64层螺旋ct数字减影cta诊断脑动脉瘤研究

64 层螺旋 CT 数字减影 CTA 诊断脑动脉瘤研究 【摘要】 目的 探讨 64 层螺旋 CT 数字减影 CTA 诊断脑动脉瘤的价值及局限性。 方法 自发性蛛网膜下腔出血患者 32 例完成 64 层螺旋 CT 模板扫描和 CTA 增强扫描后进行数字减 影，将减影和常规 CTA 原始图像分为 2 组（DSCTA 组和常规 CTA 组），比较 2 组后处理时 间，图像质量及诊断结果的差异。结果 DSCTA 组较常规 CTA 组后处理时间明显缩短;2 组对 Willis 动脉环及其远段脑动脉的重建图像质量及动脉瘤诊断的特异性和敏感性无显著性差 异；而对 Willis 动脉环近段动脉的重建图像质量及动脉瘤诊断的敏感性，DSCTA 明显优于 常规 CTA；常规 CTA 对血管外病灶显示清楚，而 DSCTA 与 DSA 均未能显示。 结论 64 层螺 旋 CT 数字减影 CTA 简单、无创、去骨效果良好，综合常规 CTA 与数字减影 CTA 全面分析 脑血管情况，效果优于 DSA 检查，是脑动脉瘤诊断的首选方法。 【关键词】 CT 数字减影 动脉瘤 体层摄影术 X 线计算机 【 The diagnosis of intracranial aneurysms: using 64-row multisection CT digital subtraction angiography GUO Yue-lin, LIU Guo-rui, ZHENG Wen-bin, et al. Department of Radiology, The Second Affiliated Hospital of Medical College of Shantou University, Shantou, Guangdong 515041,China Abstract Objective To study the value and limits of 64-row multisection CT digital subtraction angiography (DSCTA) in the diagnosis of intracranial aneurysms. Methods 32 Patients with spontaneous subarachnoid hemorrhage were underwent two same protocols of 64-row multisection CT, unenhanced CT scan and enhanced CTA. DSCTA data was got to the subtract of enhanced CTA and unenhanced CT scan. Data of DSCTA and normal CTA were divided into 2 groups. Statisticcal difference of reconstruction time, image quality, diagnosis specificity and sensitivity within 2 groups were researched in this study. Results Reconstruction time was significantly reduced and image quality of internal carotid artery, vertebral artery, basilar artery were significant improved using DSCTA. Diagnosis specificity was no significant difference in 2 groups but diagnosis sensitivity of DSCTA in aneurysms below Williscircle was better than normal CTA. But intracranial focus outside vessel was subtracted in DSCTA and DSA and only showed by normal CTA. Conclusion 64- row multisection CT DSCTA was more effective to eliminate skull and made the diagnosis of intracranial aneurysms below Williscircle easier, but normal CTA was also important. Key words computed tomography digital subtraction; aneurysm; tomography; X-ray computed CTA 检查经济、快速、无创,是颅内动脉瘤早期诊断的首选影像学方法，但颅底骨骼的 影响限制了其对床突下的动脉瘤的诊断。近年来数字减影 CTA(Subtraction CT Angiography, DSCTA)技术的研究取得很大进展，能基本去除大部分病例颅底骨骼对 CTA 的 影响，但研究大多集中在 16 层螺旋 CT 而且以回顾性研究为主。64 层螺旋 CT 拥有更快的 扫描速度和真正的各向同性，结合数字减影 CTA 技术，理论上可得到与 DSA 相媲美的脑血 管图像，本文将以常规 CTA 检查为对照，前瞻性研究 64 层螺旋 CT 数字减影 CTA 诊断脑动 脉瘤的优越性及其存在问题。 