影像學在顱內動脈瘤應用中的研究進展

方凱 吳書信

顱內動脈瘤( intracranial aneurysm)是指顱內動脈內腔的局限性異常擴張所致動脈壁的一種瘤狀突出，是蛛網膜下腔出血(SAH)最常見病因,也是病死率和致殘率較高的顱內疾病，若能及時診斷和治療,可提高患者的預后[1]。數字減影血管造影(digital subtraction angiogra-phy, DSA)一直被認為是診斷顱內動脈瘤的“金標準”[2]，然而由于其侵入性、造影劑過敏和腎毒性,以及可能并發神經系統損害,臨床應用受到一定的限制。隨著CT及MR技術的飛速發展,計算機體層攝影血管造影(computed tomo-graphy angiography, CTA)及磁共振血管造影(MR angiography,MRA)在顱內動脈瘤檢查中優勢顯著。DSA、CTA及MRA是目前公認最有價值的顱內血管檢查手段，它們的設備、原理不甚相同, 各有優勢和不足，因此，深入了解其特性是合理選擇的前提，且能為臨床早期診斷及治療提供影像學依據。本文綜述三者對顱內動脈瘤的臨床研究及其進展。

1 DSA在顱內動脈瘤診斷中的應用

DSA被認為是影像學技術診斷顱內動脈瘤方法中的“金標準”。其原理是影像增強技術、電視技術和計算機技術相結合，將造影前、后獲得的數字圖像進行數字減影,在減影圖像中消除骨骼和軟組織結構,使低濃度的造影劑所充盈的血管在減影中顯示出來,有較高的圖像對比度。其優點:⑴空間分辨率最高,可顯示直徑很小的腦穿支動脈,近年來3D-DSA旋轉DSA及技術的應用能夠顯示直徑＜2mm以下的小血管像,如行選擇性插管時直徑200μm以下的小血管及病灶也能很好顯示。旋轉DSA和3D-DSA具有旋轉和三維成像功能,為多角度觀察提供了方便,有效排除了血管成角、重疊等因素的干擾,從而提高腦血管病的確診率,其中3D-DSA不僅能高分辨清晰地顯示腦血管解剖結構,還可通過減少曝光次數來減小放射劑量；⑵在顯示血管的同時,還可動態觀察血管內血液動力學情況和血管狹窄程度；⑶可在檢查過程中進行血管內治療。

其局限性: (1)DSA屬有創性檢查,操作過程復雜,存在引起血管痙攣、動脈瘤再次破裂出血等神經系統并發癥的風險[3]，不適合危重病人檢查。(2)投射角度選擇不當等原因造成部分患者漏診和誤診[4]；(3)有血栓形成的動脈瘤或載瘤血管痙攣嚴重者易漏診或顯示的動脈瘤體積偏小。(4)整個檢查過程涉及多個學科如影像、麻醉等，檢查時間較長,費用昂貴。

2 CTA對顱內動脈瘤的應用研究

CTA是在靜脈內注射造影劑后進行頭顱薄層掃描，將影像資料輸入計算機，用特殊的軟件如容積重建(volume rendering,VR)、多平面重建(multiplannerreconstruction,MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、陰影遮蓋法(shaded surface display,SSD)和仿真內窺鏡技術(virtueal endoscopy,VE)等進行三維影像重建,可快速獲得腦血管解剖學上影像等特點[5]。尤其適合于病情危重、Hunt-Hess分級3級以上不宜早期行DSA檢查的病人,對于存在蛛網膜下腔出血或顱內血腫者,可在同次CT檢查中明確出血程度、范圍以及是否合并腦積水和顱高壓等情況,在很大程度上可替代DSA單獨對動脈瘤進行診斷,作為顱內動脈瘤的首選影像學診斷方法[6]。

2.1 CTA應用優勢

多層螺旋CT(multislice computed tomo-graphy，MSCT)利用VR、MPR、MIP、SSD、VE等及近來發展的螺旋CT減影技術及應用偽彩色成像技術使具有不同值的組織以不同顏色顯示，既能顯示動脈瘤與顱內骨結構的關系，亦能去除顱底骨質結構,從而消除其容積效應造成的與周圍動脈瘤瘤頸細微結構難以分辨的缺陷,達到與腦血管造影同樣的效果，最近已有較多報道。Tipper等[7]的研究表明，CTA診斷顱內動脈瘤的敏感性和特異性分別達92.2%和100%,其診斷動脈瘤的大小為1.9～28.1mm，平均5.2mm，CTA檢出直徑＜3mm顱內動脈瘤的敏感性達91.7%。CTA甚至可以發現常規DSA無法查出的小腦前下動脈分支上的動脈瘤[8]。Massachusetts總醫院采用3D-CTA替代DSA作為診斷顱內動脈瘤首選方法,對223例疑診動脈瘤病人進行了3D-CTA檢查,結果診斷率為100%,認為3D-CTA是一種有效的診斷動脈瘤方法[9]。且其顯影不受局部血流狀態如渦流、鈣化、血栓形成的影響,而優于DSA及MRA。

