99Tcm-雙半胱乙酯單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)-計(jì)算機(jī)斷層掃描腦血流灌注顯像結(jié)合NeuroGam軟件評(píng)估煙霧病手術(shù)療效

樓菁菁 劉 壯 周雨菁 徐 斌 王淵愷 劉從進(jìn) 劉 淼 劉興黨

煙霧病(moyamoya disease，MMD)是一種起因不明的慢性進(jìn)行性腦血管疾病，可導(dǎo)致腦出血或腦缺血事件發(fā)生。因此， 準(zhǔn)確評(píng)估MMD患者腦血流灌注情況對(duì)選擇合適的治療方式和判斷預(yù)后尤為重要,99Tcm-雙半胱乙酯(99Tcm-ECD)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(SPECT)-CT可提供腦血流灌注信息， 具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。本研究應(yīng)用NeuroGam軟件對(duì)MMD患者手術(shù)前后腦血流灌注情況進(jìn)行定性和定量分析，評(píng)估手術(shù)療效。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象簽署知情同意書。選擇2013年1月—2018年6月于復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科行顳淺動(dòng)脈-大腦中動(dòng)脈分支吻合術(shù)聯(lián)合腦-硬腦膜-顳肌血管融合術(shù)(STA-MCA+EDMS)的MMD患者(MMD組)72例，男32例、女40例；年齡11～64歲，平均年齡為(40±12)歲；術(shù)前發(fā)生腦出血29例，有明顯肢體乏力41例，自述記憶力下降35例，頭痛、視力模糊、失語、癲疒間發(fā)作38例，伴動(dòng)脈瘤2例，伴甲狀腺功能減低1例。MMD組納入標(biāo)準(zhǔn)：雙側(cè)MMD，符合2012年日本MMD診斷治療指南；經(jīng)數(shù)字減影血管造影(DSA)檢查確診為MMD；DAS檢查顯示頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)末端或大腦前動(dòng)脈(ACA)和(或)大腦中動(dòng)脈(MCA)起始部狹窄或閉塞；DSA動(dòng)脈期在狹窄或閉塞的血管附近出現(xiàn)異常腦血管網(wǎng)。MMD組排除標(biāo)準(zhǔn)：由全身系統(tǒng)性疾病(如動(dòng)脈硬化、鐮狀細(xì)胞性貧血、放射治療后等)產(chǎn)生的煙霧現(xiàn)象；單側(cè)煙霧綜合征。另選取同期在復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院行體格檢查者(對(duì)照組)10名，男6名、女4名，年齡18～62歲，平均年齡為(47±14)歲。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：無腦血管病病史；廣泛性焦慮障礙量表(GAD-7)評(píng)分<5分；患者健康問卷抑郁量表(PHQ-9)評(píng)分<5分[1]；行頭顱CT和(或)MRI檢查，排除影響腦部供血的疾病。

1.2 顯像劑和SPECT-CT質(zhì)量控制99Tcm-ECD由上海欣科醫(yī)藥有限公司提供，放射化學(xué)純度>95%。研究前Hoffman腦三維模型(Model No. 9000 IAEA提供)SPECT-CT顯像質(zhì)量控制合格。

1.3 SPECT-CT圖像采集和圖像處理 MMD組術(shù)前均行99Tcm-ECD SPECT-CT腦掃描，并完成美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(NIHSS)中的相關(guān)體格檢查，術(shù)后隨訪3～12個(gè)月內(nèi)再次行99Tcm-ECD SPECT-CT腦掃描。對(duì)照組亦行99Tcm-ECD SPECT-CT腦掃描。靜脈注射99Tcm-ECD 30 mCi后10～15 min患者處于安靜狀態(tài)，避免言語和活動(dòng)，佩戴墨鏡封閉視力，顯像時(shí)室內(nèi)光線調(diào)暗。應(yīng)用雙探頭SPECT-CT顯像儀(SIEMENS Symbia T16)，配備低能高分辨準(zhǔn)直器(LEHR)。采集矩陣為128×128，能峰為(140±15) keV，窗寬為±20%。采集模式：放大倍數(shù)為1.23，探頭各旋轉(zhuǎn)180°，2.8(°)/幀，每幀采集閃爍點(diǎn)80千計(jì)數(shù)，共采集128幀圖像，采集時(shí)間約30 min，探頭自動(dòng)貼近。

