全脑CT灌注成像对小体积急性梗死灶诊断准确性及影响因素分析

赵 松 何业举 高国栋 季 光 刘 丹

全脑CT 灌注（CT perfusion， CTP）通过局部低灌注区对急性脑梗死（acute cerebral infarction，ACI）进行诊断，能够充分反映整体脑组织血流动力学特点，使临床医生对患者的治疗措施及预后情况有充分的认识，而且还能够快速评估脑组织核心梗死区及缺血半暗带情况，有助于及时发现可能会受益于静脉溶栓的早期患者［1］。然而，CTP 对ACI灶的诊断有部分结果为假阴性，这影响了其诊断价值。研究显示，多种因素均会导致这种现象发生，其中10%假阴性结果是由小病灶引起［2］，有学者发现CTP 对于小病灶的早期缺血改变缺乏足够的灵敏度［3］，认为其对小病灶的诊断价值有限。鉴于全脑CTP 对小体积ACI 灶诊断的相关研究较少，所以本文以小体积ACI 患者为研究对象，评估全脑CTP 对其诊断价值，并分析其他因素对小体积ACI 灶检出率的影响。

方 法

1.临床资料

收集2020 年8 月—2021 年10 月在河北医科大学第二医院以ACI就诊的患者影像资料，经弥散加权成像（diffusion weighted imaging， DWI）证实的小体积（≤8 mL）ACI 灶患者58 例为观察组，其中男36 例，女22 例，年龄45～80 岁，中位年龄67 岁；首先立即接受CT、全脑CTP 检查及6 h 内完成DWI 检查，3 d后完成磁共振或CT 平扫复查。研究对象纳入标准：①经DWI证实为小体积ACI灶（体积≤8 mL）同时由表观弥散系数（apparent diffusion coefficient， ADC）值除外T2 加权像穿透效应导致的假阳性；②脑组织无慢性缺血性疾病或陈旧性脑梗死病灶；③无颅内出血或肿瘤样病变；排除标准：①心、肝、肾功能严重受损者；②对CT 造影剂有严重过敏史者；③未有DWI证实者，或证实ACI灶体积＞8 mL者。

另选取28例DWI及后续磁共振及CT结果正常者的影像资料作为阴性对照组，其中男性18 例，女10例，年龄50～72 岁，中位年龄62 岁。2 组患者年龄、性别等一般资料无明显差异性。入选患者均签署临床实验及影像学检查知情同意书。本研究已经医院伦理委员会批准（伦理号：2020-R139）。

2.影像资料

采用Philips Brilliance iCT 256 层螺旋极速CT 机行头部扫描，先CT 平扫。扫描参数：管电压100 kV，管电流250 mA，FOV 250 mm×250 mm，层间距及层厚均为5 mm。首先小剂量造影剂注入，估测出造影剂在动脉血管内峰值时间，随后进行CT 灌注扫描，利用高压注射器经肘静脉注入非离子型造影剂碘普罗胺（370 mgI/mL），使用剂量为1.0～1.5 mL/kg，高压注射速率为5 mL/s，以相同速率注射0.9%氯化钠溶液40 mL，延迟4 s 后开始扫描，管电压80 kV，管电流250 mA，扫描覆盖范围16 cm，层厚及层间距为5 mm，连续采集40 s，共产生480幅图像［CTP 扫描 剂 量 长 度 乘 积（dose length product， DLP） 为840.2 mGy·cm， 有 效 辐 射 吸 收 剂 量（effective radiation dose， ED）为DLP×转换因子k，k 采用国际辐射防护委员会提出的成人头部转换因子评价值0.002 1 mSv/（mGy·cm），故ED=1.76 mSv］；扫描终止后，对CTP 原始图像进行重建，层厚为2.5 mm。采用GE Signa HDxt 3.0 T MR 进行颅脑扫描，利用8通道头部线圈，设置TR 6 000 ms，TE 24 ms，b值为1 000 s/mm2采集头部DWI 信息，图像层厚5 mm，层间距1 mm。

