減少部分顱腦CT 灌注成像掃描期相對急性缺血性腦卒中患者腦灌注參數準確性的影響

馬春寧，馮佩，馬寧，任杰，田瑤，何源青

咸陽市中心醫(yī)院醫(yī)學影像中心，陜西咸陽712000

近年來腦卒中發(fā)病率持續(xù)上升，其中急性缺血性腦卒中（AIS）是最常見的腦卒中類型，占全部腦卒中的60%～80%［1］。AIS 較高的致死、致殘率給患者及社會帶來沉重負擔，早期準確診斷、及時治療可減輕患者后遺癥。顱腦CT 灌注成像（CTP）可以在腦缺血癥狀出現30 min 后即發(fā)現灌注異常，為臨床治療方案的選擇提供了最早、最有價值的信息［2］。但CTP 需要在同一部位反復多次掃描，加大了患者所受輻射劑量。因此，降低CTP的掃描輻射劑量，實現低劑量掃描成為研究熱點。目前，CTP 主要以降低

管電壓及管電流來減少患者所受輻射劑量［3-4］。本研究在患者均已采用較低管電壓及管電流進行CTP的前提下，進一步探討減少部分CTP掃描期相（掃描次數）對AIS 患者腦灌注參數準確性的影響，希望在不影響AIS 診斷的同時盡可能減少患者所受輻射劑量?，F報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經咸陽市中心醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，收集2019年10月—2020年3月咸陽市中心醫(yī)院臨床懷疑AIS 患者。納入標準：①腦卒中發(fā)病時間<8 h；②行CTP 檢查；③具有腦血管疾病臨床表現（偏癱、失語、頭暈、昏迷等）；④無碘制劑過敏史；⑤無嚴重心、腎功能障礙。排除標準：①CT 平掃發(fā)現腦出血；②掃描時有嚴重移動偽影；③腦灌注未見異常改變；④既往有顱腦手術史或腦卒中病史。共收集患者54 例，其中男31 例、女22 例，年齡（68.5 ±12.3）歲?；颊邫z查前均簽署知情同意書。

1.2 CTP 掃描方法 采用GE 256 排Revolution CT進行CTP 檢查，掃描范圍從枕骨下緣至顱頂。掃描參數：探測器寬度160 mm 軸掃，管電壓80 kV，管電流100 mAs，層厚5 mm、層間距5 mm。以5 mL/s 速率注入50 mL 對比劑，延遲5 s 開始掃描，單圈旋轉時間0.5 s。共分為兩部分進行掃描，第一部分為前28.5 s，掃描間隔1.5 s，以最快時間（2.2 s）進行調整后行第二部分獲得掃描；第二部分為后21.5 s，掃描間隔2.5 s；灌注時間總計52.2 s。第一部分獲得15期灌注數據，第二部分獲得8期灌注數據，共獲得23期灌注數據、736幅圖像。

1.3 CTP 掃描期相采集與輻射劑量計算方法 將所有患者CTP 掃描數據傳入AW4.7工作站，將原始全靜脈期相掃描灌注數據（對照組）作為參照標準，分別去除原始灌注數據中40～50 s 之間的數據（實驗1 組）、原始灌注數據28.5 s 后每間隔一期的數據（實驗2組）；實驗1組共去除3期數據、實驗2組共去除4 期數據。見OSID 碼圖1。系統(tǒng)自動生成CT 劑量指數（CTDIvol）及劑量長度乘積（DLP），并計算有效劑量（ED）。ED對照組= k × DLP，k = 0.002 3 mSv/（mGy·cm）；ED實驗組=ED對照組/23 × N實驗組，N 代表實驗組實際掃描次數。