2.2 CTA對動脈瘤術前評價的臨床意義

顱內動脈瘤術前評價主要包括：動脈瘤的位置、大小，瘤壁血栓或鈣化，瘤頸的寬窄、突出方向，與顱底骨結構、載瘤動脈的關系等。CTA可分辨出直徑＞0.5mm血管,可完整顯示Willis環、前循環1～4級分支和后循環1～2級分支,通過計算機后處理軟件可對CTA圖像進行任意角度的旋轉,準確地顯示動脈瘤和瘤頸的形狀、突出方向,血管壁及瘤頸鈣化,動脈分叉自瘤體發出情況以及與周圍結構的關系,并可測量瘤體和瘤頸的大小,有時還可顯示瘤的破口。可為DSA檢查和介入治療提供合適的投射角度,甚至模擬手術入路。Wada K等[10]對14例破裂的大腦中動脈動脈瘤研究認為: 3D-CTA聯合二維CT成像有助于預測動脈瘤再出血的破口,減少破裂動脈瘤早期手術的風險。王雪元等[11]行CTA三維重建圖像顯示14例動脈瘤(14/15),均為單發動脈瘤,大小直徑為4～19mm，瘤頸、瘤體的形狀、發展方向及動脈瘤同載瘤動脈的關系非常清楚,尤其是前交通動脈瘤的顯示比DSA更易觀察。沈建康等[12]認為采用MSCT進行的CTA檢查可發現直徑僅1.7mm的顱內動脈瘤,它既能同時顯示血管與顱底的結構,又能減去顱骨影像，單獨顯示血管,并可模擬手術入路,進行術前風險評估,從而提高手術成功率。對于前床突附近頸內動脈瘤,術前CTA可充分了解動脈瘤與前床突的關系,有利于術中磨除前床突,安全放置動脈瘤夾;通過CTA血管影像測量大腦前動脈的直徑,可初步了解哪側是主供血動脈,確定手術入路及臨時阻斷動脈的部位。另外，CTA檢測鈣化敏感性高,如果發現鈣化位于動脈瘤頸,可能導致外科手術夾閉困難[13]。Pechlivianis等[14]對100例動脈瘤患者的研究表明，92%的動脈瘤可單憑CTA進行手術夾閉。Matsumo-toM等[15]對162例經3D-CTA檢查為破裂動脈瘤急性期的患者治療也表明，絕大多數破裂的動脈瘤可單憑CTA進行外科手術。

2.3 CTA存在的不足

(1)需要注射碘對比劑,一些危險因素限制其應用,包括心、腎功能衰竭和碘劑過敏者；(2)海綿竇段、床突上段的動脈瘤可能因骨骼、鈣化或靜脈血的影響而顯示不清；(3)空間分辨力不如常規腦血管造影檢查,不能評價血流量、流速等血流動力學改變；(4)不能動態觀察，無法依時間順序分別顯示動脈、毛細血管和靜脈,無法分清血流方向及顯示一些重要的小血管和穿通支如脈絡膜前動脈、丘腦穿通動脈等[6]；(5)不能同時進行治療；(6)對進行圖像后處理者要有一定經驗。

3 MR血管造影的應用

MRA是利用磁共振成像技術中流動血液的流動效應與周圍靜止組織的自然對比來顯示血管，其成像原理是流動相關增強效應和相位改變效應，兩種效應形成兩種技術即時間飛躍法(timeof flight,TOF)和相位比較法(phsae contrast,PC),腦動脈一般較細且迂曲,宜用三維TOF-MRA技術[16]，掃描后圖像經計算機處理使顱內血管顯影成像。其優點如下：⑴MRA是目前唯一的無創傷性、無輻射、快捷敏感性高的腦血管造影技術；⑵MRA圖像與DSA圖像有良好的相關性,高場強(1.5T以上)MRA成像接近DSA,對動脈瘤的細節及瘤頸的顯示具有獨特的優勢,能任意方向顯示動脈瘤與瘤頸關系,并能準確測量動脈瘤大小、瘤頸及載瘤動脈直徑、動脈瘤與載瘤動脈的關系；⑶病變顯示不受顱骨影響；⑷采用3D-TOF MRA還可清楚顯示腔內血栓；⑸電解可脫彈簧圈(GDC)介入栓塞術后用MRA檢查安全且有良好的成像質量[17]；⑹有血栓形成的動脈瘤仍可清晰顯示。

