4D-CTA在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤診斷中的應(yīng)用價(jià)值

蔣孝先，羅光華，周飛，劉文洪

（南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，湖南 衡陽(yáng) 421001）

影像學(xué)方法能夠發(fā)現(xiàn)已經(jīng)破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的責(zé)任動(dòng)脈以及未破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生位置［1］。目前常用的方法包括經(jīng)血管造影檢查（digital subtraction angiography，DSA）、經(jīng)全腦血管多層螺旋CT血管造影（multislice spiral CT angiography，MSCTA）、磁共振成像（magnatic resonance imaging，MRI）。DSA對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤診斷的準(zhǔn)確率較高（準(zhǔn)確率與敏感率達(dá)99%），通常被臨床公認(rèn)為檢查顱內(nèi)血管病變的金標(biāo)準(zhǔn)，但DSA操作過(guò)程中注射血管造影劑采用導(dǎo)管法，對(duì)于患者來(lái)說(shuō)屬于有創(chuàng)性操作，常導(dǎo)致相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生［2］。MRI檢查時(shí)間較長(zhǎng)，術(shù)后評(píng)價(jià)欠佳，而且對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤早期的檢查難度較大，因此也不能作為普查的常用方法［3］。CTA為一種無(wú)創(chuàng)性的血管成像技術(shù)，費(fèi)用較低、操作方便、并發(fā)癥發(fā)生率較低，能夠快速獲得腦血管解剖影像，通過(guò)生成的三維圖像能夠從多個(gè)角度旋轉(zhuǎn)觀察目標(biāo)血管，并通過(guò)局部放大方法，對(duì)于病變血管解剖學(xué)影像細(xì)節(jié)的特點(diǎn)進(jìn)行顯示和分析［4］。而且CTA具有較高的時(shí)間、空間分辨率，檢測(cè)過(guò)程中掃面速度較快，患者容易接受，能夠?yàn)閯?dòng)脈瘤的診斷、圍術(shù)期的評(píng)價(jià)提供客觀參考資料［5］。目前，四維CT血管造影（four-dimensional CT angiography，4D-CTA）已經(jīng)逐步應(yīng)用于臨床腦血管疾病的診斷中。由4D-CTA重組出的全腦灌注成像可準(zhǔn)確評(píng)估蛛網(wǎng)膜下腔出血患者血流動(dòng)力學(xué)改變情況［6］。本研究探討4D-CTA在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料及分組

回顧性收集本院2017年5月至2018年12月收治的100例顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者的臨床資料。入組患者均經(jīng)CTA確診。臨床表現(xiàn)為突發(fā)頭痛、伴有惡心嘔吐、嗜睡、昏迷、動(dòng)眼神經(jīng)麻痹、偏癱或感覺(jué)障礙。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）具有準(zhǔn)確詳實(shí)的臨床資料，且影像學(xué)資料完整；（2）經(jīng)CTA檢查確診；（3）能明確責(zé)任動(dòng)脈。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）由外傷、感染等引起的繼發(fā)性顱內(nèi)動(dòng)脈瘤；（2）合并其他腦血管畸形引起蛛網(wǎng)膜下腔出血；（3）疑似動(dòng)脈瘤破裂出血，但經(jīng)全腦影像學(xué)檢查及手術(shù)均未發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈瘤；（4）動(dòng)脈瘤顯影效果極差，或因各種原因未獲得測(cè)量數(shù)據(jù)；或動(dòng)脈瘤形狀奇特測(cè)量困難；（5）責(zé)任動(dòng)脈瘤非囊性動(dòng)脈瘤；瘤內(nèi)伴有血栓；（6）臨床資料或影像學(xué)資料不全面。

采用4D-CTA掃描方案的50例患者作為研究組，根據(jù)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是否破裂進(jìn)一步分為破裂組（n=32）和非破裂組（n=18）。采用3D-CTA掃描方案的50例患者作為對(duì)照組。本研究符合知情同意原則，患者均簽署知情同意書(shū)。研究組男29例，女21例；年齡20～75歲，平均年齡（55.3±5.6）歲。對(duì)照組男30例，女20例；年齡20～76歲，平均年齡（54.9±5.6）歲。研究組與對(duì)照組年齡、性別比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞ 0.05）。

