多模式CT檢查在缺血性腦卒中側支循環評估中的價值

孫鳳濤， 張厚寧， 禹璐， 盛佳曦

急性缺血性腦卒中目前仍是威脅人類健康的主要致死、致殘疾病之一，供血動脈的阻塞導致局部腦血流量減少是其重要的發病機制之一。機體在缺血的同時會發生一定程度的代償機制來維持部分組織的灌注，其中側支循環起著非常重要的作用[1]。大量證據表明，側支循環的建立能減少腦組織的損傷并改善患者預后，并可作為溶栓治療及動脈介入治療的參考標準之一[2]。對側支循環進行明確的評價至關重要，目前臨床仍將數字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)作為評價側支循環的金標準，但因為其有創性、費用較高、緊急情況下應用受限，限制了在臨床上的廣泛使用。近年來CT掃描技術快速發展，特別是一站式掃描下進行CT血管成像(CT angiography,CTA)及CT灌注成像(CT perfusion，CTP)檢查，能對腦側支循環的結構及灌注情況進行全面評估[3]。本研究旨在通過對多模式CT及DSA兩種檢查方法的比較，探討多模式CT檢查評估腦側支循環的準確性，以期為臨床提供一種方便高效的影像檢查手段。

材料與方法

1.研究對象

回顧性搜集本院2016年4月-2019年12月由急診科轉入神經內科的急性缺血性腦卒中患者42例，其中男24例，女18例,年齡54～72歲，平均(63.0±9.5)歲。病例納入標準：①符合中華醫學會急性缺血性腦卒中診治指南2014[4]的診斷標準；②癥狀發作后3天內接受多模式CT檢查，包括頭顱CT常規平掃和CTA、CTP檢查，CTP檢查結果為陽性,7天內接受DSA檢查；③能配合CTP檢查，圖像質量符合要求；④CT檢查除外出血或腫瘤。病例排除標準：①嚴重肝腎功能不全；②碘過敏；③不能配合檢查及臨床資料缺失;④雙側同時發生卒中或中線結構明顯移位。

搜集患者的臨床資料,包括年齡、性別、高血壓、糖尿病、高血脂、冠心病、吸煙史、入院國立衛生研究院卒中量表(national institute of health stroke scale，NIHSS)評分、3個月改良Rankin量表(modified rankin score，mRS)評分(0～2分為良好)、梗死體積、責任血管重度狹窄(≥70%)。

2.檢查方法

采用飛利浦公司256層螺旋CT(設備型號，Brilliance 256 ICT) 行CT平掃、CTP及CTA檢查，采用非離子型對比劑碘普羅胺(370 mg I/mL)。CT平掃掃描參數：層厚5 mm，層間距5 mm，螺距0.923，管電壓120 kV，電流300 mA。CTP掃描參數：采用高壓注射器經肘靜脈推入50 mL對比劑，40 mL生理鹽水，注射流率5.0 mL/s，5 s后行搖籃式灌注掃描，掃描范圍為顱底至顱頂，管電壓80 kV，管電流200 mA，層厚5 mm，約30個循環。CTA提取時相：依據CTP生成的時間-密度曲線( time-density curve,TDC)，采用動脈峰值期及靜脈晚期的數據進行兩次重建。

DSA檢查采用Philips公司生產的大C臂INFX-8000C型DSA成像系統,使用Seldinger技術行股動脈穿刺，于置入的18G動脈鞘內引入18G導管，注入非離子型對比劑碘海醇(370 mg I/mL)，行主動脈弓、兩側頸總動脈、椎動脈近端造影。

3.圖像后處理和腦側支循環評估標準

CTP圖像后處理：使用飛利浦EBW工作站Brain Perfusion軟件處理灌注掃描獲得的圖像，輸入動靜脈選擇大腦前動脈及上矢狀竇，得到腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、平均通過時間(mean transit time，MTT)、達峰時間(time To peak，TTP)等4個參數的偽彩圖。選取MTT參數圖異常灌注區為感興趣區(region of interest，ROI)，測量3次取平均值，并記錄ROI患側與健側的相對值,包括相對腦血容量(relative CBV，rCBV)、相對腦血流量(relative CBF，rCBF)、相對平均通過時間(relative MTT，rMTT)和相對達峰時間(relative TTP，rTTP)。

CTA圖像后處理：分別對動脈峰值期及靜脈晚期的原始圖像進行最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)、容積再現(volume rendering，VR)重建，觀察責任血管狹窄情況，將狹窄率≥70%定義為重度狹窄。在動脈峰值期觀察并記錄大腦前交通動脈、后交通動脈及Willis環的完整性。比較缺血性區域的動脈峰值期及靜脈晚期圖像側支循環建立情況，利用CTP重建圖像觀察側支循環充盈速度。