1.4 腦灌注參數獲取方法 將三組灌注數據采用CT perfusion 4D 軟件包去卷積算法進行處理，電腦自動選擇（自動選擇錯誤時允許手動修改）基底動脈作為輸入動脈，上矢狀竇作為輸出靜脈。由同一位醫(yī)生（具有2年以上腦灌注診斷經驗）將輸入動脈及輸出靜脈感興趣區(qū)（ROI）放置于三組的灌注異常區(qū)，手動選擇相同面積的ROI（大病灶250 mm2、小病灶160 mm2），獲得腦灌注參數，包括腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）、平均通過時間（MTT）。ROI 盡量避開腦溝、腦室、血管、鈣化區(qū)，每個灌注異常腦葉均選擇3 個位置測量，且三組數據ROI 位置及面積盡量一致，最終每位患者根據病灶分布及數目可獲得3～12 組數據，總共獲得375 組灌注數據。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS22.0、MedCalc 統(tǒng)計軟件。非正態(tài)分布的計量資料以中位數及四分位數間距［M（P25，P75）］表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；采用組內相關系數（ICC）對實驗組與對照組灌注參數進行組內相關分析、Bland-Altman 進行一致性分析。其中ICC<0.4代表數據相關性較差、0.4≤ICC≤0.6 代表相關性一般、0.6

2 結果

2.1 三組掃描次數與輻射劑量比較 對照組、實驗1 組、實驗2 組掃描次數分別為23、20、19 次，輻射劑量分別為2.15、1.87、1.78 mSV；實驗1 組輻射劑量為對照組的86.9%，實驗2 組輻射劑量為對照組的82.6%。

2.2 實驗組與對照組腦灌注參數比較 實驗1 組MTT 小于對照組（P<0.05），兩組CBF、CBV 比較差異無統(tǒng)計學意義；實驗2組CBF 大于對照組、MTT 小于對照組（P均<0.05），兩組CBV比較差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

表1 實驗組與對照組腦灌注參數比較［M（P25，P75）］

2.3 實驗組與對照組腦灌注參數ICC 組內相關分析結果 實驗1組、實驗2組與對照組各腦灌注參數組內相關性均較強。見表2。

表2 實驗組與對照組腦灌注參數ICC組內相關分析結果

2.4 實驗組與對照組腦灌注參數Bland-Altman 一致性分析結果 實驗2 組與對照組CBF 的Bland-Altman 一致性欠佳；實驗組其余各參數與對照組Bland-Altman一致性均較好。見OSID碼圖2。

3 討論

CT 是一種電離輻射檢查，會產生致癌效應和遺傳效應。研究顯示，降低管電壓、管電流，迭代重建技術的應用及優(yōu)化圖像采樣頻率均能夠達到降低輻射劑量，同時保證圖像質量的目的［5］。本研究采用80 kV 管電壓，符合指南推薦的低劑量掃描（80～120 kV）標準［1］。當管電壓降低至80 kV 時，X 射線的輸出能量接近碘的K 層吸收邊緣，CTP 檢查能夠在降低輻射劑量的同時提高顱內組織的對比增強程度［6-7］。為降低輻射劑量、保證圖像質量及灌注參數值的準確性，本研究采用WINTERMARK 等［8］推薦的100 mAs低管電流進行掃描。

既往研究顯示，去除部分灌注數據對顱腦灌注臨床評估未見明顯差異，但這些研究均未說明準確的時間點，只籠統(tǒng)說明去除部分動脈及靜脈峰值的前后數據［9-10］?；颊哂捎谛墓δ艿纫恍┳陨硪蛩赜绊懀瑒屿o脈峰值期很難界定在某個時間點，臨床上必須先進行小劑量測試，而這樣做會加大患者的射線劑量及對比劑用量。本研究中，兩組實驗組掃描方案均設定了具體的時間點，以便提高臨床可操作性。除嚴重心衰患者外，顱腦動脈峰值期基本在30 s 之前，流入期即動脈期時間間隔要求較短，流出期即靜脈期間隔可以適當延長。中國腦血管病影像指導手冊［1］指出：動脈期采集時間1 s、間隔1 s即2 s灌注一次。對照組動脈期為保證灌注參數的準確性，采用較為密集的2 s灌注一次方案，為降低輻射劑量我們加大了靜脈期的掃描間隔即3 s灌注一次，減少了灌注次數，且不影響灌注參數準確性。實驗1 組嘗試是否能在對照組基礎上縮短靜脈期灌注時間，增加12 s 之后的第三部分灌注數據采集，前兩部分灌注時長為40.2 s，是為了確保灌注參數的準確性，而部分患者40.2 s之后靜脈流出期未結束，我們在52.2 s時采集一次，完成第三部分數據采集，對整個數據起到一個補充。實驗2 組的方案為原始掃描方案的延伸，我們想驗證一下是不是可以進一步加大靜脈期掃描間隔。