1.2 方法

患者靜臥，固定頭部，所有檢查均在雙源Flash CT上完成。

1.2.1 4D-CTA掃描：球管電壓80 kV，100 mAs，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s/r，掃描模式為4D螺旋掃描模式，掃描范圍15 cm，掃描時(shí)間40.17 s。時(shí)間序列：第一掃描時(shí)間0～24.1 s，間隔1.5 s，掃描17次；第二掃描時(shí)間24.1～40.17 s，間隔3 s，掃描5次。靜脈注射碘必樂(lè)（300 mg I/mL，30 mL）和生理鹽水（30 mL）。5 s延遲，進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描。原始數(shù)據(jù)重組：層厚0.75 mm、層間距0.5 mm進(jìn)行4D-CTA成像與灌注分析。

1.2.2 3D-CTA掃描：常規(guī)掃描定位，頭顱平掃（下頜骨至顱頂）。之后進(jìn)行3D-CTA掃描，球管電壓120 kV。肘前靜脈注射碘必樂(lè)（300 mg I/mL，60 mL）和生理鹽水（30 mL）。人工智能觸發(fā)掃描，延遲5 s，得到原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。

1.3 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 客觀、主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)：將各組原始數(shù)據(jù)經(jīng)MM Reading軟件進(jìn)行頸內(nèi)動(dòng)脈（internal carotid artery，ICA）、大腦中動(dòng)脈（middle cerebral artery，MCA）、腦實(shí)質(zhì)CT值的測(cè)量，測(cè)量3次后取平均值。通過(guò)相關(guān)公式進(jìn)行信噪比（signal to noise ratio，SNR）、噪聲比（carrier noise ratio，CNR）計(jì)算。SNR=靶血管的CT值/腦實(shí)質(zhì)CT值的標(biāo)準(zhǔn)差。CNR=（靶血管CT值-腦實(shí)質(zhì)CT值）/腦實(shí)質(zhì)CT值的標(biāo)準(zhǔn)差。主觀圖像質(zhì)量評(píng)分以5分法進(jìn)行評(píng)價(jià)：1分，存在明顯偽影、動(dòng)脈強(qiáng)化程度極低、血管模糊、無(wú)法顯示細(xì)節(jié)，圖像無(wú)診斷價(jià)值；2分，輕度偽影、動(dòng)脈強(qiáng)化程度稍差、血管稍模糊、細(xì)節(jié)欠佳，圖像噪聲感較強(qiáng)，基本不影響診斷；3分，無(wú)偽影，動(dòng)脈強(qiáng)化良好、邊緣清晰、圖像質(zhì)量良好；4分，無(wú)偽影，動(dòng)脈強(qiáng)化好，邊緣銳利，圖像噪聲小；5分，圖像極佳，無(wú)偽影，動(dòng)脈強(qiáng)化好，圖像平滑。

1.3.2 研究組與對(duì)照組輻射劑量比較：比較2組CT劑量指數(shù)、劑量長(zhǎng)度乘積、輻射有效劑量。輻射有效劑量=劑量長(zhǎng)度乘積×轉(zhuǎn)化因子（κ，取值0.002 1）。

1.3.3 動(dòng)脈瘤4D-CTA影像學(xué)特征比較：破裂組、非破裂組患者動(dòng)脈瘤4D-CTA影像學(xué)特征主要觀察指標(biāo)包括動(dòng)脈瘤大小、形態(tài)、是否存在子囊、有無(wú)搏動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)脈瘤的位置。對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者4D-CTA各檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線及最佳臨界點(diǎn)分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。正態(tài)分布計(jì)量數(shù)據(jù)用表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用M（P25～P75），組間比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)或百分比表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。繪制ROC曲線用于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量比較

結(jié)果顯示，研究組、對(duì)照組主觀圖像質(zhì)量評(píng)分為（4.05±0.32）分、（4.02±0.35）分，2組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.447，P＞ 0.05）。

2組客觀圖像質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，研究組ICA、MCA的CT值均明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.01）。研究組腦實(shí)質(zhì)的CT值、噪聲值均明顯高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.01）。見(jiàn)表1。

2.2 輻射劑量比較

結(jié)果顯示，研究組CT劑量指數(shù)、劑量長(zhǎng)度乘積、輻射有效劑量均明顯低于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.01）。見(jiàn)表2。

表1 研究組與對(duì)照組客觀圖像質(zhì)量比較Tab.1 Comparison of objective image quality between the experiment and control groups

