多时相计算机断层扫描成像联合计算机断层扫描灌注成像对急性脑梗死侧支循环状态的诊断价值

李 欣，王 宁

1 民航总医院放射科，北京 100123

2 民航总医院介入科，北京 100123

急性脑梗死（acute cerebral infarction，ACI）属于缺血性脑卒中，是一种急性发作的脑血管病变[1-2]。ACI患者可发生失语、偏瘫、活动功能障碍、感觉异常等表现，具有较高的复发率、致残率、病死率[3-4]。ACI是因各种原因导致颅内外供血动脉狭窄或完全闭塞，从而引发脑组织缺血、缺氧性病变[5-6]，因此，尽早确诊、尽早开通阻塞血管，恢复梗死病灶血供是治疗ACI的重要基础。ACI发病后颅内侧支循环情况对于患者的生理、病理变化均具有重要影响[7-8]。尽早、有效地开放或建立侧支循环能够辅助增加梗死区的血流量，对于缩小梗死灶容积、减轻缺血性脑组织损伤、预防脑组织再灌注损伤、改善预后等均具有重要的积极作用。因此，寻找到一种准确度高、重复性良好的ACI侧支循环状态的评价方法对ACI的临床诊治具有重要意义。鉴于颅脑的特殊生理结构，其灌注情况的评估主要依靠医学影像学手段。多时相计算机断层扫描血管成像（computed tomography angiography，CTA）、计算机断层扫描灌注成像（computed tomography brain perfusion imaging，CTP）均属于新型医学影像学技术，是在计算机断层扫描（computer tomography，CT）技术的基础上发展形成的。CTA联合CTP能够对脑灌注状态进行准确评估。本研究旨在客观评估CTA联合CTP对ACI侧支循环状态的评估价值及其诊断结果与患者预后的相关性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019年1月至2021年6月民航总医院收治的急性脑梗死患者的临床资料。纳入标准：（1）符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[9]中关于ACI的诊断标准；（2）接受了数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）检查且资料完整；（3）于发病后7 d内入院接受治疗；（4）治疗前于民航总医院接受了CTA、CTP检查。排除标准：（1）合并心、肺、肝、肾功能不全或严重疾病；（2）合并一过性头晕、脑出血、脑肿瘤、短暂性脑缺血急性发作；（3）先天性脑血管畸形；（4）有药物成瘾史，对造影剂过敏或过敏性体质；（5）入院时合并意识障碍、躁动、幽闭空间恐惧症；（6）疑似烟雾病、动脉炎、肌纤维发育不良等非动脉粥样硬化类疾病。依据纳入与排除标准，最终共纳入68例ACI死患者，其中，男性36例，女性32例；年龄46~78岁，平均（62.47±8.71）岁。

1.2 方法

1.2.1 CTA联合CTP检查

使用256排GE Revolution型CT机进行检查，患者取仰卧位，先行CTA常规扫描，肉眼下见颈总动脉显影后进行螺旋扫描，扫描范围为颅底至颅顶，扫描分为动脉期、静脉期、延时期。扫描参数：管电压为100 kV，管电流为150~650 mA，层厚为0.625 mm。再行CTP颅脑横断位扫描，扫描层厚为5 mm，扫描范围为颅底至颅顶，间隔5 mm，与CT平扫基线一致，进行轴位扫描。随后使用50 ml非离子碘佛醇造影剂320 mgI/ml，经肘正中静脉穿刺注射，注射速度为4 ml/s；行CTA扫描，将获取的CTA扫描图像传输至后处理工作站进行分析。进入CTP模式，管电压为80 kV，管电流为150 mA，层厚为5 mm，曝光25次，扫描时间为50 s。将获取的CTP原始图像传输至后处理工作站。

1.2.2 图像分析

CTA图像分析：应用后处理软件行多时相CTA薄层图像重建，通过最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）图像、容积再现（volume rendering，VR）图像、探针技术等进行头颈部血管、斑块及周围组织、冠状位、矢状位图像的重建；观察动脉期、静脉期、延时期的CTA图像，记录侧支循环状况。

CTP图像分析：将CTP图像健侧大脑前动脉和大脑中动脉起始处、上矢状窦后部作为输入动脉和输出静脉，经后处理软件分析获得时间密度曲线（time-density curve，TDC），生成平均通过时间（mean transit time，MTT）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、达峰时间（time to peak，TTP）、脑血流量（cerebral blood folw，CBF）相关彩色灌注图像。根据CTP图像的梗死核心区域、缺血半暗带区于异常灌注区最显著处、最大层面处以人工手动的方法勾画感兴趣区域（region of interest，ROI），经镜面技术测量健侧与患侧的梗死核心区域、缺血半暗带区血流灌注参数，包括MTT、CBV、TTP、CBF。计算患侧与健侧梗死核心区域、缺血半暗带区血流灌注参数的差异值，获得各参数的相对值（relative，r），即rMTT、rCBV、rTTP、rCBF。