存在缺陷：⑴空間分辨率、血管顯示的精確度較低，分辨率尚不如DSA，立體形態描述不如3D-CTA，易受血腫、水腫以及腦軟化灶信號影響。與DSA和CTA對比研究顯示,對一、二級血管及各主要靜脈竇顯示清楚，對前、后交通動脈顯示敏感性、特異性低；⑵對血流速度、流量有限或以湍流為主的顱內動脈瘤不敏感；⑶走行于掃描層面而非垂直的血管、扭曲的血管及分叉的血管因飽和作用造成信號丟失。局部狹窄或擴張的血管及大的動脈瘤，由于血流的不均勻性，湍流或渦流造成血液中質子群失散，致使上述性質的血管顯示差；⑷對早期的SAH不太敏感，亦不能顯示動脈瘤的鈣化。

4 CTA和MRA對顱內動脈瘤術后隨訪的價值

隨著CT/MR技術的發展，越來越多未破裂的顱內動脈瘤被診斷，其創傷小、費用低及診斷的準確性、敏感性和特異性高等已成為動脈瘤主要檢查手段,為此CTA及MRA從DSA等多種血管成像技術中脫穎而出[18]。CTA可發現直徑2mm以上的動脈瘤[19-20]，Villabanca等[21]報道,對于DSA未顯示的微小動脈瘤,可在顱腦CTA上顯示,這表明CTA對顱內動脈瘤敏感度高。CTA在顱內動脈瘤手術夾閉后隨訪中,運用重建及減影技術可清楚顯示動脈瘤夾與血管的關系。有學者提出MRA對動脈瘤的敏感性為90%,而結合MRI敏感性可提高到97%,適合于直徑大于3mm的動脈瘤,但目前暫不適宜用于夾閉術后的隨訪,因為可能會造成檢查中瘤夾撕裂血管引起致命性后果[22]。對于彈簧圈介入治療后的患者,Yamada等[23]認為與DSA相比，MRA在剩余流量的測量上更具優勢,三維渦流自旋回波序列完全抑制線圈網眼的高信號強度,從而區分該信號是否由血栓造成。研究顯示，高場下彈簧圈所致偽影并未明顯影響對動脈瘤殘腔的評價,MRA在長期隨訪中可代替DSA,而彈簧圈在多層CTA檢查中偽影較大,難以對術后瘤體是否消失和載瘤動脈情況做出較好的評價[24]。

5 結語

綜上所述：DSA以其高特異性、高敏感性和高準確性仍是目前公認的腦血管疾病影像學診斷的“金標準”,但仍有5%～10%假陰性率,近年無創血管成像技術的出現彌補了DSA的不足。急癥或門診患者可先行CT平掃,若證實有自發性SAH或顱內血腫并懷疑腦血管疾病,特別是顱內動脈瘤者應立即行CTA或MRA檢查以明確病因。對于有介入治療指征，而CTA或MRA顯示欠佳者,DSA既可明確診斷又可同時行介入治療。顱內動脈瘤夾閉術后復查可用CTA,彈簧圈介入治療者可復查MRA以替代DSA[25]。DSA、CTA、MRA各具特點,在臨床應用中視患者實際情況選擇最適宜的檢查方法,以充分發揮各自的最佳效能,達到最佳的診療目的。

[1]Piotin M,Gailloud P,Bidaut L,et al.CT angiography, MR angiography and rotational digital subtraction angiography forvolumetric assessment of intracranial aneurysms.An experimental study[J].Neuroradiology,2003,45(6):404-409.

[2]Karamessini M T,Kagadis G C,Petsas T,et al.CT angiography with three dimensional techniques for the early diagnosis of intracranial anearysms.Comparison with intra-arterial DSA and he surgical findings[J].Eur J Radiol,2004,49(3):212-223.

[3]Dawkins A A,Evans A L,Wattam J,et al.Complications of cerebral angiography:a prospective analysis of 2924 consecutive procedures[J].Neuroradiology,2007,49(9):753-759.

[4]李大成,邢喜玲,李亞軍,等.CTA與DSA診斷顱內動脈瘤的對比研究[J].實用放射學雜志,2005,21(8):789-792.

[5]Uysal E,Yanbuloglu B,Erturk M,et al.Spiral CT angiography in diagnosis of cerebral aneurysms of cases with acute subarachnoid hemorrhage[J].Diagn Interv Radiol,2005,11(2):77-82.

