动态CTA 结合CT 灌注在软脑膜侧支循环评估中的运用

朱 杰，王 浩，魏 冉，沈磊单，宋 彬

（1.上海市闵行区中心医院放射科，上海 201199；2.上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院神经外科，上海 202150）

缺血性脑血管病是严重威胁人群健康的常见病，其致残率及死亡率均较高［1］。血管狭窄或闭塞是导致缺血性脑梗死的主要原因，其中大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）闭塞引起的脑梗死发生率较高，但其临床症状和预后差异较大，有出现大面积梗死及严重后遗症者，也有症状轻预后良好者，主要取决于病变区域软脑膜侧支循环的建立及其血流灌注储备［2-3］。头颅CTA 作为一种快速、无创的脑血管成像技术，已普遍运用于侧支循环的评估，但传统CTA 仅显示脑血管动脉期图像，对于延迟显示的侧支循环不能有效评估［4］。动态CTA 记录对比剂经动脉血管流入至静脉流出的整个循环过程，并能提供多角度观察及两侧对比，更好地显示病变血管及侧支代偿血管［5］。本研究通过一站式全脑动态CTA结合CT 灌注（CT perfusion，CTP）对单侧MCA 闭塞后软脑膜侧支循环的建立及其供血区域血流动力学改变进行评估，为临床治疗方案选择及预后评估提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018 年10 月至2020 年2 月上海市闵行区中心医院收治的50 例缺血性脑梗死患者，其中男24 例，女26 例；年龄52～88 岁，平均（69.46±8.98）岁。主要临床症状：偏瘫、单侧肢体无力、活动障碍、头晕头痛、言语不清等。

1.2 纳入及排除标准 纳入标准：①CT 或MRI 检查证实为单侧MCA 供血区脑梗死；②发病7 d 内完成CTP 检查；③经动态CTA 确诊为单侧MCA M1 段闭塞；④有出院90 d 随访记录。排除标准：①合并颈内动脉、大脑前动脉、大脑后动脉、椎基底动脉严重狭窄或闭塞；②既往有大面积脑梗死及出血伴严重后遗症及残疾；③脑血管畸形、动脉炎等引起的缺血性脑梗死；④有心、肺、肝、肾功能的严重损害；⑤图像质量差影响诊断。所有患者检查前均告知并签署CTP 检查注意事项及使用碘对比剂知情同意书。

1.3 临床基线资料 记录患者入院时美国国立卫生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）评分，记录有无脑血管病史、高血压、糖尿病、高脂血症、冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）、房颤等临床病史。使用改良Rankin 量表（modified Rankin Scale，mRS）评分评估患者出院时的预后情况，并于门诊或电话随访90 d，mRS 评分≤2 分为预后良好，＞2 分为预后不良。

1.4 仪器与方法 应用Siemens 第三代双源Somatom Force CT，患者取仰卧位，头部固定后，先行头颅CT平扫，扫描范围从颈动脉分叉水平至颅顶224 mm。扫描参数：120 kV，自动管电流，层厚5 mm。使用20 G 穿刺针，经肘静脉由高压注射器注入优维显（碘浓度370 mg/mL）50 mL，生理盐水20 mL，注射流率6 mL/s，注射后延迟5 s 开始CTP 扫描。扫描参数：80 kV，50 mAs，层厚10 mm。单次扫描时间1.5 s，连续动态扫描26 次，获得26 个容积数据，总扫描时间39.39 s，各序列层厚1 mm 薄层重建。

1.5 图像后处理

1.5.1 CTA 在后处理工作站（SYNGO via），将26 期1 mm 薄层图像数据导入CT Dynamic Angio 软件进行后处理，经运动校正、4D 降噪声、骨去除后，启用动态血管电影，生成动态CTA 图像。以连续动态播放和逐幅显示模式，显示病变血管及侧支代偿血管。由2 名有经验的影像诊断医师对图像进行评估，意见不同时协商得出最终结果。评估Willis 环，记录前交通动脉及后交通动脉开放（患侧开放即可）病例数。参照基于动态CTA 改良的美国介入和治疗神经放射学学会/介入放射学学会（ASITN/SIR）的侧支评分标准，对MCA 闭塞血管远端软脑膜侧支循环进行分级，并与健侧血管显影比较：0 级，在任何时相内，缺血区域内无或仅有极少量软脑膜侧支形成；1 级，直至静脉晚期缺血区域内才可见部分侧支循环形成；2 级，静脉期前见缺血区域内部分侧支循环形成；3 级，静脉晚期见缺血区域内完全的侧支循环形成；4级，静脉期前见完全的侧支循环形成［6］。3～4 级为侧支循环较好（A 组），2 级为侧支循环中等（B 组），0～1 级为侧支循环较差（C 组）。