梗死灶體積測量：入院7天左右復查平掃CT，測量低密度灶長、寬及厚度，根據多田公式計算梗死體積= 低密度灶長×寬×梗死層面數×層厚×π/6[5]。

側支循環評估標準：①一級側支循環。以DSA圖像為標準，將Willis環分為變異組和完整組。完整組定義為組成Willis環各血管均顯示清晰，且一側血管管腔≥對側1/2。變異組定義為組成Willis環一側管腔纖細<對側1/2，前交通動脈與后交通動脈直徑<1 mm，DSA未顯示為缺如。②二級側支循環。采用美國介入治療神經放射學學會/介入放射學學會(ASITN/SIR)DSA側支血流分級系統[6]，將二級側支循環分為0～4級。在分析與側支循環相關的臨床特征因素中，分為良好側支循環組(3、4級)與不良側支循環組(0、1、2級)；在與DSA的比較分析中，分為良好組(3、4級)、一般組(1、2級)和很差組(0級)。由2位影像醫師對所有圖像進行評價，意見不一致時加入1位高年資主任醫師共同協商解決。

4.統計學分析

結 果

1.基本臨床特征

42例缺血性腦卒中患者中良好側支循環者18例(42.9%，良好側支循環組)，不良側支循環者24例(57.1%，不良側支循環組)。兩組患者的基本臨床特征中高血壓、糖尿病與責任血管重度狹窄差異有統計學意義(P<0.05)，進一步行多因素分析，結果顯示只有高血壓和責任血管重度狹窄與側支循環形成具有相關性；兩組患者的年齡、性別、高血脂、冠心病、吸煙史差異均無統計學意義(P>0.05)。兩組患者的3個月mRS評分預后良好例數及梗死體積差異均有統計學意義(P<0.05，表1、2)。

表2 側支循環有關因素的二元logistics回歸分析

2.DSA與多模式CT在側支循環顯示中的比較

DSA與CTA對Willis環的檢查結果見表3。以DSA為金標準，CTA對Willis環完整性檢查的敏感度為96.0%,特異度為100%，陽性預測值為100%，陰性預測值為94.4%，準確度為97.6%。兩種檢查方法間的診斷效能差異無統計學意義(P=1.000>0.05)。兩種檢查方法的一致性檢驗Kappa值為0.951≥0.75，表示兩種方法的一致性很好。

表3 DSA與CTA在一級側支循環顯示中的比較 (例)

DSA與多期CTA對二級側支循環的檢查結果見表4。以DSA為金標準，CTA對二級側支循環檢查的敏感度為100.0%,特異度為88.9%，陽性預測值為92.3%，陰性預測值為100.0%，準確度為95.2%。兩種檢查方法間的診斷效能差異無統計學意義(P=0.311)。兩種檢查方法的一致性檢驗Kappa值為0.817≥0.75，表示兩種方法一致性很好(圖1)。

表4 DSA與多時相CTA在二級側支循環顯示中的比較 (例)

圖1 急性缺血性腦卒中患者，男，60歲，左側肢體乏力1天入院。a) CT平掃橫軸面未見明顯異常； b) CTA冠狀面MIP示右側大腦中動脈閉塞(箭)； c) CTA去骨后MIP示患側軟腦膜側支開放(箭)； d) CTA容積再現(VR)示患側側支循環狀態良好(箭)； e) 灌注偽彩圖示雙側CBF未見明顯差異； f) 灌注偽彩圖示雙側CBV未見明顯差異； g) 灌注偽彩圖示患側MTT較對側延長(箭); h) 灌注偽彩圖示患側TTP較對側延長(箭)； i) DSA圖示右側大腦中動脈閉塞，側支循環狀態良好(箭)。

CTP的4個參數中rCBV、rMTT與二級側支循環的相關系數有統計學意義(P值均為0.000)，其中rCBV的相關性最好(r=0.731)；rCBF及rTTP與二級側支循環無明顯相關性(P>0.05，表5)。

表5 CTP參數與二級側支循環的相關性比較

討 論

1.側支循環的基本構成及多模式CT檢查的優勢

腦側支循環是指腦組織急性缺血時，溝通顱內外血管的旁路系統，急性缺血性腦卒中患者側支循環狀況的好壞對梗死區域的灌注代償及臨床預后有很大影響。一般根據開放的時間可分為三級：一級側支指Willis環，能在發生梗死時迅速開放，給予缺血區一定程度的灌注;二級側支主要指眼動脈側支及軟腦膜側支，其中又以軟腦膜側支為主;三級側支指缺血一段時間后才形成的新生血管。本研究將側重點放在發揮主要代償作用的Willis環及軟腦膜側支方面。Mcverry等[7]對臨床常見評價側支循環的影像學檢查方法進行對比，發現多模式CT在觀察者間有著良好的可靠性，與臨床結果也具有良好的相關性。本研究采用256層螺旋CT設備進行全腦容積灌注，利用時間-密度曲線選擇最合適的時相來評估側支循環血流狀況。

