能譜純化技術(shù)在雙能量CTA 診斷顱內(nèi)動脈瘤中的可行性

楊 斌，杜 偉，段文帥

（大理大學第一附屬醫(yī)院放射科，云南大理 671000）

顱內(nèi)動脈瘤（Intracranial aneurysms）是顱內(nèi)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(fā)性蛛網(wǎng)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(shù)或介入栓塞治療具有重要意義。X 線數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）是診斷顱內(nèi)動脈瘤的“金標準”，然而，DSA 是一種有創(chuàng)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(shù)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(zhì)，從而能很好地顯示顱底及頸內(nèi)動脈虹吸段動脈瘤，結(jié)合多種后處理技術(shù)，提高了早期診斷顱內(nèi)動脈瘤的準確性[1-2]。而第三代雙源CT 則開發(fā)了諸多降低輻射劑量及改善圖像質(zhì)量的軟件，如能譜純化技術(shù)（selected photon shield，SPS），高級模擬迭代重建（advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE）技術(shù)等，目前已有將上述新技術(shù)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(shù)用于CTA診斷顱內(nèi)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(shù)的雙能量CTA 掃描技術(shù)用于顱內(nèi)動脈瘤的診斷中，并與DSA 對照，旨在評價其在顱內(nèi)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(yī)院臨床疑似為顱內(nèi)動脈瘤的患者82例，納入標準為經(jīng)具有能譜純化技術(shù)的DE-CTA掃描，并在1 周內(nèi)行DSA 造影檢查或介入治療的患者。排除標準為未經(jīng)具有能譜純化技術(shù)的DE-CTA 掃描或雖經(jīng)具有能譜純化技術(shù)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(xiàn)以突發(fā)性頭痛為首發(fā)癥狀56例，伴惡心嘔吐27 例，昏迷20 例；以頭暈為首發(fā)癥狀11 例；長期間斷頭痛15 例，其中49 例患者并發(fā)有SAH，4 例患者曾患SAH；腦內(nèi)血腫3例，DE-CTA 及DSA 檢查均為陰性者14 例。

1.2 設(shè)備與掃描參數(shù)

本研究采用德國Siemens Force 雙源CT 機進行掃描?；颊哐雠P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(jīng)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(fā)掃描，監(jiān)測平面或感興趣區(qū)（region of interest，ROI）定于主動脈弓部，觸發(fā)閾值定為100 Hu，延時4 s 開始自動由足側(cè)向頭側(cè)順血流方向掃描，掃描時間6 s 左右。掃描參數(shù)如下：使用能譜純化技術(shù)，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(zhuǎn)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(guī)一側(cè)股動脈插管行雙側(cè)頸內(nèi)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(jīng)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(guī)攝正位片、側(cè)位片，懷疑動脈瘤，特別是動脈瘤的輪廓與周圍血管關(guān)系不清者加攝傾斜位或旋轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)同時調(diào)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(xiàn)（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(tǒng)計學處理

應用SPSS 統(tǒng)計軟件包進行分析。以DSA 或介入治療為金標準，以病例數(shù)和動脈瘤個數(shù)為分析單位，計算CTA 診斷顱內(nèi)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(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 雙能量CTA 檢出顱內(nèi)動脈瘤的價值

82 例經(jīng)雙能量CTA 及DSA 檢查的病例中，68例證實為顱內(nèi)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(fā)）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(nèi)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(nèi)動脈瘤的部位及數(shù)量的比較[例（個數(shù)）]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(tài)表現(xiàn)的對照

根據(jù)動脈瘤與載瘤動脈的關(guān)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(tài)表現(xiàn)的對照（個數(shù)）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(guān)性

82 例病例中雙能量CTA 檢出了68 例72 個顱內(nèi)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(jié)果顯示，雙能量CTA 對動脈瘤體長短軸和瘤頸寬度的測量結(jié)果與DSA 測量結(jié)果差異無統(tǒng)計學意義（表3、圖1、圖2）。

表3 DE-CTA 與DSA 對測量顱內(nèi)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(nèi)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(shù)前及術(shù)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(shù)前及術(shù)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(nèi)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(fā)于腦動脈畸形、顱內(nèi)血管發(fā)育異常及腦動脈閉塞等疾患。顱內(nèi)動脈瘤好發(fā)于顱底的Willis’動脈環(huán)分叉處及其主要分支，是常見的顱底血管性病變[7]。主要發(fā)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(nèi)動脈瘤及時正確的診斷是極為重要的。DSA 是顱內(nèi)動脈瘤診斷的金標準，其通過直接行雙側(cè)頸內(nèi)動脈及椎動脈的全腦血管造影，顱腦動脈血管內(nèi)對比劑濃度高，空間分辨力高，圖像清晰，可以動態(tài)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(chuàng)檢查技術(shù)，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(shù)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(fā)動脈瘤再次破裂出血、腦梗死、昏迷及穿刺部位血腫等并發(fā)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(guān)系，只能使用血管外部形態(tài)及內(nèi)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(chuàng)、便捷和準確率高等優(yōu)勢已成為診斷顱內(nèi)動脈瘤的首選檢查方法[9-10]。雙源CT 雙能量技術(shù)主要利用相互垂直的2 個X 線球管發(fā)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(zhì)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(jié)構(gòu)中的血管，從而去除骨性結(jié)構(gòu)，并且能鑒別出所掃描組織和物質(zhì)的密度，從而獲得超出于形態(tài)學范疇的特定細節(jié)[13]。而第三代雙源CT 具有的能譜純化技術(shù)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(zhì)的識別能力。能譜純化技術(shù)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(shù)的雙能量CTA 與DSA 對顱內(nèi)動脈瘤診斷的對比研究發(fā)現(xiàn)，盡管對于一些多發(fā)且直徑＜3 mm 的顱內(nèi)動脈瘤敏感性較低，但具有能譜純化技術(shù)的CTA 掃描技術(shù)對顯示動脈瘤數(shù)目、部位、形態(tài)、瘤頸和瘤體的大小的準確性較高，與DSA 比較對顱內(nèi)動脈瘤有較高的檢出率及診斷符合率，同時能保證圖像質(zhì)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(shù)的雙能量CTA 掃描技術(shù)對顱內(nèi)動脈瘤的診斷中，保證了圖像質(zhì)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(shù)的雙能量CTA 掃描技術(shù)對顱內(nèi)動脈瘤診斷準確性進行比較，也未對能譜純化技術(shù)對圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響進行分析，有待進一步研究。

CTA 技術(shù)具有無創(chuàng)、快速、簡便和相對經(jīng)濟等優(yōu)點，具有能譜純化技術(shù)的雙能量CTA 技術(shù)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(zhì)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(nèi)動脈瘤篩查及診斷的一種無創(chuàng)的精準檢查手段。