1.3 观察指标及随访

由2名高年资影像学医师依据《缺血性卒中脑侧支循环评估与干预中国指南（2017）》[10]评估侧支循环状态。评估标准：4~5分为良好，2~3分为一般，0~1分为差。以DSA检查结果为金标准，将侧支循环状态评估得分为0~3分的患者纳入侧支循环不良组，侧支循环状态评估得分为4~5分的患者纳入侧支循环良好组。计算诊断效能指标，包括灵敏度、特异度、准确度，并采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）和曲线下面积（area under curve，AUC），评估多时相CTA联合CTP对ACI患者侧支循环状态的诊断价值，分析CTA联合CTP对ACI侧支循环状态的诊断结果与DSA检查结果之间的一致性。比较两组患者患侧和健侧梗死核心区域、缺血半暗带区的rMTT、rCBV、rTTP、rCBF。采用美国国立卫生研究院卒中量表（National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）[11]评估全部患者入院时、入院后2周、治疗后3个月的神经功能缺损程度。NIHSS评分范围为0~42分，0分为完全正常，1~4分为轻度神经功能缺损，5~15分为中度神经功能缺损，≥16分为重度神经功能缺损。以NIHSS评分≤4分为预后良好。分析ACI患者侧支循环状态与NIHSS评分的关系及相关性。

1.4 统计学方法

应用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。计数资料以n（%）表示。计量资料以（）表示，组间比较采用两独立样本t检验。AUC＞0.9表示具有较高的诊断价值，0.7＜AUC≤0.9表示具有中等诊断价值，0.5≤AUC≤0.7表示具有较低的诊断价值，AUC＜0.5表示基本不具有诊断价值。采用Spearman相关性分析进行两变量的相关性分析：r＞0代表两变量正相关、r＜0代表两变量负相关。其中，|r|≥0.8为高度相关，0.5≤|r|＜0.8为中等相关，0.3≤|r|＜0.5为低度相关，|r|＜0.3为基本无相关性。采用Kappa检验分析结果的一致性：0.8＜Kappa≤1.0表示具有较高的一致性，0.6＜Kappa≤0.8表示具有中等一致性，0.4≤Kappa≤0.6表示具有较低的一致性，Kappa＜0.4表示基本不一致。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 诊断价值分析

DSA检查结果显示，侧支循环良好组患者44例，侧支循环不良组患者24例。CTA联合CTP对ACI侧支循环状态的诊断结果与DSA检查结果具有较高的一致性（Kappa＝0.902，P＜0.01），灵敏度为97.73%（43/44），特异度为91.67%（22/24），准确度为95.59%（65/68）（表1）。ROC曲线分析结果显示，CTA联合CTP对ACI侧支循环状态具有较高的诊断价值（AUC＝0.947，P＜0.05）（图1）。

图1 CTA联合CTP诊断ACI侧支循环状态的ROC曲线

表1 CTA联合CTP与DSA对ACI侧支循环状态的诊断结果对照

2.2 CTP参数的比较

侧支循环不良组患者梗死核心区域的rMTT、rCBV、rTTP均低于侧支循环良好组患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。两组患者的rCBF比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。侧支循环不良组患者缺血半暗带区的rTTP、rCBF均低于侧支循环良好组患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）；两组患者的rMTT、rCBV比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表3）。

表2 两组患者梗死核心区域血流灌注参数的比较（）

表2 两组患者梗死核心区域血流灌注参数的比较（）

组别 rMTT（s） rCBV（ml/100 g） rTTP（s） rCBF[ml/（100 g·min）]侧支循环良好组（n＝44） 2.61±0.43 1.58±0.43 1.15±0.11 0.48±0.03侧支循环不良组（n＝24） 1.87±0.20 1.07±0.37 0.94±0.11 0.47±0.03 t值 7.954 4.901 7.523 1.314 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 0.194

表3 两组患者缺血半暗带区血流灌注参数的比较（）

表3 两组患者缺血半暗带区血流灌注参数的比较（）

组别 rMTT（s） rCBV（ml/100 g） rTTP（s） rCBF[ml/（100 g·min）]侧支循环良好组（n＝44） 1.33±0.15 1.02±0.11 1.06±0.15 0.82±0.08侧支循环不良组（n＝24） 1.40±0.16 0.99±0.09 1.13±0.09 0.59±0.05 t值 1.796 1.143 2.086 12.766 P值 0.077 0.257 ＜0.05 ＜0.05

