本文编辑：姬思雨）