CTP 重建脑血管时间点选择的研究

李雪

（广州市第一人民医院 神经外科，广东 广州 510180）

0 引言

CT灌注成像(computed tomography perfusion，CTP)是在静脉注入对比剂的同时，对某一层面进行连续重复扫描获得动态数据，反映出对比剂在该组织中的浓度变化的时间-密度曲线（timedensity curve，TDC）。320排CT 探测器宽度可以达到160mm，覆盖全脑。采用CTP 检查不仅可以获取整个颅脑的灌注数据，还可采集颅脑四维脑血管的数据，且不需要额外注射对比剂，可以动态显示脑血管情况，达到类似数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）的成像效果。由于脑血流循环的时间快，为了区分脑动脉与脑静脉的显示，减少动脉与静脉间的干扰，在时间密度曲线上选取合适的时间点分别重建脑动脉与脑静脉显得十分重要。本文采用320排螺旋CT 研究CTP 在脑动脉和脑静脉成像效果。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾分析本院神经外科2019 年1 月至2020 年8 月进行CT 检查患者27 人，年龄21～55 岁，平均（47.3±2.4）岁，其中男15 人（55.56%），女12人（44.44%）。本研究的患者需符合以下标准：①因临床需要行颅脑CT 检查；②患者签署自愿CT 增强检查知情同意书；③患者无脑血管疾病或颅脑手术史；④无妊娠、高血压、糖尿病或心功能不全；⑤无严重肝脏、肾脏或甲状腺疾病；⑥无碘造影剂过敏；⑦其他不能配合完成CT 检查患者除外。

1.2 扫描方案

护理措施：①去除头部金属异物，如发夹、耳环；②在患者右前臂留置静脉通道；③向患者解释注入对比剂的相关反应，取得患者配合；④用绷带固定患者头部。

扫描方法：东芝Toshiba Aquilion One 320排CT 扫描脑正位和侧位像，扫描范围外耳孔至颅顶。增强扫描时，使用双筒高压注射器从右肘正中静脉团注对比剂。A 筒用对比剂碘普罗胺注射液(批号:228A)，浓度为370mgI/mL，注射总量为40mL，注射速率为4～5mL/s，注入完对比剂后，B 筒以相同速率注入生理盐水40mL，用于冲管，充分利用对比剂。

参数设定：脑CTP管电压80kV，管电流150～300mA，延时7s 开始扫描。第1～2 时间点：间隔时间4s，第2～14 时间点：间隔时间2s，第14～19 个时间点：间隔时间5s，总扫描时间为60s。采用探测器组合：0.5mm×320，容积扫描。球管转速0.75s/圈，显示野：240mm，重建层厚、层间距为0.5mm，重建函数为FC43。容积扫描19 次。

1.3 图像后处理

（1）将脑CTP 检查的19 个原始数据包导入东芝Vitral2.0 工作站，利用四维灌注软件，对图像后处理。软件自动完成脑动脉和静脉取样点的选择，分别生成脑动脉和静脉的时间-密度曲线。脑动脉取样点在大脑中动脉，静脉取样点在静脉窦。处理技术有最大密度投影（maximum intensity projection,MIP）和容积再现（volume rendering，VR）。调节每幅图像的窗宽、窗位，使脑动脉和脑静脉达到最佳显示效果，保存图像。

（2）根据动脉的时间-密度曲线选取两个时间点研究动脉图像质量。组1：取曲线上升支动静脉CT 差值最大时间点，见图1a；组2：取动脉峰值点。重建脑动脉三维图像，见图1b。

图1 脑动脉图像重建组1 与组2 时间点

（3）根据静脉的时间-密度曲线选取两个时间点研究静脉图像质量。组3：取静脉峰值点，见图2a；组4：取曲线下降支动静脉CT 差值最大时间点，见图2b。重建脑静脉三维图像。

