低管電壓CT血管成像技術對顱內(nèi)微小動脈瘤的診斷價值研究*

王延崗 張翠蘭 王俊義 張書芹 贠紅雨

顱內(nèi)動脈瘤是指腦動脈壁的異常膨出部分,也是導致蛛網(wǎng)膜下腔自發(fā)出血的首要因素之一[1].顱內(nèi)動脈瘤大部分為先天性動脈瘤,高發(fā)年齡為30~60歲,其中約有80%的顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生于顱底動脈環(huán)前半部.一般直徑<0.5 cm者為小動脈瘤,而<0.3 cm者為微小動脈瘤.動脈瘤破裂可引發(fā)蛛網(wǎng)膜下腔出血,且起病急,可出現(xiàn)腦膜刺激征、精神失常、意識障礙、劇烈頭痛和惡心嘔吐[2].

目前,CT血管造影(computed tomography angiography,CTA)因其準確、快捷、方便、無創(chuàng)等優(yōu)越性,已成為顱內(nèi)動脈瘤破裂的首選檢查方式,但CT檢查具有一定的輻射性,而CT血管造影檢查的應用劑量及是否對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響已成為醫(yī)學熱點研究課題.本研究探析最大徑(≤3 mm)的顱內(nèi)微小動脈瘤進行低管電壓CT血管成像技術檢查的診斷價值.

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年4月至2018年6月在邯鄲明仁醫(yī)院就診的130例顱內(nèi)微小動脈瘤患者,其中男性76例,女性54例;年齡34~56歲,平均年齡(46.3±1.5)歲;動脈瘤最大徑均≤3 mm;吸煙史60例,合并高血壓96例.所有入組患者均進行CTA檢查,根據(jù)CTA管電壓不同將其分為常規(guī)管電壓組(64例)和低管電壓組(66例).常規(guī)管電壓組中男性40例,女性24例;年齡34~56歲,平均年齡(46.4±1.6)歲;吸煙史32例,合并高血壓50例.低管電壓組中男性36例,女性30例;年齡34~56歲,平均年齡(46.7±1.4)歲;吸煙史28例,合并高血壓46例.本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核通過,所有患者均簽署知情同意書.兩組的平均年齡、性別、吸煙史、合并高血壓等基本資料比較無差異,具有可比性.

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準:①符合世界衛(wèi)生組織制定的顱內(nèi)動脈瘤的診斷標準[3];②經(jīng)急診CTA檢查確診;③經(jīng)旋轉采集三維數(shù)字減影血管造影(3-dimension digital subtraction angiography,3D-DSA)檢查證實為直徑<3 mm的微小動脈瘤患者.

(2)排除標準:①不愿參加本次研究;②同時參與其他研究.

1.3 儀器與藥物

采用Optima 680型CT掃描儀(美國GE公司);IGS 330型血管造影機(DSA)(美國GE公司).碘帕醇注射液(上海博萊科信誼藥業(yè)有限責任公司;國藥準字:H20053388).

1.4 檢查方法

(1)患者取仰臥位,予以20 G留置針穿刺肘前靜脈穿刺埋置.高壓注射非離子型對比劑碘帕醇(370 mg I/ml),4.5 ml/s速率,80~90 ml劑量,對比劑注射后22~24 s開始掃描,檢查范圍為顱頂至枕大孔.常規(guī)管電壓組的管電壓為120 kV,低管電壓組的管電壓為100 kV,其他掃描參數(shù)設置相同,層間距5.0 mm,層厚5.0 mm,旋轉時間0.6 s,準直器64 mmX0.625 mm,管電流380 mA,矩陣512X512,視野25 cm,螺距0.98,重建間隔0.625 mm,重建層厚0.625 mm.在AW4.6工作站傳輸CTA數(shù)據(jù),予以最大密度投影(maximal intensity projection,MIP)、多平面重建(multi-planar-reformatting,MPR)、容積再現(xiàn)(volume rendering,VR)等處理.

(2)3D-DSA檢查方法.局麻下對股動脈進行穿刺、插管,予以常規(guī)正側位椎動脈和頸內(nèi)動脈2D-DSA,予以注射370 mg I/ml非離子型對比劑碘帕醇,椎動脈總量為7 ml,速率為4 ml/s,頸總動脈總量為8 ml,速率為l5 ml/s.

(3)以長軸為中心予以旋轉采集數(shù)字血管造影(digital Angiography,DA).設置參數(shù):旋轉速度為550°/s,旋轉角度為0~240°,采集速度為30幀/s,采集圖像矩陣為1024X1024;重建圖像矩陣為256X256,曝光延遲為2 s;注射對比劑量:椎動脈總量為12 ml,速率為3 ml/s;頸總動脈總量為25 ml,速率為5 ml/s.旋轉采集DA圖像數(shù)據(jù)傳輸至工作站重建,獲得表面遮蓋顯示(surface shaded display,SSD)、容積再現(xiàn)顯示(volume rendered display,VRD).

