4D—CTA 成像對前交通動脈瘤破裂分險的相關性

徐藝銘，朱紅麗，周欣顏，梁 婧

（昆明市延安醫院放射科，云南 昆明 650500）

顱內動脈瘤（intracranial aneurysm，IA）在臨床中是高致死、致殘率的腦血管疾病，發病率約3%～7%。IA 破裂后有13%的患者在就診前死亡，剩余超過30%的患者將出現遲發性神經功能損傷，極大程度影響患者生活質量[1]；前交通動脈瘤時最常見動脈瘤約占24%，近年來影像學探索其形態學相關數據信息，但沒有對前交通動脈瘤破裂的形態學參數閾值分析[2-4]，同時各醫療機構對于未破裂的動脈瘤治療各異，難以為患者提供最優治療方案；同時隨著顱內未破裂的動脈瘤（unruptured intracranial aneurysm，UIA）的檢出率明顯增高，這些動脈瘤將會如何發展？破裂的風險有多少？對患者及家屬至關重要。本文旨在通過對前交通動脈瘤相關數值結合人工智能軟件為臨床在未破裂顱內動脈瘤的處理決策提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年6 月至2023 年3 月收治的未破裂顱內前交通動脈瘤患者50 例和破裂顱內前交通動脈瘤患者50 例，分為未破裂組和破裂組。未破裂組男性29 例，女性21 例，年齡49～71 歲，平均（61.05±3.57）歲。破裂組男24 例，女26 例，年齡50～74 歲，平均（62.30±3.47）歲。2 組間一般資料平衡良好，具有可比性（P＞ 0.05）。

納入標準[5]與排除標準：（1）單發、多發顱內動脈瘤；（2）完整影像學資料且其中的信息清晰可見。排除標準：（1）有過手術史或外傷史的動脈瘤；（2）存在多發性；（3）血管痙攣嚴重或其它原因導致的檢查困難的動脈瘤；（4）缺乏完整的臨床和醫療記錄。本研究經研究對象知情同意，經昆明市醫學委員會批準（2023-223-01）。

1.2 研究方法

1.2.1 CTA 掃描方法采用佳能320 層CT 機。選用320 mgI/mL 碘佛醇（每瓶50 mL）或300 mgI/mL的碘海醇（100 mL/瓶）作為造影劑。主要掃描參數：電壓=100 kV，管電流=100～400 mA，層厚=0.5 mm，層間距=0.3 mm，螺距=0.813∶1，先320 層螺旋CT 平掃，后經肘前靜脈先以高壓注射器團注60～80 mL 的碘海醇/碘佛醇，后注入20 mL 生理鹽水（速率3.5～5.5 mL/s）進行增強掃描。掃描范圍：C2 椎體上緣掃描至顱頂骨外板，應用連續容積掃描法，重建后圖像傳送至佳能工作站處理。

1.2.2 圖像后處理將所獲得的原始圖像及減影圖像傳送至Start Vitrea 工作站，重建層厚0.5 mm、層間距0.4 mm，從多角度、多方位觀察。（1）動脈瘤的瘤頸是指動脈瘤與載瘤動脈相交的兩點間連線，瘤高是指動脈瘤底部最高處與動脈瘤頸部中點的連線，瘤頸比（AR）=瘤高/瘤頸；（2）顱內動脈瘤的大小：尋找動脈瘤的最大寬度與瘤高2個數值中的最大者；動脈瘤的最大寬度定義為垂直于瘤高的、連接動脈瘤2 側壁的最大段長度；動脈瘤的瘤高與載瘤動脈直徑比（SR）=瘤高/載瘤動脈平均直徑；（3）VOR=Volume（動脈瘤體積）/Ostium Area（動脈瘤底面積）。

（1）AR、SR 和VOR 標準測量示意圖，見圖1。

圖1 AR、SR 及VOR 測量簡圖Fig.1 AR，SR，and VOR measurement diagrams

（2）記錄CTA 形態學特征參數，包括動脈瘤大小、垂直高度、瘤頸寬度、瘤頸比（AR）、動脈瘤的瘤高與載瘤動脈直徑之比（SR）等信息，見圖2。

圖2 AR、SR 及VOR 數值 4D 測量圖示Fig.2 Diagram of 4D measurement of AR，SR，and VOR values

（3）大腦中動脈 M1 段分叉處動脈瘤四維 CT血管成像（4D-CTA），見圖3。

圖3 4D-CTA 成像示意圖Fig.3 4D-CTA imaging schematic diagram

（4）20 幅動態圖像中的5%期相圖，0%～95% 代表4D-CTA 中的 20 個期相連續3 個期限可見動脈瘤瘤底出現搏動點，見圖4。

圖4 4D-CTA 搏動點示意圖Fig.4 Schematic diagram of 4D-CTA pulsatile points

（5）基底動脈和右側椎動脈異常搏動點，見圖5。

圖5 顱內動脈瘤異常搏動點顯示Fig.5 Display of abnormal pulsation points in intracranial aneurysms