图2 脑动脉图像重建组3 与组4 时间点

1.4 图像质量主观分析

脑血管图像整体质量由2 名放射科教授评定，双盲法阅片，分歧的意见，讨论评定统一结果。综合VR 与MIP 图像4 级评分[1]。3 分：无动静脉相互干扰，血管完全显示，边缘清晰，无骨质干扰，图像质量优良；2 分：动静脉轻度干扰，血管可以完全显示，边缘清晰，少量骨质残留，图像可诊断；1 分：动静脉相互中度干扰，血管显示不完整，边缘不清晰，残留骨质多，部分可诊断；0 分：动静脉重度相互干扰，血管显示较差，大量骨质残留，图像质量差，无法诊断。

1.5 统计分析

采用SPSS 17.0 统计软件分析，图像质量评分比较，采用计量资料均数±标准差（）表示，行t检验，计数资料采用χ2检验，P＜0.05 时差异有统计学意义。

2 结果

2.1 脑动脉与脑静脉图像质量分别比较

组1 与组2 比较差异有统计学意义（Z=-5.681，P=0.021），见表1；

表1 颅脑灌注重建脑动脉的图像质量评价结果（，分）

表1 颅脑灌注重建脑动脉的图像质量评价结果（，分）

注：表1 前四列为计数资料，χ2=5.231，P＜0.05；最后一列为均数，单位为分。

组3 与组4 比较差异有统计学意义（Z=-5.372，P=0.013），见表2。

表2 颅脑灌注重建脑静脉的图像质量评价结果（ ，分）

表2 颅脑灌注重建脑静脉的图像质量评价结果（ ，分）

注：表2 前四列为计数资料，χ2=3.452，P＜0.05；最后一列为均数，单位为分。

3 讨论

脑血管疾病容易导致颅内缺血或出血，引起脑组织局部或弥漫损伤，具有发病率高、致残率高、死亡率高、复发率高的特点，是临床上常见的疾病[2]。清晰显示病变的脑血管对疾病的诊断和治疗很关键。320排探测器的运用，使CT 球管旋转一周纵向覆盖范围可达到160mm，完成全脑扫描，可用于评价脑血流变化。CTP 扫描可得到脑血流动态参数，获得脑动脉和脑静脉的数据。可显示动脉瘤、动静脉畸形、血管狭窄或闭塞情况，了解脑血管的解剖学信息，对血管进行评估，为手术或药物治疗提供参考[3]。脑血管疾病尽早诊断关系到治疗方法和预后结果，特别是6h 内的超急性脑梗塞。脑CTP 扫描可诊断病变累及的血管、梗塞的范围和程度，有利于早期的影像诊断。图像是反映病变的载体，保证图像质量可提高疾病的检出率[4]。噪声、伪影、重建算法、X 线、扫描时间、对比剂的浓度剂量、注射速率及临床护理等因素影响CT 图像质量。CTP 检查过程约1min，需患者配合，临床护士用舒适绷带固定，保持患者头部相对不动，避免出现运动伪影。CTP 管电压基本采用120kV，而有研究表明对比不同管电压条件下的图像的质量，80kV 管电压能增加灰质白质对比度，提高脑血管的CT 值，患者辐射剂量低[5]。运用高浓度对比剂370mgI/mL 可获得更好图像质量。CTP对比剂的静脉注射速率还存在争议。7.5mL/s 的注射速率能满足最大斜率模型公式，获得更加准确的脑组织灌注参数，但加大了对比剂外渗、血管破裂风险[6]。对比剂采用4～5mL/s 的速率可降低局部对比剂外渗风险，避免动脉内对比剂未达到峰值时便从静脉回流出[7]。对比剂的量40mL，减轻药物的肾脏毒性。生理盐水40mL 用于冲管，提高对比剂的利用率。