2.側支循環形成的影響因素及其臨床意義

側支循環的形成在不同個體中的變異程度很大，受先天、后天及急性因素共同影響。有關研究表明，心血管疾病的危險因素可能對側支循環發生具有很大影響，但因果機制尚不清楚。本研究對患者的心血管疾病危險因素、血管狹窄程度及入院NIHSS評分等危險因素進行分析，發現兩組中高血壓、糖尿病及責任血管重度狹窄的差異有統計學意義，但在多因素分析中，僅高血壓和責任血管重度狹窄是側支循環形成的獨立影響因素，與側支循環形成具有相關性。Liu等[8]的研究結果顯示很多心血管疾病危險因素都與側支循環顯著相關，但血管狹窄率是最強預測因素。Menon等[9]對206例患者進行多變量模型分析，顯示代謝綜合征、高尿酸血癥和年齡與急性缺血性卒中患者的軟腦膜側支循環不良有關。本研究與上述結果基本一致,推測原因為高血壓持續性作用于小血管，導致的動脈硬化及血管痙攣為側支循環不易建立的原因；血管狹窄程度較重的患者側支循環形成的程度相對較好，推測與狹窄形成的時間相對較長有關，機體有更長的時間進行側支血管的重建。本研究還發現側支循環良好組的患者有更好的預后水平及更小的梗死體積，顯示出側支循環的建立與臨床治療效果密切相關，Henderson等[10]的研究結果顯示良好側支循環能改善缺血性腦卒中及短暫性腦缺血發作的風險，與本研究的結論基本一致，提示臨床在急性腦卒中治療前對側支循環水平進行評估，可更好地預測治療效果。

3.多模式CT對一級、二級側支循環的評價

目前評估側支循環的影像學方法中仍將DSA作為金標準，其中ASITN/SIR分級方法最為廣泛采用。DSA雖然有高分辨率，能動態觀察逆行側支血管，但有創性及相對繁瑣的操作過程限制了在部分緊急情況下的應用。多模式CT相對于DSA檢查，應用少量對比劑在很短時間內即可進行側支循環的無創評估。Maier等[11]通過多模式CT與DSA的對比研究，發現多模式CT能提供更完整的側支循環相關信息，有著很高的準確度。Lima等[12]對196例缺血性腦卒中患者進行研究，發現CTA雖然可能高估側支循環的充盈程度，但仍是DSA可靠的替代檢查手段。本研究中CTA對一級側支循環的診斷敏感度為96.0%,特異度為100%，準確度為97.6%；對二級側支循環的診斷敏感度為100.0%,特異度為88.9%，陽性預測值為92.3%，陰性預測值為100.0%，準確度為95.2%；且通過kappa檢驗在顯示一級及二級側支循環方面均與DSA有著很好的一致性，與上述學者的研究結論一致。本研究中Willis環的變異率為59.5%，與Li等[13]對國人的研究結果一致。提示臨床雖然willis環在缺血性腦卒中發生早期即對缺血區有代償供血，但變異率較高，在評估一級側支循環的基礎上，需要對二級側支循環的狀況有較清晰的了解。本研究應用CTP原始數據進行多期重建來觀察二級側支循環，有2例顯示為很差的側支循環在DSA中顯示為一般，推測原因可能為對比劑用量不足，導致遠端血管顯示較差，對側支循環的狀況有所低估。CTP能反映缺血區域的灌注信息，本研究結果顯示在4個參數中，僅rCBV及rMTT在不同程度的側支循環組間表現出統計學差異，且rCBV較rMTT與二級側支循環有著更好的相關性。Rusanen等[14]的研究結果顯示rCBV及rMTT與側支循環有著很好的相關性，與本研究結論一致。Consoli等[15]認為4個參數中僅低CBV與不良側支循環存在相關性，其他參數則沒有表現出差異。本研究結果提示CBV作為與梗死核心關系最密切的參數，與側支循環狀況有著很好的相關性，可作為間接反映側支循環的參數;MTT則能反映灌注時間的延長。同時,由于CTP檢查標準尚不統一導致得出的結論不一致，在以后的研究中應擴大樣本量，統一設備的檢查參數以行進一步評估。

本研究存在以下局限性：①本研究為回顧性研究，病例的選擇方面可能存在偏倚;②研究納入的樣本量較小，病例組采用了三分法，以后需要更大樣本量作為評估基礎;③受患者治療時間限制，DSA與多模式CT的檢查時間與發病時間間隔不同，對部分患者的側支循環狀態顯示可能有影響。

綜上所述，多模式CT能依靠CTA顯示側支循環的血管結構，與DSA有很好的相關性，結合CTP顯示血流灌注信息，其中CBV是側支循環最敏感的間接參數，可作為臨床診斷及評估缺血性腦卒中預后的可靠影像學檢查手段。