材料与方法 1. 影像资料搜集 搜集 2007 年 5 月2008 年 2 月自发性蛛网膜下腔出血患者 32 例， 男 21 例，女 11 例，年龄 4265 岁。所有患者严格固定头部，采用 GE Lightspeed 64 层 螺旋 CT 扫描仪,容积扫描，探测器宽 20mm,电压 120kV,电流 250mA,扫描层厚 0.625mm,球管 环周时间 0.4s/r,矩阵 512512；增强扫描使用 Ulrich medical（XD2001）高压注射器， BDIntima-20G-22G 密闭式静脉留置针，经前臂静脉团注碘帕醇 (370mgI/ml，20ml，5ml/s)作小剂量团注试验以计算扫描延迟时间，调整延迟时间为球管 环周时间（0.4s）的整数倍，之后团注碘帕醇(370mgI/ml，65ml，5ml/s)，在造影剂注射 初始及之前计算的延迟时间设定两个完全相同的扫描序列，分别得到模板（即平扫）和动 脉期的常规 CTA 原始图像，扫描范围由第 1 颈椎至颅顶。 2. 影像资料分组与后处理 扫描结束，模板和 CTA 原始图像传至 ADW4.3 工作站，使 用 Add/Sub 减影软件将常规 CTA 原始图像减去模板原始图像得到一组去骨的减影原始图像。 将减影原始图像和常规 CTA 原始图像分别提供给 2 研究小组，DSCTA 组和常规 CTA 组，每 组由 2 名中级职称影像科医师进行图像后处理，后处理技术包括多平面重建（MPR）、容积 再现(VR)及最大密度投影(M IP)，组间采用盲法。研究指标包括：后处理时间，图像质量 及诊断结果。 3. 数据分析 后处理时间由取得 CTA 原始图像开始至重建出第 1 颈椎以上全脑动脉的 VR 图像并得出诊断结束。图像质量评分采用 5 分制，采用盲法，由 2 名高级职称影像科医 师同时对两组后处理所得的 64 组脑动脉 VR 图像进行评分（Willis 动脉环及其远段脑动脉 和 Willis 动脉环近段动脉分别评分，最高 5 分，最低 0 分）。所有病例结果均经 DSA 或手 术证实（详见结果部分），统计两组诊断脑动脉瘤的敏感性和特异性（AVM 等其他血管性 病变不作研究内容，予以剔除）。2 组后处理时间和图像质量评分结果录入 SPSS10.0 做配 对样本 t 检验。 结 果 1. 后处理时间 DSCTA 组 2 名医师后处理 32 组 DSCTA 原始图像，由取得 CTA 原始图 像开始至重建出第 1 颈椎以上全脑动脉的 VR 图像并得出诊断每例所需平均时间为 14.721.80s，常规 CTA 组 2 名医师后处理 32 组常规 CTA 原始图像每例所需平均时间为 34.133.01s，两者具有显著性统计学差异（t=-30.20，p0.05）；而 Willis 动脉环近段动脉（包括颈内动脉及椎基底动脉）的重建， DSCTA 组的图像质量明显优于常规 CTA 组，评分有显著性统计学差异 （t=42.14，p0.001）。2 组 CTA 重建图像质量见图 1，评分结果见表 1。 3. 诊断结果 32 例患者经手术或/和 DSA 共发现脑动脉瘤 28 个，其中 Willis 动脉环 及其远段脑动脉发现动脉瘤 21 个，Willis 动脉环近段动脉发现动脉瘤 7 个，DSA 检查未有 阳性发现或发现非脑动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者 5 例。DSCTA 组诊断 Willis 动脉环及其 远段脑动脉瘤 21 个，Willis 动脉环近段动脉瘤 7 个，特异性和敏感性均为 100%；常规 CTA 组诊断 Willis 动脉环及其远段脑动脉瘤 21 个，特异性和敏感性亦均为 100%；而常规 CTA 组诊断 Willis 动脉环近段动脉瘤 5 个，特异性和敏感性分别为 100%和 71.4%，漏诊 2 个。但值得一提的是，本研究 28 个脑动脉瘤中，常规 CTA 的 MIP 和 MPR 图像发现 3 个动脉 瘤壁存在钙化斑，而 DSCTA 与 DSA 图像未能显示瘤壁钙化斑存在；32 例患者颅内出血的情 况常规 CTA 的 MPR 图像显示良好，而 DSCTA 与 DSA 图像均未能显示。 讨 论 1. 64 层螺旋 CT 脑动脉 CTA 的优势 脑动脉 CTA 有两大难题，一是脑血流循环时间短， 脑动脉 CTA 容易产生静脉污染；二是颅底骨质难以彻底清除，Willis 动脉环近段动脉（包 括颈内动脉及椎基底动脉）重建效果欠佳，血管性病变漏诊率高13。 64 层螺旋 CT 拥有目前最快 0.35s/r 的环周时间及最大 40mm 的探测器覆盖宽度，扫描 速度已超越动脉血流速度，研究表明选择 0.4s/r 的环周时间加上准确的延迟时间已足以捕 捉纯粹的脑动脉期图像，消除静脉显影的干扰。目前无论是小剂量造影剂团注测试技术还 是增强扫描智能触发技术配合 64 层螺旋 CT 扫描仪 0.4s/r 的环周时间，纯粹的脑动脉期图 像的获取已不再是难题4。本研究 32 例 CTA 扫描只有一例因人为启动扫描与高压注射器 启动不同步导致扫描延迟，脑静脉系统显影外，其余 31 例脑动脉显影良好，脑静脉系统均 无显影。 脑动脉 CTA 颅底骨质去除的问题是该领域研究的另一重大难题，也是近年来影像学者 们研究的热点之一。