DSA 仍然是观察脑血管解剖和疾病的金标准[8]。它是一种有创伤的检查，该操作在X 线透视的引导下进行，检查时间长、费用高，患者和手术人员存在X 线辐射的危险。B 超对脑血管的手术前后脑血流动力学评价和脑动静脉的解剖形态有一定的帮助，但对超声医生依赖性大并且受颅骨干扰，图像质量难以把握。目前无创性的多层螺旋CT 血管成像(multisection CT angiography，MSCTA)和磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)技术正在代替DSA。但是MRA 图像空间分辨率不及MSCTA 和DSA，一些细小动脉分支在MRA 上不能完全清晰地显示。且MRI 检查时间长、噪音大、费用高、禁忌证和影响因素较多。如金属假体植入、心脏起搏器、人工血管和幽闭恐惧症等限制了MRA 的广泛应用。本院对脑卒中患者开辟了急诊绿色通道，入院接诊后半小时内可以获得CT 影像灌注结果。目前脑CTP“一站式”检查更是操作简单。19 个数据包导入工作站，运用自动减影和去骨技术，不受颅骨、金属支架、金属血管夹影响，选择时间点处理数据，获得有关图像，平均耗时约15min，比较节约时间。利用CTP 重建血管成像对神经外科脑血管疾病诊治具有很高的临床价值[9]。

本研究的患者影像学诊断结果阴性，无脑血管病、高血压、糖尿病等影响正常脑血流动力学的因素。脑CTP成像后处理时，可选大脑中动脉作为输入动脉，上矢状窦作为输出静脉，便于测量和识别[10]。此研究的结果表明，利用脑血管的时间-密度曲线可以获得较好的脑动脉与静脉图像。脑血管CT 重建最常用到VR 和MIP。VR 能直观清晰地显示血管的分布、走行和立体几何关系，便于多方位多视角地观察病变，对血管钙化和斑块不敏感。MIP 根据组织的密度差显示强化的血管形态、分布、走行，骨质与强化后的血管重叠在一起不易区分。由于脑血管的循环很快，有研究表明时间6s 左右动脉血液即可回流到静脉[11]。从肘静脉注入对比剂后，脑动脉呈曲线强化，不是瞬间达到峰值。当脑动脉CT 值达到峰值时显示脑动脉效果佳。通常选取动脉CT 峰值点重建脑动脉[12]。但此时部分对比剂已回流到静脉，不能避免脑静脉对脑动脉显示的干扰。如果选择动脉时间密度曲线上升支动-静脉CT 值差值最大的时间点重建三维图像，则不仅可以满足脑动脉的显示，还可最大限度地减少脑静脉的污染[13]。随着血液循环，脑动脉强化峰值消退，而脑静脉强化峰值逐渐出现，利用静脉峰值点亦可得到较佳的静脉显示图像，但此时动脉仍强化，图像不可避免脑动脉的干扰[14]。而选择静脉时间-密度曲线下降支静脉与动脉CT 差值最大的时间点，可最大限度地减少动脉的污染，获得满意的脑静脉图像。所以选择在脑动静脉CT 差值最大的时间点，可得到满意的脑动脉或静脉图像。检查中患者运动会导致图像伪影。有效的护理措施可以取得患者良好配合性，消除患者的紧张恐惧心理，患者依顺性好，有利于完成整个检查[15]。本研究数据表明，组1 与组2 比较，脑动脉图像质量显示差异有统计学意义(Z=-5.68，P＜0.05)，说明选择脑动静脉CT 差值最大时间点重建脑动脉图像比脑动脉CT 值为峰值点的重建图像好，主要是脑静脉显影干扰造成的。组3 与组4 比较，脑静脉图像质量亦存在统计学差异（Z=-5.37，P＜0.05），说明选择脑动静脉CT 差值最大时间点重建脑静脉比脑静脉CT 值为峰值点的重建图像好，主要是脑动脉残留显影造成的。

综上所述，320排CT 脑灌注检查时，选择脑动-静脉CT 差值最大的时间点进行脑血管三维重建，可以获得满意的血管图像，为工作站重建脑血管提供便利的方法，具有一定的技术参考价值。