能譜純化技術在雙能量CTA 診斷顱內動脈瘤中的可行性

楊 斌，杜 偉，段文帥

（大理大學第一附屬醫院放射科，云南大理 671000）

顱內動脈瘤（Intracranial aneurysms）是顱內動脈壁因各種因素所致的局部向外突出形成的永久性擴張，可呈囊狀和梭形等，其破裂是導致自發性蛛網膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）最常見的病因，其致死和致殘率極高，因此，早期精準的定位及定性診斷對臨床手術或介入栓塞治療具有重要意義。X 線數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）是診斷顱內動脈瘤的“金標準”，然而，DSA 是一種有創檢查，具有重癥和煩躁患者難以耐受等缺點，因此，在臨床上的應用受到一定限制。

雙能量CT 血管成像（dual energy computed tomography angiography，DE-CTA）技術具有能量減影和多種后處理圖像重建的功能，不僅檢查速度快，患者接受的輻射劑量少，而且雙能量減影CTA 能有效去除骨質，從而能很好地顯示顱底及頸內動脈虹吸段動脈瘤，結合多種后處理技術，提高了早期診斷顱內動脈瘤的準確性[1-2]。而第三代雙源CT 則開發了諸多降低輻射劑量及改善圖像質量的軟件，如能譜純化技術（selected photon shield，SPS），高級模擬迭代重建（advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE）技術等，目前已有將上述新技術應用于肺等方面的研究[3-5]，但目前基于第三代雙源CT 能譜純化技術用于CTA診斷顱內動脈瘤方面的應用鮮見報道。因此，本研究的目的在于使用具有能譜純化技術的雙能量CTA 掃描技術用于顱內動脈瘤的診斷中，并與DSA 對照，旨在評價其在顱內動脈瘤診斷中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2018 年10 月至2019 年11 月大理大學第一附屬醫院臨床疑似為顱內動脈瘤的患者82例，納入標準為經具有能譜純化技術的DE-CTA掃描，并在1 周內行DSA 造影檢查或介入治療的患者。排除標準為未經具有能譜純化技術的DE-CTA 掃描或雖經具有能譜純化技術的DE-CTA掃描但未行DSA 造影檢查或介入治療的患者。其中男43 例，女39 例，年齡19～75 歲，平均51.2歲。臨床主要表現以突發性頭痛為首發癥狀56例，伴惡心嘔吐27 例，昏迷20 例；以頭暈為首發癥狀11 例；長期間斷頭痛15 例，其中49 例患者并發有SAH，4 例患者曾患SAH；腦內血腫3例，DE-CTA 及DSA 檢查均為陰性者14 例。

1.2 設備與掃描參數

本研究采用德國Siemens Force 雙源CT 機進行掃描。患者仰臥位，先掃描定位像，掃描范圍從主動脈弓至顱頂，使用雙能量模式掃描。應用德國MeDRaD 雙筒高壓注射器，18G 或20G 套管針，經右肘靜脈以3～4 mL/s 團注碘海醇 （300 mgI/mL）75～85 mL，注射完成后以相同速率注射30 mL 生理鹽水。通過團注示蹤方式人工智能觸發掃描，監測平面或感興趣區（region of interest，ROI）定于主動脈弓部，觸發閾值定為100 Hu，延時4 s 開始自動由足側向頭側順血流方向掃描，掃描時間6 s 左右。掃描參數如下：使用能譜純化技術，兩球管電壓分別是sn150 kV 和80 kV，參考電流分別是60 mAs 和100 mAs，準直器寬度64×0.6 mm，矩陣512×512，自動重組層厚0.6 mm，間隔0.3 mm，螺距0.65，球管旋轉時間為0.33 s，視野219 mm。

1.3 DSA 儀器和檢查方法

DSA 檢查采用飛利浦公司 INTEGRIS AIIURA12.1200MADSA 診斷儀，常規一側股動脈插管行雙側頸內動脈及椎動脈全腦血管造影。采用美國Mark V ProV isTM高壓注射器經導管注入對比劑碘海醇（300 mgI／mL），注射速度3 mL/s，每次每根血管總量8 mL，圖像采集速度為6 幀/s。各血管造影常規攝正位片、側位片，懷疑動脈瘤，特別是動脈瘤的輪廓與周圍血管關系不清者加攝傾斜位或旋轉DSA 片，角度以全面清晰顯示動脈瘤為標準。