2.3 NIHSS评分与ACI侧支循环状态的关系

两组患者入院时的NIHSS评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；入院后2周、治疗后3个月，侧支循环不良组患者的NIHSS评分均明显高于侧支循环良好组患者，差异均有统计学意义（P＜0.01）（表4）。治疗后3个月，预后良好46例，预后不良22例。相关性分析结果显示，NIHSS评分与ACI侧支循环状态具有高度相关性（r＝0.936，P＜0.05）。

表4 两组患者NIHSS评分的比较（）

表4 两组患者NIHSS评分的比较（）

组别 入院时 入院后2周 治疗后3个月侧支循环良好组（n＝44） 12.98±2.16 4.37±0.62 2.17±0.09侧支循环不良组（n＝24） 13.17±3.02 11.81±1.08 10.05±1.03 t值 0.300 36.174 50.710 P值 0.765 ＜0.01 ＜0.01

3 讨论

ACI是以颅内外动脉狭窄或闭塞为主要诱因的一种脑血管病变，以动脉粥样硬化为主要致病基础，好发于中老年人群体中，近年来，随着中国社会老龄化结构的逐渐加深，ACI的发病率呈现出逐渐升高的趋势[12-13]。侧支循环的建立与开放程度对于ACI患者的临床疗效与预后均具有重要意义。较好的侧支循环状态能够缩小脑部缺血、缺氧范围，减轻缺血、缺氧性损伤程度。因此，尽早准确评估ACI患者侧支循环状态对于后续治疗方案的制定、预后的评估等均至关重要。

医学影像学是评估ACI患者侧支循环状态的重要方法。CTA是一种无创性医学影像学检查技术，目前广泛应用于冠状动脉相关病变的临床诊断[14-16]。CTA不仅能够对颅内血管系统进行三维立体显像，评估患者病变血管的狭窄程度，清晰显示动脉粥样硬化的斑块、钙化度等情况，还能够避免金属物品对检查的干扰[17-19]。然而，目前，CTA技术对于ACI患者侧支循环状态方面的评估价值尚存在一定争议。多时相CTA是一种新型CTA技术，具有辐射量小、快速便捷、无需后处理等优势，能够直接观察患者的颅内侧支循环情况，对侧支循环状态的诊断具有较高的准确性。CTP是观察脑血流灌注情况的一种成像技术，于注射1次对比剂后获得颅脑平扫CT、增强CT、4D-CTA、3D-CTP多模态图像，能够快速完成对全脑血管与灌注情况的评估。另外，CTP可根据示踪剂原理通过图像计算分析得到MTT、CBV、TTP、CBF等量化性血流灌注参数，再通过健侧与患侧对比获得量化性相对值参数rMTT、rCBV、rTTP、rCBF，从而提高评估脑血流灌注状态的精准度。

本研究结果显示，CTA联合CTP对ACI患者侧支循环状态的诊断结果与DSA检查结果具有较高的一致性，灵敏度、特异度、准确度均较高，提示CTA联合CTP对ACI侧支循环状态的诊断准确度较高，能够为ACI患者侧支循环状态的诊断提供较为准确的参考，这与张海宁等[20]的研究结论相一致。另外，本研究经ROC曲线分析发现，CTA联合CTP对ACI患者的侧支循环状态具有较高的诊断价值。本研究根据DSA检查结果将患者分为侧支循环良好组与侧支循环不良组，发现侧支循环不良组患者梗死核心区域的rMTT、rCBV、rTTP均低于侧支循环良好组，缺血半暗带区的rTTP、rCBF均低于侧支循环良好组，提示两组患者CTP图像的血流灌注参数存在明显差异性，为CTA联合CTP作为ACI侧支循环状态的诊断方法提供了理论支持。吴雯菁等[21]的研究认为侧支循环良好组患者梗死核心区域的rMTT、rCBV、rTTP均高于侧支循环不良组患者，与本研究结果相符。本研究发现，入院后2周、治疗后3个月，侧支循环不良组患者的NIHSS评分均明显高于侧支循环良好组患者，差异均有统计学意义，提示侧支循环良好患者的预后更加良好。本研究经相关性分析发现，侧支循环状态与NIHSS评分具有高度相关性，提示ACI患者的侧支循环状态越好，预后越佳。

综上所述，CTA和CTP均属于无创性医学影像学检查手段。CTA对于ACI患者侧支循环状态的诊断缺乏量化性，而CTP的血流灌注参数虽然具有量化性，但侧支循环良好与侧支循环不良患者的部分血流灌注参数无统计学差异。因此，在对ACI患者侧支循环状态的评估方面，CTA与CTP联合应用能够起到优势互补、提高诊断准确度的作用。