(4)測量CT值.橫斷面圖像測量大腦后動脈(posterior cerebral artery,PCA)、大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)、大腦前動脈(anterior cerebral artery,ACA)、頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段(internal carotid artery,ICA)、基底動脈(basilar artery,BA),均檢測3次,血管CT值為3次測量的平均值.測量3次左右枕葉腦實質(zhì)(occipital lobe parenchyma,OLP)CT值,取平均值.計算CT輻射劑量,劑量長度乘積(dose length product,DLP)、CT劑量容積指數(shù)(volume CT dose index,CTDIvol),有效劑量(effective dose,ED),ED=DLPXk,k值為組織權重因子.計算圖像信號噪聲比(signal to noise ratio,SNR)及圖像對比噪聲比(contrast to noise ratio,CNR).

1.5 觀察指標

比較兩組ED、DLP、掃描長度等CTA輻射劑量指標;比較兩組不同部位動脈的CT值和腦實質(zhì)、血管的CT差值;比較兩組不同部位動脈的圖像信號SNR和CNR.

1.6 統(tǒng)計學方法

采用SPSS20.0軟件系統(tǒng)處理分析,計量資料呈正態(tài)分布,采用均值±標準差(±s))表示,組間比較采用獨立樣本t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義.

2 結果

2.1 兩組輻射劑量評估比較

低管電壓組ED和DLP的CTA輻射劑量指標顯著低于常規(guī)管電壓組,差異有統(tǒng)計學意義(t=9.024,t=17.846;P<0.05),兩組的掃描長度比較差異無統(tǒng)計學意義(t=0.765,P>0.05),見表1.

表1 兩組CTA檢查患者輻射劑量的評估比較(±s))

表1 兩組CTA檢查患者輻射劑量的評估比較(±s))

注:表中ED為有效劑量;DLP為劑量長度乘積

組別 例數(shù) ED(mSv)DLP(mGy.cm)掃描長度(cm)低管電壓組 66 1.26±0.40 589.65±100.53 16.60±1.01常規(guī)管電壓組 64 1.95±0.47 943.07±124.36 16.75±1.22 t值 9.024 17.846 0.765 P值 <0.001 <0.001 0.446

2.2 兩組不同部位血管及腦實質(zhì)CT值比較

兩組不同部位血管、腦實質(zhì)CT值比較中,低管電壓組的PCA、MCA、ACA、ICA及BA部位的CT值、腦實質(zhì)和血管的CT差值顯著高于常規(guī)管電壓組,差異有統(tǒng)計學意義(t=5.812,t=4.928,t=5.628,t=5.918,t=5.219;P<0.05),見表2.

表2 兩組CTA檢查患者不同部位的血管及腦實質(zhì)CT值比較(HU,±s))

表2 兩組CTA檢查患者不同部位的血管及腦實質(zhì)CT值比較(HU,±s))

注:表中PCA為大腦后動脈;MCA為大腦中動脈;ACA為大腦前動脈;ICA為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段;BA為基底動脈

組別 例數(shù) PCA MCA ACA ICA BA低管電壓組 66 290.45±62.16 326.87±76.83 298.65±69.32 426.39±76.37 362.14±91.24常規(guī)管電壓組 64 232.68±50.35 270.55±50.32 240.33±46.15 350.67±69.21 290.46±62.17 t值 5.812 4.928 5.628 5.918 5.219 P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001

2.3 兩組不同部位血管及腦實質(zhì)CT差值比較

兩組不同部位血管、腦實質(zhì)CT值比較中,低管電壓組的PCA、MCA、ACA、ICA及BA部位的腦實質(zhì)和血管CT差值顯著高于常規(guī)管電壓組,差異有統(tǒng)計學意義(t=4.920,t=4.850,t=5.203,t=6.929,t=3.647;P<0.05),見表3.

表3 兩組CTA檢查患者不同部位的血管及腦實質(zhì)CT差值的評估比較(HU,±s))

表3 兩組CTA檢查患者不同部位的血管及腦實質(zhì)CT差值的評估比較(HU,±s))

注:表中PCA為大腦后動脈;MCA為大腦中動脈;ACA為大腦前動脈;ICA為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段;BA為基底動脈

組別 例數(shù) PCA MCA ACA ICA BA低管電壓組 66 240.19±69.41 279.32±80.45 246.22±70.91 389.45±76.87 296.37±70.32常規(guī)管電壓組 64 186.32±54.25 220.65±54.62 190.24±49.53 302.69±65.23 254.34±60.56 t值 4.920 4.850 5.203 6.929 3.647 P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001

2.4 兩組不同部位動脈圖像信號SNR及CNR比較

兩組不同部位動脈的圖像信號SNR及CNR比較,差異均無統(tǒng)計學意義,見表4、表5.