[6]Gauvrit J Y,Leclerc X,Ferré J C,et al.Imaging of subarachnoid hemorrhage[J].J Neuroradiol,2008 Aug 11.[Epub ahead of print].

[7]Tipper G,U-King-Im J M,Price S J,et al.Detection and evaluation of intracranial aneurysms with 16-row multislice CT angiography[J].Clin Radio1,2005,60(5):565-572.

[8]Iyer V,Kato Y,Sano H,et al.Clip reconstruction for a case of peripheral posterior inferior cerebellarartery aneurysm:case report[J].Minim Invasive Neurosurg,2005,48(4):244-246.

[9]Hoh B L,Cheung A C,Rabinov J D,et al.Results of a prospective protocol of computed tomographic angiography in place of catheter angiography as the only diagnostic and pretreatment planning study for cerebral aneurysms by a combined neurovascular team[J].Neurosurgery,2004,54(6):1329-1340.

[10]Wada K,Arimoto H,Ohkawa H,et al.Usefulness of preoperative three-dimensional computed tomographic angiography with two-dimensional computed tomographic imaging for rupture point detection of middle cerebral artery aneurysms[J].Neurosurgery,2008,62(3 Suppl 1):126-133.

[11]王雪元,胡春洪,丁乙.腦血管疾病CTA與DSA檢查對比分析[J].蘇州大學學報(醫學版),2005,25(1):127-128.

[12]沈建康,胡錦清.顱內動脈瘤診斷的金標準:DSA、CTA還是MRA[J].中國現代神經疾病雜志,2007,10(7):415-417.

[13]劉占川,韓錦山.3D-CTA成像技術診斷和治療顱內動脈瘤的臨床應用評價[J].中國臨床醫學影像雜志,2007,18(2):85-87.

[14]Pechlivanis I,Schmieder K,Scholz M,et al.3-Dimensional computed tomographic angiography,for use of surgery planning in patients with intracranial aneurysms[J].Acta Neurochir(Wien),2005,147(10):1045-1053.

[15]Matsumoto M,Kasuya H,Sato T,et al.Can 3D-CT angiography(3DCTA) replace conventional catheter angiography in ruptured aneurysm surgery?Our experience with 162 cases[J].Fukushima J Med Sci,2007,53(2):85-94.

[16]Choi C G,Lee D H,Lee J H, et a1.Detection of intracranial atherosclerotic steno-occlusive disease with 3D time-of-flight magnetic resonance angiography with sensitivity encoding at 3T[J].AJNR,2007,28(3):439-446.

[17]Brunereau L,Cottier J P,Sonier C B,et al.Prospective evaluation of time-of-flight MR angiography in the follow-up of intracranial saccular aneurysms treated with Guglielmi detachable coils[J].J Comput Assist Tomogr,1999,23(2):216-223.

[18]劉崎,陸建平,王飛,等.三維動態增強MR血管造影對顱內動脈瘤的診斷價值[J].中華放射學雜志,2003,37(3):238-242.

[19]Nakajima Y,Yoshimine T,Yoshida H,et al.Computerized tomography angiography of ruptured cerebral aneurysms:factors affecting time to maximum contrast concentration[J].J Neurosurg,1998,88(4):663-669.

[20]Zouaoui A,Sahel M,Marro B,et al.Three-dimensional computed tomographic angiography in detection of cerebral aneurysms in acute subarachnoid hemorrhage[J].Neurosurgery,1997,41(1):125-130.

[21]Villablanca J P,Martin N,Jahan R,et al.Volume-rendered helical computerized tomography angiography in the detection and characterization of intracranial aneurysms[J].J Neurosurg,2000,93(2):254-264.

[22]張成琪,張增芳,柳澄.MRA在診斷顱內動脈瘤中的應用[J].醫學影像學雜志,2004,14(1):17-19.

[23]Yamada N,Hayashi K,Murao K,et al.Time-of-flight MR angiography targeted to coiled intracranial aneurysms is more sensitive to residual flow than is digital subtraction angiography[J].AJNR Am J Neuroradiol,2004,25(7):1154-1157.

[24]Majoie C B,Sprengers M E,van Rooij W J,et a1.MR angiography at 3T versus digital subtraction angiography in the follow-up of intracranial aneurysms treated with detachable coils[J].AJNR,2005,26(6):l349-1356.

[25]Urbach H,Dorenbeck U ,von Falkenhausen M,et a1.Threedimensional time-of-flight MR angiography at 3T compared to digital subtraction angiography in the follow-up of ruptured and coiled intracranial aneurysms:a prospective study[J].Neuroradiology,2008,50(5):383-389.