1.2.3 預后判斷及分組50 例未破裂顱內動脈瘤和50 例破裂顱內動脈瘤分別納入未破裂組1 和破裂組1；未破裂組保守治療1～12 月觀察分為未破裂組2 和破裂組2；本次評估預后包括再破裂（經血管介入或DSA 再次證實為前交通動脈破裂）。

1.3 觀察指標

（1）對比前交通支動脈瘤破裂后再破裂與未再破裂患者CTA 形態學特征參數；（2）依據患者預后情況分為（有再破裂）、預后良好組（無再破裂），未破裂組保守治療1～12 月觀察分為未破裂組2和破裂組2，測量Wn、H、AR、L、DA、SR 及VOR 數值和動脈瘤搏動點的尋找。

1.4 統計學處理

SPSS24.0 軟件用于統計分析，測量動脈瘤大小、垂直高度、瘤頸寬度、AR、動脈瘤SR 及VOR 用（）描述測量數據，并通過獨立樣本t測試進行分析，P＜ 0.05 認為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 前交通動脈瘤破裂組和非破裂組對比

破裂組瘤頸寬（Wn）、瘤頸比（AR）、瘤長（L）、動脈瘤的瘤高與載瘤動脈直徑之比（SR）、動脈瘤體積/動脈瘤底面積（VOR）大于非破裂組，差異有統計學意義（P＜ 0.05）；載瘤動脈平均直徑（DA）及瘤高（H），差異無統計學意義（P＞ 0.05），見表1。

表1 前交通破裂組1 和非破裂組1 的4D-CTA 成像特征（）Tab.1 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 1 and non-ruptured group 1（）

表1 前交通破裂組1 和非破裂組1 的4D-CTA 成像特征（）Tab.1 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 1 and non-ruptured group 1（）

*P ＜ 0.05。

2.2 未破裂組動脈瘤1～12 月隨訪成動脈瘤像特征

隨訪未破裂組動脈瘤1～12 月；破裂組瘤頸寬（Wn）、瘤頸比（AR）、瘤長（L）、動脈瘤體積/動脈瘤底面積（VOR）大于非破裂組，差異有統計學意義（P＜ 0.05）；載瘤動脈平均直徑（DA）及瘤高（H）比較，差異無統計學意義（P＞ 0.05），見表2。

表2 未破裂組前交通動脈瘤1～12 月隨訪破裂組2 和非破裂組2 的4D-CTA 成像特征（）Tab.2 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 2 and non-ruptured group 2 during 1～12 months follow-up of anterior communicating aneurysms in the unruptured group（）

表2 未破裂組前交通動脈瘤1～12 月隨訪破裂組2 和非破裂組2 的4D-CTA 成像特征（）Tab.2 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 2 and non-ruptured group 2 during 1～12 months follow-up of anterior communicating aneurysms in the unruptured group（）

*P ＜ 0.05。

2.3 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量對比

4D-CTA 中的CTDIvoI、DLP 和 ED 均低于3D-CTA 中的CTDIvoI、DLP 和 ED，差異有統計學意義（P＜ 0.05），見表3。

表3 非破裂組 1 的 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量（）Tab.3 Radiation doses of 4D-CTA and 3D-CTA in nonruptured group 1（）

表3 非破裂組 1 的 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量（）Tab.3 Radiation doses of 4D-CTA and 3D-CTA in nonruptured group 1（）

