4D-CTA在腦血管疾病診斷中的應(yīng)用進展☆

馬光鑠 劉勇 馮學(xué)泉○☆ 常斌鴿

4D-CTA(4-dimensions-computed tomography angiography)是近年來出現(xiàn)的一種腦血管疾病影像學(xué)檢查技術(shù)，由于其在腦血管疾病診斷領(lǐng)域的突出優(yōu)勢，逐漸成為數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)的非侵入性替代方案，越來越多地用于臨床實踐。現(xiàn)將其在腦血管疾病診斷中的應(yīng)用進展綜述如下。

1 概述

4D-CTA是在常規(guī)電子計算機斷層掃描血管造影（computed tomography angiography,CTA）的基礎(chǔ)上增加一個時間維度參數(shù)，多時相記錄對比劑流入和流出血管的全過程，可依據(jù)時間多次采集腦血管的血流動力學(xué)特征并進行可視化顯示，除常規(guī)CTA所提供的信息外，具有可動態(tài)觀察腦血管及血管性病變的優(yōu)勢[1]。4D-CTA技術(shù)一次檢查即可獲取平掃 CT、CTA、CT灌注成像(computed tomography perfusion,CTP)等數(shù)據(jù)，為臨床提供更多信息，且隨著成像設(shè)備及后處理技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了動態(tài)容積成像，并具有低輻射劑量、低對比劑、高圖像質(zhì)量等優(yōu)點[2]。

2 在腦血管疾病診斷中的應(yīng)用

2.1 急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke,AIS）研究證實機械取栓治療顱內(nèi)大動脈閉塞性AIS優(yōu)于單純藥物治療[3]，提示AIS患者可能擁有個體化的再通時間窗或組織窗。因此，如何篩選出對治療反應(yīng)良好、并發(fā)癥少的AIS患者，擴大受益面，是臨床所面臨的一個關(guān)鍵問題。

CT是AIS首選檢查手段，表現(xiàn)為低密度影，但早期不一定都能顯示低密度改變，其重要作用是排除腦出血[4]。正確篩選AIS行機械取栓治療病例，需要在短時間內(nèi)對顱內(nèi)血管、側(cè)枝循環(huán)及腦組織灌注情況進行進一步的精準(zhǔn)評估。雖然磁共振灌注成像對缺血性病變的敏感性較高，灌注加權(quán)像和彌散加權(quán)成像之間的不匹配依然是缺血半暗帶評判的“金標(biāo)準(zhǔn)”[5]。由于成像速度快、禁忌較少，對于大多數(shù)AIS患者，臨床上采用CTP作為首選的腦灌注檢查方法[6]。4D-CTA一次檢查獲取全腦CTP數(shù)據(jù)，早期發(fā)現(xiàn)缺血灶，結(jié)合冠狀位和矢狀位圖像定位缺血區(qū)，比單純軸位圖像更加精確，三維灌注圖像顯示腦表面的異常灌注更加直觀，尤其對于觀察小面積灌注降低區(qū)更有幫助。通過多方位觀察病灶偽彩圖可幫助判定梗死核心區(qū)的準(zhǔn)確位置，更加準(zhǔn)確地估計梗死核心區(qū)和缺血半暗帶的存在及范圍[7-8]。CTP可以在CT平掃排除腦出血后，再花十余分鐘即可完成對全腦組織血流動力學(xué)和全腦血管的評價，無需搬動患者，縮短了檢查時間，十分有利于臨床對AIS患者進行血管再通治療方式的決斷。同時，全腦覆蓋的4D-CTA具有良好的空間分辨率及時間分辨率，能夠顯示各個時相的血流狀態(tài)，可替代DSA顯示側(cè)枝循環(huán)血管。曹若瑤等[9]對34例AIS患者行4D-CTA檢查成像，發(fā)現(xiàn)與常規(guī)CTA相比，基于4D-CTA對側(cè)枝循環(huán)的評估更加準(zhǔn)確，與臨床預(yù)后的一致性關(guān)系更加密切。KASCHKA[10]等認為4D-CTA不但對側(cè)枝循環(huán)評估更加準(zhǔn)確，對于血栓負荷（clotburden）評估也更為準(zhǔn)確，從而更加有利于制定治療方案和判斷預(yù)后。另外，利用4D-CTA的靜脈末期時相可以準(zhǔn)確區(qū)分頸內(nèi)動脈閉塞或假性閉塞。MUNICH SA等[11]發(fā)現(xiàn)之前CTA顯示的頸內(nèi)動脈閉塞的兩位患者，進行4D-CTA檢查后實際上為假性閉塞；之前CTA顯示的頸內(nèi)動脈頸段閉塞的三位患者，經(jīng)4D-CTA檢查后實際上為頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段閉塞。