2.3 破裂組、非破裂組的4D-CTA檢測(cè)指標(biāo)比較

4D-CTA影像學(xué)特征分析結(jié)果顯示，破裂組患者瘤頸寬、瘤體高度、瘤體長(zhǎng)度、動(dòng)脈瘤寬頸、瘤體高度/瘤頸寬、瘤體長(zhǎng)徑/載瘤動(dòng)脈直徑、瘤體寬頸/瘤頸寬值均明顯高于非破裂組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜ 0.05）；而2組載瘤動(dòng)脈直徑、瘤體高度/瘤體寬頸值比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＞ 0.05）。見(jiàn)表3。破裂組存在子囊比率、形態(tài)不規(guī)則比率、有搏動(dòng)點(diǎn)的比率均明顯高于非破裂組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜ 0.05）。2組動(dòng)脈瘤位置比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001）。見(jiàn)表4。

2.4 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者4D-CTA各檢測(cè)參數(shù)的ROC曲線分析

ROC曲線結(jié)果顯示，瘤體高度/瘤頸寬的曲線下面積最大，AUC值為0.681。瘤體長(zhǎng)徑/載瘤動(dòng)脈直徑、瘤體高度、動(dòng)脈瘤寬頸、瘤體寬頸/瘤頸寬、瘤體長(zhǎng)度的AUC值分別為0.677、0.643、0.632、0.625、0.621。均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05或P＜ 0.01）。見(jiàn)圖1、表5。

表2 研究組與對(duì)照組放射劑量比較Tab.2 Comparison of radiation dose between the experiment and control groups

表3 動(dòng)脈瘤4D-CTA影像學(xué)特征分析Tab.3 4D-CTA imaging characteristics of aneurysm within the experiment group

表4 動(dòng)脈瘤4D-CTA其他檢測(cè)指標(biāo)比較［n （%）］Tab.4 Comparison of other aneurysm indicators with 4D-CTA within the experiment group［n（%）］

3 討論

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤又稱腦動(dòng)脈瘤，是危害人類健康的重大疾病之一，其主要病理學(xué)改變?yōu)轱B內(nèi)動(dòng)脈管壁異常膨出、擴(kuò)張，常呈現(xiàn)囊狀、梭狀、球狀的結(jié)果改變［7］。病因尚不完全清楚。流行病學(xué)研究［8］顯示，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是造成蛛網(wǎng)膜下腔出血的首要病因。發(fā)病年齡常見(jiàn)于40～60歲，發(fā)病部位常見(jiàn)于腦底動(dòng)脈環(huán)前半部。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者常由于某些不可避免的因素（大便用力、情緒激動(dòng)、過(guò)度勞累等）導(dǎo)致動(dòng)脈瘤破裂，產(chǎn)生蛛網(wǎng)膜下腔出血，給患者心理帶來(lái)恐懼［9］。一項(xiàng)多中心meta分析研究［10］結(jié)果顯示，成年人群中發(fā)生未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的患病率為3.2%左右。

圖1 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者4D-CTA各檢測(cè)參數(shù)的ROC曲線Fig.1 ROC curves of 4D-CTA detection parameters in intracranial aneurysm patients

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤起病比較隱匿，不易被察覺(jué)。未破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤并不可怕，及早發(fā)現(xiàn)便可控制。然而，由于檢查手段限制、經(jīng)濟(jì)條件等原因，部分顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者往往會(huì)在動(dòng)脈瘤破裂出血后才被發(fā)現(xiàn)。影像學(xué)方法能夠發(fā)現(xiàn)已經(jīng)破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的責(zé)任動(dòng)脈以及未破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生位置［11-12］。

CTA檢查時(shí)間短、費(fèi)用相對(duì)較低，能清晰地顯示動(dòng)脈瘤與載瘤動(dòng)脈以及周圍組織的解剖關(guān)系，有利于術(shù)前制定最佳治療方案。對(duì)于CTA檢測(cè)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的臨床價(jià)值，國(guó)外已做了大量研究。XING等［13］研究認(rèn)為≥ 3 mm的動(dòng)脈瘤，CTA的敏感性基本上與DSA一致；NUMMINEN等［14］認(rèn)為CTA可作為急性蛛網(wǎng)膜下腔出血以及可疑動(dòng)脈瘤患者的初選檢查方法，必要時(shí)再行DSA進(jìn)行確診。3D-CTA能夠立體顯示載瘤動(dòng)脈、腦動(dòng)脈瘤，評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤部位、大小、年齡及形態(tài)學(xué)特征對(duì)破裂風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值；4D-CTA能夠?qū)崟r(shí)圖像數(shù)據(jù)處理及定量分析，觀察動(dòng)脈瘤壁在心動(dòng)周期不同期相中的形態(tài)學(xué)變化，計(jì)算腦動(dòng)脈瘤瘤壁的力學(xué)特點(diǎn)和分布，評(píng)價(jià)動(dòng)脈瘤壁的力學(xué)特點(diǎn)對(duì)破裂風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值。