表4 兩組CTA檢查患者不同部位的動脈圖像信號SNR比較(±s))

表4 兩組CTA檢查患者不同部位的動脈圖像信號SNR比較(±s))

注:表中PCA為大腦后動脈;MCA為大腦中動脈;ACA為大腦前動脈;ICA為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段;BA為基底動脈

組別 例數(shù) PCA MCA ACA ICA BA低管電壓組 66 39.19±10.41 45.32±10.45 40.22±8.91 57.45±12.87 47.37±11.32常規(guī)管電壓組 64 39.20±10.40 45.35±10.43 40.20±8.93 57.46±12.83 48.04±11.34 t值 0.005 0.016 0.013 0.004 0.337 P值 0.996 0.987 0.990 0.996 0.737

表5 兩組CTA檢查患者不同部位的圖像信號CNR比較(±s))

表5 兩組CTA檢查患者不同部位的圖像信號CNR比較(±s))

注:表中PCA為大腦后動脈;MCA為大腦中動脈;ACA為大腦前動脈;ICA為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段;BA為基底動脈

組別 例數(shù) PCA MCA ACA ICA BA低管電壓組 66 33.19±10.24 39.32±10.45 33.22±9.07 50.45±12.87 40.37±10.32常規(guī)管電壓組 64 32.20±10.25 39.65±10.62 33.20±9.43 50.46±12.83 41.34±10.56 t值 0.551 0.179 0.012 0.004 0.520 P值 0.583 0.859 0.990 0.997 0.597

3 討論

顱內(nèi)動脈瘤破裂是蛛網(wǎng)膜下腔出血最常見的原因,破裂后的出血、遲發(fā)性腦血管痙攣以及再破裂出血是導致患者死亡和致殘的主要因素[4].對于動脈瘤的早期確診及破裂風險預測評估,針對高風險動脈瘤給予預防性治療,對于挽救患者生命安全,減少動脈瘤患者死亡及致殘率具有重要價值[5].DSA被認為是診斷顱內(nèi)動脈瘤的"金標準",但屬于有創(chuàng)檢查,且費用較高耗時較長,用于顱內(nèi)動脈瘤的初查或隨訪患者及家屬的接受度較差,因此,無創(chuàng)性影像檢查越來越受到臨床的關注[6-7].

近年來,快速的CTA及無創(chuàng)性的磁共振血管成像在顱內(nèi)動脈瘤診斷中的價值逐漸被認可,在臨床上得到廣泛應用.但國內(nèi)尚未見有關CTA與MRA用于不同部位顱內(nèi)動脈瘤的報道[8].顱內(nèi)動脈瘤CT檢查可見蛛網(wǎng)膜下腔、腦池或腦室內(nèi)出血,前交通動脈瘤,在鞍上池積血較多;后交通動脈瘤與大腦中動脈側裂段動脈瘤則側裂池積血較多,某些可伴有血腫.同時隨著手術和介入治療技術的進步,動脈瘤的治療效果也得到了明顯提高,但是對于直徑≤3 mm的動脈瘤應用CTA檢查的管電壓的減低對圖像質(zhì)量是否產(chǎn)生影響,顱內(nèi)微小動脈瘤是否需要進行預防性治療還存在很多爭議[9-10].

本研究探析最大徑(≤3 mm)的顱內(nèi)微小動脈瘤,進行低管電壓CT血管成像技術檢查的診斷價值,結果顯示,低管電壓組的ED、DLP等CTA輻射劑量指標顯著低于常規(guī)管電壓組,差異有統(tǒng)計學意義,兩組的掃描長度比較無統(tǒng)計學差異;低管電壓組的PCA、MCA、ACA、ICA、BA等部位的CT值、腦實質(zhì)和血管的CT差值顯著高于常規(guī)管電壓組,差異有統(tǒng)計學意義.兩組不同部位動脈的圖像信號SNR、CNR比較差異無統(tǒng)計學意義,與齊星亮等[11]的研究結果基本一致.顱內(nèi)動脈瘤進行CTA檢查快捷簡便,靈敏度型更高,可對顱腦血管的三維結構清晰監(jiān)測,同時可清晰顯示瘤體鈣化、動脈瘤的體積和臨近組織的關系及形態(tài)等,對于瘤體直徑<3 mm者可清晰顯示[12-13].

本研究發(fā)現(xiàn),管電壓等幅度降低可極大降低輻射劑量,在管電流相同的情況下,100 kV低管電壓掃描獲得圖像信號SNR、CNR等差異不顯著,予以單純降低管電壓的方法可顯著降低輻射劑量值,對圖像質(zhì)量不產(chǎn)生影響[14-15].本研究結果顯示,低管電壓組的輻射劑量參數(shù)ED、DLP均顯著下降,差異顯著.瘤體直徑<3 mm則無法清晰顯示,CTA的三維結構、血管精準度、顯示清晰度更高,空間分辨率較高,敏感性也較高.

本研究結果表明,低管電壓組的動脈不同部位的主觀圖像質(zhì)量和客觀圖像質(zhì)量均無顯著差異,因低管電壓腦CTA掃描在增加了血管強化值的同時彌補了噪聲增加對圖像質(zhì)量的影響[16-17].最大徑(≤3 mm)的顱內(nèi)微小動脈瘤進行低管電壓CTA檢查可有效降低輻射劑量,同時并不影響微小動脈瘤的診斷和圖像質(zhì)量.