国外学者，Jayakrishnan，Venema 等56先后开发多种软件力求将 平扫数据与增强数据匹配，以去除 CTA 原始数据中骨和/或脑组织的像素而保留血管内造影 剂的像素，效果不尽人意，个体差异大，受操作者主观因素影响大，而且需专门的后处理 软件，重建时间长，难以在临床推广应用。去年国内学者吕发金等7利用颅底骨血管模型 研究 16 层螺旋 CT 数字减影 CTA 取得重大进展，研究表明球管曝光起始位置是影响 DSCTA 图像质量的重要因素，控制球管重复曝光间隔时间为球管转速的整数倍可确保球管曝光起 始位置相同。临床应用时只需控制模板扫描（即平扫）和 CTA 扫描的起始、终末位置及其 他参数绝对一致，还有两次扫描起始点球管的位置绝对一致（即起始扫描时间点为球管换 周时间的整数倍），然后利用 ADW4.3 工作站的 Add/Sub 软件，自动将增强数据逐层减去平 扫数据，即两组数据像素一对一的 CT 值相减即可获取只剩血管内造影剂像素的数据，该方 法简单易行，效果良好，而且不需专门的后处理软件，易于在临床推广应用。 另外 64 层螺旋 CT 尚拥有 0.625mm 的最薄层厚及真正的各向同性，超薄的扫描层厚使 得其能最大限度消除常规头部 CT 扫描时颅底骨质伪影，显著提高 Willis 动脉环近段动脉 CTA 图像质量；真正的各向同性使得其 3D 及 2D 后处理图像（包括 VR、MIP 及 MPR 等）绝 对无变形、失真，能最真实地显示脑血管病变及其与邻近结构的解剖关系，图像质量媲美 DSA，提供诊断信息量超越 DSA4。本研究表明，DSCTA 对脑动脉瘤诊断的特异性和敏感性 与 DSA 一致，常规 CTA 组诊断 Willis 动脉环及其远段脑动脉瘤的特异性和敏感性亦与 DSA 一致，但对 Willis 动脉环近段动脉瘤有漏诊的情况，敏感性仅 71.4%。 2.64 层螺旋 CT 数字减影 CTA 在临床的合理应用 DSCTA 上述的种种优点使其成为临床 脑动脉瘤诊断的首选方法，但其同样存在一定局限性，如基础病变被减影导致漏诊、轻微 运动可致减影失败，患者照射剂量增加及图像噪声增加等58，下面就 DSCTA 的局限性 探讨其在临床的合理应用问题。 成功的 DSCTA 将颅骨、脑组织及病灶统统减影掉是必然的，目的是为了更好地显示脑 血管的情况，因为即使是病灶，如血肿、钙化等均会对脑血管成像形成干扰。本研究常规 CTA 图像很好显示动脉瘤壁钙化斑及颅内出血情况，而 DSCTA 图像上述病灶均被减影而未 能显示。研究表明，抛开常规 CTA 而单独分析 DSCTA 极其容易损失部分有用信息，如血肿、 钙化、动脉支架及动脉银夹等，造成漏诊，是不科学的；常规 CTA 及平扫的 MPR 图像包含 大量有用信息，其价值不容忽视。 本研究采用的数字减影方法是增强和平扫两组数据像素一对一的 CT 值相减，轻微的 头部运动即可导致减影失败或减影不彻底。64 层螺旋 CT 的高速扫描使得平扫和增强的数 据能在最短的间隔时间内（20s）获取，以最大限度地降低因头部运动导致的减影失败或 减影不彻底。另外，扫描前患者头部的严格固定及适当药物镇定等措施对提高数字减影成 功率也是必须的。若发生减影不彻底，工作站各种后处理软件（如阈值调整、手动去骨/去 组织及剪切工具等）的综合应用可去除部分残留骨质，提高 CTA 图像质量。若发生减影失 败，尚有常规 CTA 图像可用，多种后处理方法（VR、MIP 及 MPR 等）的综合应用是降低常 规 CTA 漏诊率的必须而有效的方法。 DSCTA 的其他局限性，如患者照射剂量增加，可以将螺旋平扫代替常规的头颅轴扫， 减少患者扫描次数；个体化的扫描毫安量的调节亦是降低患者，特别是儿童患者照射剂量 的有效措施。DSCTA 图像噪声增加会轻微降低 DSCTA 原始图像分辨率，但数字减影后的血 管影像对比度大幅提高足以弥补噪声增加对图像的影响，并不会对血管分析造成任何影响。 综上所述，DSCTA 技术简单、无创，配合 64 层螺旋 CT 扫描仪使用，去骨效果良好， 能有效解决常规 CTA 颅底段脑动脉重建困难这一难题。综合常规 CTA 与 DSCTA 能全面反映 脑部血管性病变的情况，效果优于 DSA 检查，是脑动脉瘤诊断的首选方法。 【参考文献】 1. Romijn M, van Andel HA, van Walderveen MA, et al. Diagnostic Accuracy of CT Angiography with Matched Mask Bone Elimination for Detection of Intracranial Aneurysms: Comparison with Digital Subtraction Angiography and 3D Rotational Angiography. AJNR Am J Neuroradiol,2008,29(1):134-139. 2. 张修凤,黄志鹏,陈松清. 16 层螺旋 CTA 在颅内血管性病变的诊断应用.中国 CT 和 MRI 杂志, 2007, (5)1:13-14. 3.周全红,温智勇,毕冬梅,等.GE Lightspeed 64 排 128 层螺旋 VCT 颅、颈联合(CTA)成像 技术探讨.中国 CT 和 MRI 杂志,2007,(5)3:1-4. 4. Lubicz B, Levivier M, Fran ois O, et al. Sixty-four-row multisection CT angiography for detection and evalua