1.4 核素顯像定量 將MMD組99Tcm-ECD SPECT-CT腦掃描圖像上根據(jù)擬手術(shù)大腦半球分為手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)，將手術(shù)側(cè)圖像與對(duì)照組同側(cè)大腦半球(即對(duì)照組手術(shù)側(cè))圖像比較，手術(shù)對(duì)側(cè)圖像與對(duì)照組另一側(cè)大腦半球(即對(duì)照組手術(shù)對(duì)側(cè))圖像比較。選擇擬行手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)的ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、椎動(dòng)脈供血區(qū)，雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、小腦、尾狀核、殼核和丘腦作為本研究的感興趣區(qū)(ROI)，應(yīng)用NeuroGam軟件通過量化ROI的平均像素值和標(biāo)準(zhǔn)差得到以上ROI基于統(tǒng)計(jì)圖譜的像素分割值。每個(gè)ROI的平均像素值，以整個(gè)實(shí)體中最大像素值的百分比表示，得到擬行手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)的ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、椎動(dòng)脈供血區(qū)，雙側(cè)額葉、頂葉、顳葉、枕葉、小腦、尾狀核、殼核和丘腦，共計(jì)22個(gè)ROI的像素值以表示各腦區(qū)的血流灌注值。分別于手術(shù)前測(cè)定并比較兩組擬行手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)各腦區(qū)的血流灌注值，分別于手術(shù)前后測(cè)定并比較MMD組擬行手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)各腦區(qū)的血流灌注值。NeuroGam軟件可使用不同顏色(color bar)標(biāo)注的腦血流三維圖像顯示大腦皮層和皮層下結(jié)構(gòu)的血流灌注情況。

1.5 視覺評(píng)判 由兩位以上有經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)科醫(yī)師(至少1位為主任醫(yī)師)單獨(dú)閱片，仔細(xì)觀察腦血流和腦代謝顯像的各斷層放射性分布情況，如某一ROI在3個(gè)斷層方向和連續(xù)2個(gè)層面以上較對(duì)側(cè)的放射性明顯低、缺損或增高,診斷為異常腦血流灌注病灶。

2 結(jié) 果

2.1 MMD患者手術(shù)前后99Tcm-ECD SPECT-CT圖像 術(shù)前SPECT斷層圖顯示，右側(cè)額葉、雙側(cè)部分頂葉和左側(cè)丘腦血流灌注低；CT顯示輕微相應(yīng)基底節(jié)病灶。術(shù)后SPECT斷層圖顯示，右側(cè)額葉和左側(cè)丘腦有輕微的血流改善，但不明顯；CT顯示右側(cè)顱骨手術(shù)后的改變。見圖1。

2.2 兩組手術(shù)側(cè)和手術(shù)對(duì)側(cè)各腦區(qū)血流灌注值比較 MMD組手術(shù)側(cè)ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、椎動(dòng)脈供血區(qū)、額葉、頂葉、顳葉、尾狀核、殼核、丘腦的血流灌注值均顯著低于對(duì)照組手術(shù)側(cè)(P值<0.01、0.05)，枕葉、小腦的血流灌注值與對(duì)照組手術(shù)側(cè)的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。MMD組手術(shù)對(duì)側(cè)ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、額葉、頂葉、小腦的血流灌注值均顯著低于對(duì)照組手術(shù)對(duì)側(cè)(P值<0.01、0.05)，椎動(dòng)脈供血區(qū)、顳葉、枕葉、尾狀核、殼核、丘腦的血流灌注值與對(duì)照組手術(shù)對(duì)側(cè)的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。見表1。