3.图像分析

图像数据分析和采集是由2 名具有8 年神经系统疾病诊断工作经验的主治医师独立进行，诊断出现分歧时，另一名影像科主任医师参与诊断后协商决定。把CT 灌注原始数据输入后处理工作站，输入动脉选定为健侧大脑前动脉或大脑中动脉，输出静脉选定为上矢状窦，生成动态时间-密度曲线（TCD）、脑血容量 （cerebral blood volume， CBV）、 脑 血 流 量（cerebral blood flow， CBF）、平均通过时间（mean transit time， MTT）、达峰时间（time to peak， TTP）灌注彩图，观察彩图是否有相对冷色调的低灌注区。DWI 图像上高信号灶为ACI 灶，如果高信号灶被正常脑组织分割成多个，则判定为多个ACI灶，反之则为单病灶。观察记录CTP 诸参数图和DWI 图上的ACI 灶的数量及发生部位，设定4 项灌注参数图其中有1 项为阳性时CTP 为诊断阳性；在DWI 图像上测量病灶体积及病灶最长直径。ACI灶体积为所有层面的高信号灶面积之和×（层厚+层间距）。

4.统计学分析

应用SPSS19.0 软件进行数据的统计分析，对梗死灶体积及最大直径、发病时间等数值变量首先利用K-S 检验分析是否为正态分布，变量符合正态分布，则表示为平均值±标准差（±s），可以用t检验分析组间差异；变量为非正态分布，则表示为中位数和四分位数间距（IQR），采用非参数检验，用Mann-WhitneyU检验分析独立样本组间差异性；对不同直径及发病时间病灶的灵敏度比较采用χ2检验；比较全脑CTP 对不同部位小体积ACI 灶诊断能力时应用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，且通过Z检验对比曲线下面积（area under the curve， AUC）。

结 果

1.全脑CTP 及各参数图对小体积ACI 灶的诊断价值

共纳入阳性患者58 例和28 例正常对照组，DWI证实共有70 个小体积梗死灶，CTP 共检出55 个小病灶，最终证实真阳性病灶为47 个，假阳性病灶经过后期复查证实为脑低灌注状态尚未形成脑梗死灶；全脑CTP 灵敏度为67.14%（47/70），特异度为71.43%（20/28），各灌注参数灵敏度、特异度及AUC 值见表1。

表1 全脑CTP及各参数对小体积ACI灶的诊断价值

表2 全脑CTP对不同部位ACI诊断价值

2.全脑CTP 对不同部位小体积ACI 灶的诊断价值

全脑CTP 显示在相应梗死区或周围区域，各灌注参数CBV、CBF、MTT 及TTP 可见异常低灌注或代偿性高灌注色调（图1、2），但部分病灶却未见到异常灌注色调（图3）。全脑CTP 对位于大脑皮质及皮质下浅表白质区梗死灶灵敏度最高，为80.77%（21/26），AUC 最大，为0.886；与位于丘脑、基底节区病灶比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；侧脑室周围深部白质区及丘脑、基底节区AUC 分别为0.789和0.675，两者之间差异无统计学意义（P＞0.05）；由于发生在小脑及脑干病灶数目较少，所以未对这些病灶进行比较。不同部位病灶的体积、直径无差异性（P＞0.05）。详见表2。

图1 典型病例1（男性，64岁）影像

图2 典型病例2（女性，71岁）影像

图3 典型病例3（男性，52岁）影像

3.全脑CTP阳性组及阴性组急性梗死灶特点

将70个DWI阳性小体积梗死灶，按CT灌注结果分为阳性组及阴性组，阳性组病灶体积中位数为1.90 mL，直径中位数为17.0 mm，均大于阴性组病灶体积及直径（均P＜0.05）；病灶直径大于15 mm 病灶灵敏度为83.72%（36/43），直径小于等于15 mm病灶灵敏度为40.74%（11/27），两者之间差异有统计学意义（P＜0.05）；2 组患者发病时间差异无统计学意义（P＞0.05），发病小于12 h 和发病12～24 h 间患者灵敏度差异无统计学意义（P＞0.05）。详见表3、4。