*P ＜ 0.05。

3 討論

顱內動脈瘤破裂具有發病急和預后差的特點[6-7]，未破裂的顱內動脈瘤可通過保守治療等方式，為避免動脈瘤破裂帶來的危險后果[8]，分析未破裂動脈瘤的破例傾向性有著重要的臨床意義，尤其是發生在前交通處動脈瘤。之前對于前交通動脈瘤的研究[9-11]不夠細致，主要是對動脈瘤的瘤高、瘤長等部分因素分析，但是隨著顱內動脈研究的深入，動脈瘤的外形是動態變化的，只是對一個期像的動脈瘤的部分形態分析，并不能客觀和全面的反應動脈瘤的真實信息；另外由于前交通動脈瘤解剖上的復雜性使位于前交通動脈血流異常后更易發生血管壁發生變性壞死從而引起形態學的改變；4D-CTA 是一種無創血管造影技術，可快速獲取腦血管解剖圖像并生成三維圖像，多角度觀察靶血管。此外，4D-CTA 在3DCTA 的基礎上增加了時間維度，可實現對心動周期不同階段血管壁形態變化的實時觀察[12]。Cui等[13]的研究表明，4D-CTA 在顱內動脈瘤的診斷有著較高的診斷效率。Cancelliere 等[14]報道，4DCTA 通過定量分析可推測顱內動脈瘤壁異常波動的最大振幅點，有助于發現潛在的破裂點；可能的原因如下：（1）通過時間參數，4D-CTA 可以生成動態圖像，通過動態圖像可以觀察動脈瘤的動脈和早期靜脈的引流方式和速度，有效評估動脈瘤的血流情況，有助于判斷動脈瘤是否破裂[15]。（2）通過圖像融合技術，4D-CTA 可以對動脈瘤進行偽色標記，然后將動脈瘤與血管或 CT 灌注掃描圖像進行融合，通過這種方法可以直接觀察到動脈瘤的大小、形態、血供等動態信息，為診斷提供數據支持[16]。（3）此外，4D-CTA 還可以通過評估顱內動脈瘤的形態變化，計算出動脈瘤壁的力學特征和分布情況，在穩定的心動周期中，全身血流動力學的變化，是由心臟收縮和舒張交替引起的，那么顱內血流的變化就會導致顱內動脈瘤壁的變化。本研究中，破裂組 1 的Wn、AR、L和 SR 均大于非破裂組 1，AR、VOR 可在一定程度上反映瘤腔內的血液流速和滯留情況，窄頸使得動脈瘤瘤內血流慢，影響內皮的代謝，從而引起內皮的衰老，這些因素都會導致動脈瘤破裂；在 Dhar 等[17]的研究中，破裂的前交通動脈瘤AR 平均值為（1.09±0.61）mm；一般認為過高AR與動脈瘤破裂顯著相關對動脈瘤的發展產生不利影響，本研究測量的破裂組1 和破裂組2 數值分別為（1.15±0.04）mm、（1.10±0.08）mm，均是高于文獻測量的數值，這與之前的結論一致；本次也發現破裂組的VOR 大于未破裂組，本研究測量的破裂組1 和破裂組2 數值分別為（2.06±0.21）mm、（1.98±0.15）mm，后期對未破裂動脈瘤組在12 月保守治療的情況下進行隨訪發現50 例中出現19 裂破裂的動脈瘤，破裂組的VOR 依然大于未破裂組，這表明VOR 在診斷動脈瘤破裂方面具有十分重要的意義。SR 反映了動脈瘤與載瘤血管的差異；Meng 等[18]認為，當SR≥2.1 時，動脈瘤會更容易發生集中性的流入射流，從而增加動脈瘤壁上的剪切應力，進而引起動脈瘤破裂的風險。在本研究中，測量的破裂組1 和破裂組2 的數值分別在（1.33±0.15）mm、（1.22±0.15）mm 之間，但是這2 個組的SR 都沒有超過2.1mm，經過分析動脈瘤的外形相對規則，導致數值接近；此外，當20 組期像中超過3 組的小凸起，被認為是異常搏動點，而這些異常搏動點的壁切應力和振蕩切變指數較瘤體要低，從而增加動脈瘤的破裂幾率[19-20]；本組收集100 例動脈瘤中共計69 例破裂的動脈瘤，后經過手術及DSA 證實，其中共計有60 例有異常搏動點87%（60/69），18 例1 個異常搏動點30%（18/60），2 個及2 個以上搏動點51例70%（42/60），異常搏動點的出現和動脈瘤的破裂有著密切的關系后期經過DSA 驗證與4D-CTA相同；分析前交通動脈瘤壁搏動點和VOR、AR和SR 等數值，將使得數據更加精準和客觀并減低輻射劑量，4D-CTA 成像的CTDIvoI/mGy、DLP/mGy·cm、ED/mSv 分別為（53.36±5.02）voI/mGy、（830.48±77.03）mGy·cm、（1.85±0.15）mSv 低 于3D-CTA 成 像（66.23±5.0）voI/mGy3、（1 181.36±130.52）mGy·cm、（2.38±0.22）mSv，同時能夠提供更多的信息。

本研究由于樣本量不足，該研究未對患者的臨床資料（吸煙、高血壓、糖尿病、高血脂等）進行分析，日后將會加大樣本量進一步研究影響前交通動脈瘤破裂的風險因素，為患者提供合適的治療方案。