A 術(shù)前SPECT圖像 B 術(shù)前CT圖像 C 術(shù)后SPECT圖像 D 術(shù)后CT圖像圖1 MMD患者手術(shù)前后99Tcm-ECD SPECT-CT圖像

組別N部位ACA供血區(qū)MCA供血區(qū)椎動(dòng)脈供血區(qū)額葉頂葉MMD72手術(shù)側(cè)50.956±4.658①51.381±4.753①56.397±5.762②52.153±4.709①55.197±6.295①手術(shù)對(duì)側(cè)52.511±4.385①53.963±3.907②58.133±5.17854.281±4.199①57.607±4.679②對(duì)照10手術(shù)側(cè)55.970±2.87157.430±3.12560.280±2.40857.920±2.89061.090±2.590手術(shù)對(duì)側(cè)56.500±2.71057.270±2.94859.870±1.80358.080±2.82761.210±2.217組別部位顳葉枕葉尾狀核殼核丘腦小腦MMD手術(shù)側(cè)50.492±5.153①63.794±7.90436.899±8.478①49.989±7.436②46.124±6.937②58.775±4.073手術(shù)對(duì)側(cè)52.869±3.96566.225±6.53038.911±7.98351.860±5.60848.308±5.73857.693±5.158②對(duì)照手術(shù)側(cè)55.720±3.24768.050±4.02144.750±5.04755.560±4.58550.990±3.01161.090±3.844手術(shù)對(duì)側(cè)54.750±3.11069.090±2.90142.370±5.14853.380±3.21550.840±4.08761.780±4.582

與對(duì)照組同側(cè)比較：①P<0.01,②P<0.05

2.3 MMD患者手術(shù)前后各腦區(qū)血流灌注值比較 術(shù)后MMD患者肢體乏力均明顯改善。MMD患者手術(shù)后ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、額葉、頂葉、顳葉、尾狀核、殼核的血流灌注值均顯著高于手術(shù)前(P值<0.01、0.05)，椎動(dòng)脈供血區(qū)、枕葉、丘腦、小腦的血流灌注值與手術(shù)前的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)。見圖2、表2。

2.4 MMD患者手術(shù)前后各腦區(qū)視覺評(píng)判法和NeuroGam軟件評(píng)估的病灶數(shù)比較 MMD患者手術(shù)前后NeuroGam軟件評(píng)估額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)和小腦的病灶數(shù)均顯著多于視覺評(píng)判(P值均<0.01)。見表3。

A 術(shù)前SPECT NeuroGam軟件腦血流三維圖 B 術(shù)后SPECT NeuroGam軟件腦血流三維圖 C 為上述圖A與圖B通過減影得到，顯示手術(shù)側(cè)血流灌注明顯增加(黃色、紅色表示血流增加明顯)圖2 MMD患者手術(shù)前后SPECT NeuroGam軟件腦血流三維圖像(右側(cè)視圖)

時(shí)間ACA供血區(qū)MCA供血區(qū)椎動(dòng)脈供血區(qū)額葉頂葉顳葉手術(shù)前50.956±4.658①51.381±4.753①56.397±5.76252.153±4.709①55.197±6.295①50.492±5.153①手術(shù)后52.363±4.64153.242±4.50257.047±5.37353.536±4.78056.736±5.80752.482±4.956時(shí)間枕葉尾狀核殼核丘腦小腦手術(shù)前63.794±7.90436.899±8.478②49.989±7.436①46.124±6.93758.775±4.073手術(shù)后64.583±7.41738.453±8.83652.301±7.02445.415±6.59358.153±4.340

與手術(shù)后比較：①P<0.01,②P<0.05

表3MMD患者手術(shù)前后各腦區(qū)視覺評(píng)判和NeuroGam軟件評(píng)估的病灶數(shù)比較 (N=72，n)