表3 不同CT灌注组急性梗死灶特点比较

表4 不同特点病灶的灵敏度

讨 论

对于ACI诊断，神经成像起着关键性作用，特别是以CT 成像为基础的多模态检查技术的广泛应用，对急性脑梗死有着较高的诊断价值［4］。在发生梗死早期，神经细胞损伤尚未发展到不可逆阶段，平扫CT无法检出缺血性病灶，但此时脑血液灌注状态已经发生了改变，全脑CTP 可以准确地表现出该区域微循环的病理变化［5］。先前局部层面CTP 技术对小体积ACI灶诊断由于扫描范围局限，易导致遗漏而不能评估全脑血流灌注状态［5-6］；另外，高噪声水平和低空间分辨率限制了原有CTP 技术识别小体积梗死灶的能力［7］。近期有学者［8］研究发现，CTP 诊断小体积ACI灶最常见的表现形式是低灌注，但有18%的患者表现为正常，6%反而会表现为高灌注，说明不同的血流动力学特点导致不同CT 灌注形式。由于病灶不同的特点直接影响CTP 对ACI 的诊断，所以本研究目的是分析全脑CTP 对不同特征的小体积ACI 灶的诊断价值。

既往研究［9］表明，全脑CTP 是对小体积ACI 诊断较为理想的检查方法，可以有效提高对早期ACI灶的诊断准确性。本研究中全脑CTP 对小体积ACI 灶诊断的AUC 为0.69，提示其对小体积病灶诊断具有一定价值；关于各灌注参数比较，TTP 灵敏度最高（64.29%），CBV 特异度最高（92.86%）。TTP、MTT是诊断脑组织缺血损伤最为敏感的灌注参数，特别是早期阶段由于代偿作用，局部CBV 和CBF 尚未表现异常改变，但是血流速度减缓和侧支循环形成，会引起TTP 和MTT 数值升高［4］。有研究者［10］提出MTT灌注彩图诊断小体积梗死灶灵敏度高达56%，可以有效提高CTP对小病灶的诊断价值。

关于全脑CTP 对不同区域ACI 灶诊断价值的研究较少。为进一步探究不同部位小病灶的灌注特点，本研究按部位将病灶分组，发现全脑CTP 对位于脑皮质及皮质下、位置表浅的小病灶诊断灵敏度较高，假阴性结果少，同时AUC 最大，提示位于该区域低灌注最易被全脑CTP 检出，这与Benson 等［11］的研究结果相仿。Garcia-Esperon等［12］发现CTP对位于大脑皮质区域急性腔隙型梗死灶诊断效能较好，AUC 最高（0.82），但是皮质下病灶AUC 仅为0.55。由于脑组织皮质区域血流及血管吻合网丰富，血流灌注量高于同一供血区的深部白质，所以全脑CTP 对浅表皮质区域低灌注状态反应灵敏［13］；本研究数据提示全脑CTP 对该区ACI 灶诊断灵敏度及AUC 比深部白质区的高，但是差异均无统计学意义，这可能由于部分病灶发生部位界定模糊，而误将深部白质区病灶划入皮质下白质区导致误差。部分学者［14］还提出基底节区域仅由来自颈内动脉、大脑前动脉和脉络膜前动脉的细小穿支动脉供血而缺少大动脉血供，正是这样的血管解剖特点导致该区域血流灌注受到大血管血流的影响较少，使得该区域全脑CTP 诊断灵敏度较低，假阴性结果比例升高，提示全脑CTP 对小体积ACI灶诊断价值会受到病灶部位的影响。

本研究发现全脑CTP 对ACI 灶可检出阈值分别为体积中位数1.90 mL、直径中位数17.0 mm，对小体积病灶未能检出阈值分别为体积中位数0.42 mL、直径中位数11.0 mm，提示病灶体积及直径较大者容易被全脑CTP检出。CTP阳性病灶体积及直径均比阴性病灶要大。全脑CTP 对腔隙型梗死灶灵敏度仅为40.74%，而对直径大于15 mm 的病灶，其灵敏度明显提升至83.72%。证实病灶直径及体积是导致CTP假阴性不可忽视的因素。

本文患者中发病时间最短的为3 h，而文献［15］报道对于3 h 以内的早期ACI 灶，CTP 已经具有较高的灵敏度了。本研究结果提示发病时间因素的差异性未对诊断价值产生影响。

本研究的局限性：首先，由于纳入病例数目有限，笔者将皮质及皮质下浅表白质区病灶合并为一组，有待今后纳入更多病例后进一步分组讨论；其次，仅评估比较了全脑CTP 对不同部位的小体积病灶的诊断价值，未对各个灌注参数进行详细分析，有待后续进一步研究。

综上所述，全脑CTP 对小体积急性梗死灶具有一定的诊断价值，特别是对病灶直径大、位于大脑皮质及皮质下的病灶，具有较高的检出率。