1.4 CTA 圖像后處理

掃描完成后，分別將sn150 kV 和80 kV 以及線性融合數據三組圖像傳輸至后處理工作站（Syngo.via SW-Version VB10B Siemens Healthcare GmbH Henkestr.12791052 Erlangen Germany），然后將sn150 kV 和80 kV 兩組原始數據同時調入雙能量軟件進行自動減影去骨，圖像后處理包括容積再現（VR）、最大密度投影（MIP）、多平面重建（MPR）、曲面重建（CPR），在“Viewing”軟件在VR 圖像上進行動脈瘤的分析及測量。

1.5 統計學處理

應用SPSS 統計軟件包進行分析。以DSA 或介入治療為金標準，以病例數和動脈瘤個數為分析單位，計算CTA 診斷顱內動脈瘤的敏感性；對CTA 與DSA 測量動脈瘤大小的比較采用配對t檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 雙能量CTA 檢出顱內動脈瘤的價值

82 例經雙能量CTA 及DSA 檢查的病例中，68例證實為顱內動脈瘤患者，14 例為陰性患者。雙能量CTA 診斷68 例有72 個動脈瘤，DSA 診斷68例有75 個動脈瘤，兩者均無假陰性病例。雙能量CTA 漏診3 個動脈瘤（均為多發）中，1 個為基底動脈末端小動脈瘤，1 個為大腦中動脈小動脈瘤，1 個為大腦后動脈小動脈瘤，均為膨大型，直徑＜3 mm。除漏診的3 個小動脈瘤以外，雙能量CTA檢出動脈瘤的部位與DSA 完全符合（表1）。DE-CTA 檢出顱內動脈瘤的診斷效能為敏感性96%，特異性100%，陽性預測值100%，陰性預測值100%。

表1 DE-CTA 與DSA 檢出顱內動脈瘤的部位及數量的比較[例（個數）]Tab.1 Comparison of the location and number of intracranial aneurysms detected by DE-CTA and DSA [cases（number）]

2.2 DE-CTA 與DSA 對動脈瘤形態表現的對照

根據動脈瘤與載瘤動脈的關系分為三種類形。囊狀：有窄的瘤頸與載瘤動脈相連，為窄頸動脈瘤。錐狀或半球狀：寬基底與載瘤動脈相連，瘤頸寬度大于4 mm 或瘤頸體比大于1/2，為寬頸動脈瘤。梭形：無瘤頸，動脈局限梭形擴大（表2）。

表2 DE-CTA 與DSA 對動脈瘤形態表現的對照（個數）Tab.2 Comparison of DE-CTA and DSA on aneurysm shape (number)

2.3 DE-CTA 與DSA 對動脈瘤測量的相關性

82 例病例中雙能量CTA 檢出了68 例72 個顱內動脈瘤，DSA 檢出68 例75 個動脈瘤。分別測量瘤體長短軸及瘤頸寬度（半球或錐形動脈瘤測量底徑和高徑）。結果顯示，雙能量CTA 對動脈瘤體長短軸和瘤頸寬度的測量結果與DSA 測量結果差異無統計學意義（表3、圖1、圖2）。

表3 DE-CTA 與DSA 對測量顱內動脈瘤大小的比較［（），mm］Tab.3 Comparison of DE-CTA and DSA for measuring the size of intracranial aneurysms ［（），mm］

表3 DE-CTA 與DSA 對測量顱內動脈瘤大小的比較［（），mm］Tab.3 Comparison of DE-CTA and DSA for measuring the size of intracranial aneurysms ［（），mm］

圖1 患者A 術前及術后隨訪影像學資料（CTA 及DSA）Fig.1 Female,54 years old.Suddenly felt headache accompanied by nausea and vomiting for 6 hours

圖2 患者B 術前及術后隨訪影像學資料（CTA 及DSA）Fig.2 Female,61 years old.Headache for 10 days B.（CTA and DSA）