與手術(shù)前視覺評(píng)判比較：①P<0.01。與手術(shù)后視覺評(píng)判比較：②P<0.01

3 討 論

MMD患者常存在缺血性改變，直接血管重建術(shù)可以迅速增加血管內(nèi)血流，改善缺血腦組織的血供；間接血管重建術(shù)的操作簡(jiǎn)單，有助于術(shù)后自發(fā)生成血管吻合，改善腦室周圍煙霧狀的側(cè)支循環(huán)[2]。本研究中的MMD患者均行STA-MCA+EDMS，即直接血管重建術(shù)與間接血管重建術(shù)兩種術(shù)式相結(jié)合，該手術(shù)方式可顯著提高M(jìn)MD患者的治愈率；術(shù)后MMD患者神經(jīng)功能缺損癥狀和短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)的發(fā)生率顯著降低；相應(yīng)腦區(qū)血流灌注增加，可減輕患者臨床癥狀，改善患者認(rèn)知功能受損情況。因此，靈敏度高的定量分析技術(shù)對(duì)研究缺血性疾病尤為重要。應(yīng)用NeuroGam軟件自動(dòng)分析SPECT腦血流灌注圖像，采用定量分析方法，根據(jù)SPECT-CT所獲得的功能性數(shù)據(jù)與參考模版(Talairach圖)之間配準(zhǔn)，依據(jù)動(dòng)脈環(huán)、Broadmann分區(qū)等對(duì)患者腦組織圖像進(jìn)行定量分析，并將SPECT所得結(jié)果與正常或疾病數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行比較[3-5]。應(yīng)用該軟件進(jìn)行圖像后處理可得到可視化大腦皮層和皮層下核團(tuán)在不同斷面的圖像、大腦皮層的三維圖像，以及不同層面灌注的定量值[6]。使用數(shù)據(jù)相減功能，對(duì)同一患者手術(shù)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，圖像上可直觀可視化顯示的腦血流灌注增加或減少，得到相應(yīng)腦區(qū)的血流灌注值。

本研究采用NeuroGam定量分析法對(duì)MMD患者手術(shù)前后血流灌注值改變情況進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，術(shù)后ACA供血區(qū)、MCA供血區(qū)、額葉、頂葉、顳葉、尾狀核、殼核的血流灌注值均顯著高于術(shù)前；NeuroGam軟件評(píng)估額葉、頂葉、顳葉、枕葉、丘腦、基底節(jié)區(qū)和小腦的病灶數(shù)均顯著多于視覺評(píng)判。本研究未發(fā)現(xiàn)明顯術(shù)后血流高灌注綜合征患者，考慮血流灌注增加可能與術(shù)后高灌注現(xiàn)象無關(guān)。

So等[7]研究結(jié)果表明，MMD患兒術(shù)后使用99Tcm-ECD SPECT腦顯像和乙酰唑胺負(fù)荷試驗(yàn)?zāi)XSPECT顯像可較好地判斷其臨床預(yù)后，腦血管反應(yīng)性顯著降低的患兒預(yù)后較差。乙酰唑胺負(fù)荷試驗(yàn)?zāi)XSPECT的顯像過程操作復(fù)雜、不可控風(fēng)險(xiǎn)較大，從而限制其在臨床的應(yīng)用。99Tcm-ECD的SPECT顯像中采用線性算法，可無創(chuàng)性計(jì)算局部腦血流(rCBF)絕對(duì)值，從而定量分析MMD缺血狀況[8-10]。

綜上所述，NeuroGam軟件可提供了一種定量和定性方法對(duì)MMD患者手術(shù)前后腦血流灌注情況進(jìn)行分析，并與傳統(tǒng)視覺評(píng)判相比，其對(duì)腦血流灌注病灶的評(píng)估更加靈敏，是一種有效評(píng)估MMD手術(shù)效果的方法。