1.5.2 CTP 将层厚10 mm 整组数据经CT Neuro Perfusion 软件进行图像后处理，以上矢状窦作为输出静脉，根据对比剂通过脑组织的TDC 得到各灌注参数，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）的脑灌注伪彩图。根据TTP 伪彩图，选取异常灌注最大层面，手工勾画患侧整个MCA 供血区为ROI，得到相应CBF、CBV、MTT、TTP 值，并用镜像方法测得健侧相应灌注参数值。将患侧各参数值除以健侧相应值，获得相对CBF（rCBF）、相对CBV（rCBV）、相对MTT（rMTT）和相对TTP（rTTP）。

1.6 统计学分析 采用SPSS 19.0 软件进行统计分析，计量资料行正态性检验，符合正态分布变量以表示，计数资料以例表示。比较3 组患侧MCA供血区各灌注参数（CBF、CBV、MTT、TTP）与健侧的差异，行配对t 检验。比较3 组软脑膜侧支循环间各灌注参数比值（rCBF、rCBV、rMTT、rTTP）、Willis 环开放例数、临床基线资料及预后的差异，计量资料方差齐行单因素方差分析，方差不齐行Welch 检验，两两比较行LSD 检验，计数资料行χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 动态CTA 软脑膜侧支循环分组及预后 50 例患者均获得满意的动态CTA 图像（图1a～1d）。A 组11 例，10 例（90.9%）出院时预后良好，1 例既往有脑梗死病史、预后不良，随访90 d 均预后良好。B 组25 例，出院时9 例（36.0%）预后良好，16 例预后不良；随访90 d 大多患者症状进一步改善，14 例（56.0%）预后良好，11 例仍预后不良。C 组14 例，3 例伴梗死后出血，出院时及随访90 d 均预后不良。3 组出院时及随访90 d 预后良好例数差异均有统计学意义（均P＜0.01）。

2.2 3 组患侧与健侧灌注参数比较（表1）50 例患者全脑CTP 均发现与临床症状对应的MCA 供血区异常灌注，且对照侧灌注基本正常（图1e～1h）。A 组患侧MCA 供血区CBF 与健侧比较轻度降低、CBV轻度增加，MTT、TTP 延长，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。B 组患侧与健侧比较，CBF 降低，MTT、TTP延长，差异均有统计学意义（均P＜0.01），CBV 差异无统计学意义（P＞0.05）。C 组患侧与健侧比较，CBF、CBV 明显降低，MTT、TTP 明显延长，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。

图1 女，67 岁，左侧大脑中动脉（MCA）M1 段闭塞 图1a～1d 动态CTA 图像示左侧MCA M1 段闭塞（细箭）及软脑膜侧支代偿血管（粗箭），患侧静脉期以前见少许软脑膜侧支血管形成，静脉期、延迟期侧支血管增加，部分延迟显影，侧支循环代偿中等（2 级）；左侧静脉窦未发育。出院90 d 预后良好（改良Rankin 量表mRS 评分≤2 分）图1e～1h 分别为脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、达峰时间（TTP）伪彩图，患侧MCA 供血区CBF 降低，病灶中央部分CBV 降低，周围CBV 略增加，MTT、TTP 延长，ROI 为患侧整个MCA 供血区

表1 3 组患侧与健侧灌注参数比较

2.3 3 组间各影响因素比较（表2）3 组间灌注参数比值rCBF、rCBV、rMTT、rTTP 差异均有统计学意义（均P＜0.01）。组间两两比较，rCBF、rCBV 差异均有统计学意义（均P＜0.05）；C 组与A、B 组rMTT、rTTP 差异有统计学意义（均P＜0.05），A 与B 组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。A、B、C 组Willis 环开放比例比较差异有统计学意义（P＜0.05），Willis环开放比例依次降低。3 组年龄、入院NIHSS 评分组间及两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。3 组间脑血管病史、高血压、糖尿病、高脂血症、冠心病、房颤病史差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表2 3 组间各灌注参数比值、临床基线资料的比较

3 讨论

急性缺血性脑梗死病灶由核心梗死区及其周围缺血半暗带组成。缺血半暗带是一个动态的病理过程，良好侧支循环的建立可有效提高缺血半暗带组织的血流灌注，延长缺血脑组织存活时间，进而延长治疗时间窗，减少最终脑梗死灶的数量和体积［1，7］。脑侧支循环分为3 级：1 级侧支循环指通过Willis 环进行血流代偿；2 级侧支循环通过眼动脉、软脑膜侧支吻合进行血流代偿；3 级侧支循环属于新生毛细血管。MCA 不参与Willis 环的构成，当严重狭窄或闭塞时，首先通过软脑膜血管吻合与同侧大脑前动脉、大脑后动脉之间建立侧支循环，继而新生毛细血管形成，使缺血脑组织得到不同程度的血流灌注代偿［8］。全面综合评估侧支循环代偿程度对MCA 闭塞性脑梗死患者的个体化治疗方案的选择及预后评估具有重要意义。