2.2 腦動靜脈畸形（cerebral arteriovenous malformation,CAVM）CTA可顯示CAVM的形態(tài)、大小與周圍組織結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系，亦可顯示畸形團的供血動脈或引流靜脈[12]。雖然能夠形成立體圖像，卻仍依賴于靜態(tài)觀察，無法反映同一血流周期中不同時相上供血動脈、畸形團、引流靜脈的狀態(tài)及其與CAVM的結(jié)構(gòu)關(guān)系。4D-CTA的出現(xiàn)則恰好滿足了上述要求，較高的空間分辨率和時間分辨率滿足了動態(tài)反應(yīng)血流的需求。4D-CTA圖像能很好地結(jié)合組織的靜態(tài)圖像和處于動態(tài)的血管組織，可以在任一時間節(jié)點，任一角度觀察測量畸形血管團相對位置，消除某些角度產(chǎn)生的假陽性與假陰性，減少誤診與漏診[13]。其次，CTA成功的關(guān)鍵在于精確計算造影劑的達峰時間及平掃、增強掃描的延遲時間。而4D-CTA操作更容易，無需專門對達峰時間、延遲時間進行評估。再者，全腦動脈容積掃描沒有移動錯層偽影，通過減影，可完全剔除顱骨、腦實質(zhì)、血腫及鈣化等血管外物質(zhì)，去除干擾，得到減影血管圖像，非常簡單精確，尤其是顱底病灶得以清晰顯示[14]。與診斷CAVM的“金標(biāo)準(zhǔn)”DSA相比，4D-CTA診斷CAVM的優(yōu)點在于：①4DCTA是非侵入性檢查，病人的舒適度較高，且方便、快捷，也適合急診和兒科患者，尤其是具有較大血腫需要緊急手術(shù)的患者。圖像可以多方位重建，采用未減影的數(shù)據(jù)可以提示病變與周圍顱骨、腦實質(zhì)的關(guān)系，為手術(shù)提供非常重要的信息[15]。②4D-CTA能在檢出畸形血管的同時顯示顱內(nèi)其他病變，如腦積水或血腫等。利用平板DSA類CT功能也可得到斷層的圖像以顯示顱內(nèi)結(jié)構(gòu)，但無論是密度分辨力還是空間分辨力均比CT低。③4D-CTA可一次性采集所有顱內(nèi)血管，為非選擇性血管成像，有利于觀察CAVM全貌及其與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

IN'T VELD M等[16]通過4D-CTA與DSA檢查數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)4D-CTA對動靜脈分流征的診斷有較高敏感性和特異性，可作為CAVM患者的首選檢查手段。雖然4D-CTA在評估CAVM方面潛力巨大，但仍存在一些缺點和局限性。首先，雖然具有較高的分辨率，但仍不足以準(zhǔn)確診斷管徑細小的異常血管，在確定較小的動脈分支或分支細節(jié)時，其清晰度低于DSA[17]。其次，雖然能同時反應(yīng)來自頸內(nèi)動脈和椎動脈的供血動脈，但是，這也可能會導(dǎo)致血管“擁擠現(xiàn)象”[18]。