表5 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者4D-CTA各檢測(cè)參數(shù) ROC曲線及最佳臨界點(diǎn)Tab.5 ROC curves and optimal critical points of 4D-CTA parameters in intracranial aneurysm patients

本研究中研究組在檢查中使用30 mL對(duì)比劑，對(duì)照組使用60 mL對(duì)比劑，結(jié)果顯示，研究組主觀圖像質(zhì)量評(píng)分與對(duì)照組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。可見(jiàn)，應(yīng)用4D-CTA掃描模式使用較少的對(duì)比劑也同樣能夠獲得良好的圖像質(zhì)量。也間接證實(shí)了4D-CTA掃描模式對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤具有較高的診斷能力。

在CTA檢查過(guò)程中，對(duì)比劑與輻射劑量引起的腎功能損害已經(jīng)引起了醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。CTA檢查往往為了追求高質(zhì)量的圖像會(huì)應(yīng)用較高濃度的對(duì)比劑，這將為患者帶來(lái)嚴(yán)重的腎臟毒性。尤其對(duì)于已經(jīng)合并有充血性心力衰竭、腎功能損害、糖尿病腎病等疾病的患者來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行CTA檢查的過(guò)程中降低對(duì)比劑的濃度十分必要。CT輻射劑量與致癌可能性的關(guān)系也已經(jīng)得到證實(shí)。如何在保證圖像質(zhì)量的前提下，盡可能降低對(duì)比劑的濃度和CT的輻射劑量具有重要的臨床意義。

在客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方面，研究組ICA、MCA的CT值均明顯高于對(duì)照組，但2組間的SNR、CNR值比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05）。SNR、CNR值是綜合評(píng)價(jià)CTA圖像質(zhì)量的指標(biāo)，本研究結(jié)果說(shuō)明2組的圖像質(zhì)量無(wú)明顯差異，均可對(duì)頭顱動(dòng)脈進(jìn)行良好的顯示。然而研究組CT劑量指數(shù)、劑量長(zhǎng)度乘積、輻射有效劑量均明顯低于對(duì)照組，說(shuō)明在獲得同樣圖像質(zhì)量的前提下，研究組的輻射劑量明顯低于對(duì)照組。

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)、是否存在子囊、發(fā)生部位、有無(wú)搏動(dòng)點(diǎn)等均為動(dòng)脈瘤破裂的相關(guān)危險(xiǎn)因素。本研究動(dòng)脈瘤4D-CTA影像學(xué)特征分析結(jié)果也顯示，破裂組患者的瘤頸寬、瘤體高度、瘤體長(zhǎng)度、動(dòng)脈瘤寬頸、瘤體高度/瘤頸寬、瘤體長(zhǎng)徑/載瘤動(dòng)脈直徑、瘤體寬頸/瘤頸寬均明顯高于非破裂組（均P＜ 0.05）。破裂組存在子囊比率、形態(tài)不規(guī)則比率、有搏動(dòng)點(diǎn)的比率均明顯高于非破裂組（均P＜0.05）。2組動(dòng)脈瘤位置比較也存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001）。破裂組顱內(nèi)動(dòng)脈瘤主要發(fā)生于MCA、后交通動(dòng)脈、前交通動(dòng)脈。ROC曲線結(jié)果顯示，4D-CTA獲得的瘤體高度/瘤頸寬、瘤體長(zhǎng)徑/載瘤動(dòng)脈直徑、瘤體高度、動(dòng)脈瘤寬頸、瘤體寬頸/瘤頸寬、瘤體長(zhǎng)度等指標(biāo)，在診斷動(dòng)脈瘤是否破裂方面均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05或P＜ 0.01）。

綜上所述，4D-CTA能在低濃度對(duì)比劑、低輻射劑量的條件下，觀察到顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的靜態(tài)特征（大小、部位、子瘤、形態(tài)等），也能體現(xiàn)動(dòng)脈瘤壁的運(yùn)動(dòng)情況（搏動(dòng)點(diǎn)），使對(duì)異常波動(dòng)點(diǎn)的觀測(cè)成為可能。因此，4D-CTA對(duì)破裂動(dòng)脈瘤的診斷具有重要的臨床意義。