侧支循环影像评估包括结构学评估和功能学评估［6］。结构学评估中DSA 是侧支循环评估的金标准，但其属于有创检查，有一定术后并发症，临床使用受限［9］。CTA 仍广泛运用于MCA 闭塞后软脑膜侧支循环评估，传统单时相CTA 在对比剂到达2 级侧支循环血管之前进行图像采集，软脑膜侧支循环充盈情况易被低估；多时相CTA 通过动脉峰值期、静脉峰值期和静脉晚期对图像进行采集，一定程度上可解决单时相CTA 缺乏时间分辨率的问题，但因个体差异，所采集的各期图像标准不同［10］。随着影像技术和后处理软件的更新，动态CTA 将成为脑血管评估的新趋势。CTA 既能动态观察全脑血管形态及血流方向，提高软脑膜侧支循环评估的准确性，同时还可显示脑静脉血管的形态及病变［11］。功能学评估方法包括SPECT、PET、CT 及MRI 灌注等，通过分析脑血流灌注间接提供侧支循环代偿信息［6］。SPECT、PET 检查费用高，难以在临床普遍运用，MRI 灌注扫描时间长，部分脑梗死患者不能耐受，且体内有金属异物者亦不能检查。全脑CTP 能快速有效地评估脑组织血流灌注及循环储备，在急性脑梗死及缺血半暗带诊断中具有重要意义。对单侧MCA 闭塞患者，CTP 不仅能提供病变部位、范围及程度，还可反映由软脑膜侧支循环和新生毛细血管所产生的血流灌注储备。CTP 数据亦可直接处理得到动态CTA 图像，避免重复检查，减少辐射剂量。

本研究采用动态CTA 结合CTP 对单侧MCA 闭塞患者侧支循环进行结构学和功能学的全面评估，分析侧支循环对病变区域脑血流动力学改变的影响。结果显示，A、C 组患侧与健侧各灌注参数比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。A 组患侧与健侧比较，CBF 轻度降低、CBV 轻度增加，MTT、TTP 延长，表明MCA 闭塞后虽有轻度血流降低、灌注延迟，但大部分病变区域经软脑膜侧支循环及毛细血管代偿，CBV 反而增加，病变区域脑组织得到充分的血流灌注，脑组织缺血程度较轻。C 组患侧与健侧比较，CBF、CBV 明显降低，MTT、TTP 明显延长，病变区域微循环障碍加重，脑组织血流灌注及侧支循环代偿差，脑细胞坏死增加，出血转归风险增加，均预后不良［12］。B 组患侧与健侧比较，CBF 降低，MTT、TTP 延长，CBV 差异无统计学意义，说明该组患者血流降低、灌注延迟，但患侧CBV 可轻度降低、正常或轻度增加，病变区域仍有一定的CBV 代偿储备，及时采取有效治疗，可挽救更多尚存活的脑组织，改善临床转归，B 组出院随访90 d，大多患者预后得到了进一步改善。

侧支循环代偿越好，病变区域脑血流灌注越好，CBV 储备越高，增加了病变区域脑组织存活时间，减少了最终梗死体积；侧支循环代偿越差，病变区域脑血流灌注及循环储备越差，脑组织缺血、缺氧程度加重，脑梗死范围及程度也随之加重［2］。对脑组织血流代偿程度及循环储备评估主要取决于CBF、CBV［2，13］。本研究中rCBF、rCBV 组间及两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），A、B、C 组间rCBF、rCBV 依次降低。本研究rMTT、rTTP 组间比较差异有统计学意义，两两比较A、B 组差异无统计学意义。3 组Willis 环开放与软脑膜侧支循环代偿成正比，年龄越大、入院NIHSS 评分越高，软脑膜侧支循环代偿越差，与既往研究结果［14-15］一致。本组其余临床病史对软脑膜侧支循环分组影响较小，部分与既往研究有差异，可能因例数少，未能充分体现患者病史情况所致。

本研究存在的局限性：样本量较小，可能影响结果的可靠性，在今后研究中需扩大样本量、细化临床指标进一步分析研究。本组均为临床常规药物治疗患者，若将此检查用于静脉溶栓或动脉介入取栓前的影像评估，延长急性期脑梗死患者血管内治疗时间窗，具有更大的临床意义。

综上所述，全脑动态CTA 结合CTP 作为快速、有效、无创的影像评估方法，可综合评估病变区域软脑膜侧支循环的建立及血流灌注储备，对治疗方案的制订及预后评估均有重要临床价值。