3 討論

顱內動脈瘤是腦動脈局限性異常擴大造成動脈壁的一種瘤樣突起，其形成的病因很多，主要有先天性、動脈硬化、感染、外傷及腫瘤等因素所致[6]。另外，也可并發于腦動脈畸形、顱內血管發育異常及腦動脈閉塞等疾患。顱內動脈瘤好發于顱底的Willis’動脈環分叉處及其主要分支，是常見的顱底血管性病變[7]。主要發生于中年人，其主要癥狀多由出血引起，部分因瘤體壓迫、動脈痙攣及栓塞造成，常致患者殘廢或死亡，因此對顱內動脈瘤及時正確的診斷是極為重要的。DSA 是顱內動脈瘤診斷的金標準，其通過直接行雙側頸內動脈及椎動脈的全腦血管造影，顱腦動脈血管內對比劑濃度高，空間分辨力高，圖像清晰，可以動態的觀察血管的走向，能清晰顯示細小的分支血管，但DSA 是一種侵入性的有創檢查技術，且具有耗時長、費用較高、顯示全腦血管需多次造影等諸多缺點，因此，導致患者接受的輻射劑量及對比劑的量均增加。另外，DSA 操作復雜、技術要求高、存在一定的風險，不適合危重及煩躁患者的檢查，且有引起血管痙攣，誘發動脈瘤再次破裂出血、腦梗死、昏迷及穿刺部位血腫等并發癥的危險可能。另外，DSA 不能觀察血管斷面，不能檢查血管壁的鈣化與瘤體的關系，只能使用血管外部形態及內徑變化來評價血管[8]，因此，在臨床上的應用受到一定限制。

CTA 以無創、便捷和準確率高等優勢已成為診斷顱內動脈瘤的首選檢查方法[9-10]。雙源CT 雙能量技術主要利用相互垂直的2 個X 線球管發出的兩種不同能量的射線進行同步螺旋掃描，通過探測器接受后對不同能量下所采集的各種密度物質的衰減信息進行分析的一種新的CT 成像方法[11-12]，其基于血液中碘成分與鈣化或骨性成分的X 線衰減率的差異，利用雙能量直接分離出復雜結構中的血管，從而去除骨性結構，并且能鑒別出所掃描組織和物質的密度，從而獲得超出于形態學范疇的特定細節[13]。而第三代雙源CT 具有的能譜純化技術是利用放置在X 線球管前方的特殊錫濾過板選擇性濾過低能級光子，提高X 線利用率，從而減少人體對劑量的吸收[14-17]，并且能提高對被掃描物質的識別能力。能譜純化技術掃描時具有2種管電壓選擇模式，即Sn100 kV 和Sn150 kV，其中Sn150 kV 較Sn100 kV 具有更高的X 線穿透能力，可用于顱底、顳骨等部位的掃描，因此本研究主要選擇了Sn150 kV 的管電壓進行掃描。通過具有能譜純化技術的雙能量CTA 與DSA 對顱內動脈瘤診斷的對比研究發現，盡管對于一些多發且直徑＜3 mm 的顱內動脈瘤敏感性較低，但具有能譜純化技術的CTA 掃描技術對顯示動脈瘤數目、部位、形態、瘤頸和瘤體的大小的準確性較高，與DSA 比較對顱內動脈瘤有較高的檢出率及診斷符合率，同時能保證圖像質量，具有潛在降低患者接受的輻射劑量。

盡管本研究通過使用具有能譜純化技術的雙能量CTA 掃描技術對顱內動脈瘤的診斷中，保證了圖像質量，與DSA 比較有較高的診斷符合率，但也存在一定的局限性，首先本研究的樣本量較小，因此僅在CTA 與DSA 之間進行對照研究，未能對雙能量CTA 按劑量的大小進一步分組，也未能對是否使用能譜純化技術的雙能量CTA 掃描技術對顱內動脈瘤診斷準確性進行比較，也未對能譜純化技術對圖像質量及輻射劑量的影響進行分析，有待進一步研究。

CTA 技術具有無創、快速、簡便和相對經濟等優點，具有能譜純化技術的雙能量CTA 技術能提高對動脈瘤的檢出率，與DSA 有較高的診斷符合率，在保證圖像質量的同時，具有潛在降低患者接受的輻射劑量的能力，有望作為顱內動脈瘤篩查及診斷的一種無創的精準檢查手段。