目前國內外對于各灌注參數評估核心梗死區(qū)和缺血半暗帶的標準尚不統(tǒng)一。多數研究認為［11-12］，①核心梗死區(qū)：CBV 絕對值<2.0 mL/100 g，或患側腦組織與正常側腦組織的腦血流量（CBF）比值<30%；②缺血半暗帶區(qū)：患側腦組織與正常側腦組織平均通過時間（MTT）比值>145%。缺血半暗帶的判斷也可沿用傳統(tǒng)的不匹配模型進行判斷，其中有一種為CBF 與CBV 不匹配區(qū)域，該方法的缺點是有可能高估缺血半暗帶范圍。腦灌注的核心就是判斷缺血半暗帶的存在與否，以便幫助臨床及時準確制定治療方案。周瑞臣等［13］提出不同的顱腦灌注掃描方式得到的灌注參數不同，尤其以MTT 及CBF 更為顯著，但CBV 的影響不大，與本研究得出的結果相似。MTT、CBF 受注射速率、對比劑濃度及患者心功能等影響較大，不應以單純數值的絕對值來判斷缺血程度，可采用與對側腦組織的比值來判斷，其準確性可能更高。

本研究顯示，實驗1組與對照組比較，CBF、CBV不存在統(tǒng)計學差異，利用傳統(tǒng)不匹配模型能較好判斷缺血半暗帶的存在。有學者提出CBF 值及CBV值是CTP 參數中非常重要的參數，二者的關系反映了腦缺血的程度及腦循環(huán)的代償能力［14］。實驗1組與對照組MTT 存在統(tǒng)計學差異，其原因可能為人工測量灌注異常區(qū)時較難做到兩次測量范圍及位置完全一致，且MTT 數值的絕對值較小。兩組存在較好的組內相關性及一致性，提示實驗1 組方案可較好判斷缺血半暗帶的存在。由上可見，雖然實驗1 組與對照組之間MTT 存在統(tǒng)計學差異，但其各灌注參數對臨床腦組織血流情況的判斷與對照組比較未見明顯差異，且該方案的輻射劑量在原有較低劑量基礎上降低了13.1%，可以代替對照組掃描方案。KASASBEH 等［15］研究結果顯示，將采集時間降低至32.7 s，灌注圖像仍可滿足診斷需求，從另一方面反映了該方案的可行性。

實驗2 組與對照組比較，CBF、MTT 存在統(tǒng)計學差異，兩組之間有較好的組內相關性，但CBF 的Bland-Altman 一致性欠佳。CBF 值可判斷核心梗死區(qū)，MTT 值可對腦缺血程度進行評價，兩者與對照組比較出現差異，則對缺血半暗帶的判斷也會存在偏差，實驗2 組方案對臨床腦組織血流情況的判斷存在不準確性。GOH 等［16］研究顯示，如果采樣的間隔>3 s 會影響圖像質量而使診斷準確率顯著降低。實驗2 組在28.5 s 后掃描間隔為6 s，可能是灌注參數對腦組織血流情況評價不準確的原因。盡管實驗2 組的射線劑量明顯降低，但對臨床腦功能的評估存在偏差，故不建議代替對照組應用于臨床。

綜上所述，減少灌注40～50 s 掃描期像的方案在低劑量掃描的基礎上降低了13.1% 的輻射計量，且與全靜脈期相掃描在腦灌注參數的相關性和一致性較好，有較高準確性，可作為低輻射CTP方案應用于臨床。但本研究存在以下局限性：①測量灌注異常區(qū)時未區(qū)分核心梗死區(qū)與缺血半暗帶，僅對參數間的差異進行了統(tǒng)計，后期將對缺血區(qū)范圍的判斷做進一步分析；②本研究對于嚴重心力衰竭、代謝明顯延緩等對比劑到達腦組織時間較晚的患者腦組織血流情況的判斷可能存在偏差。