2.3 顱內(nèi)動脈瘤（intracranial aneurysm,IA）CTA、DSA是IA檢查的主要手段。CTA可以清晰的顯示顱內(nèi)血管，并能顯示IA的三維形態(tài)和空間關(guān)系、與周圍顱骨關(guān)系，為開顱手術(shù)提供良好方案[19]。3D-DSA目前被視為IA診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以更清晰顯示IA，而且還可以發(fā)現(xiàn)CTA不能發(fā)現(xiàn)的IA。與CTA相比，DSA對頸內(nèi)動脈巖骨段或虹吸段IA具有較高的檢查準(zhǔn)確率，可以更清晰顯示瘤頸、載瘤動脈，IA與周圍血管的三維關(guān)系不受顱骨的影響[20]。另外，利用DSA還可以行血管內(nèi)介入治療。劉俊平等[21]研究發(fā)現(xiàn)，CTA診斷急性破裂IA敏感性91.46%（75/82）、特異性87.50%（7/8）、 準(zhǔn)確性 91.11%（82/90）；3D-DSA 診斷急性破裂 IA敏感性 98.78%（81/82）、 特異性 100.00%（8/8）、 準(zhǔn)確性98.89%（89/90）?？梢?，由于患者躁動、顱內(nèi)壓增高等因素，增加了患者CTA檢查難度，導(dǎo)致未能抓住最佳掃描時期，動脈瘤顯影不佳，存在一定的誤診率及漏診率。4D-CTA完美的解決了上述困難。以東芝320層CT為例[22]，掃描范圍達16 cm，球管旋轉(zhuǎn)一圈僅0.35 s，無需移動即可完成全腦掃描，并實現(xiàn)了全腦動態(tài)容積掃描，多時相圖像能完整記錄對比劑隨血流通過顱腦的全過程，可獲得無污染的單純動脈期相。4D-CTA操作更容易，無需專門對動脈期及靜脈期造影劑的達峰時間、延遲時間進行評估。再者，全腦動脈容積掃描沒有移動錯層偽影，4D-CTA通過容積數(shù)據(jù)進行減影，可完全剔除顱骨、腦實質(zhì)、血腫及鈣化等血管外物質(zhì)，而得到減影血管圖像，非常簡單及精確；去除了骨結(jié)構(gòu)的干擾，使得常常位于顱底的IA病灶得以清晰顯示。另外，4D-CTA可清晰顯示IA術(shù)后有無瘤體殘留、動脈瘤夾及栓塞材料與載瘤血管的關(guān)系。

對于未破裂動脈瘤 （unruptured intracranial aneurysm,UIA）的診斷與評估，4D-CTA也發(fā)揮了其獨特的價值。開顱手術(shù)或介入栓塞治療均可取得良好的治療效果，但各種治療方法均存在一定的風(fēng)險。影像學(xué)如能識別出預(yù)示UIA破裂風(fēng)險的特征，可更加精確的確定何時對UIA進行干預(yù)，對于患者心理以及總體愈后至關(guān)重要。由于4D-CTA是一種可提供血流信息的新型成像技術(shù)，相關(guān)研究已經(jīng)采用閾值化和人工交互方式來觀察、定量測定UIA的形態(tài)變化。研究表明，可以通過觀察UIA瘤壁的異常搏動點和測定UIA體積的變化來評估其破裂風(fēng)險，與其他影像技術(shù)比較，4D-CTA更易篩選出高風(fēng)險UIA，對制定UIA治療決策有重要意義[23-24]。此外，4D-CTA的輻射暴露劑量較常規(guī)CTA減少50%左右[25]，所用造影劑的劑量更少，安全性更高。因此，可以作為IA及UIA的首選無創(chuàng)檢查手段在臨床中進一步推廣。

2.4 其他 由于4D-CTA在顯示腦血管、血流灌注、側(cè)枝循環(huán)等方面的優(yōu)勢，臨床上也將其用于慢性缺血性腦血管病的術(shù)前評估。如動脈嚴重狹窄或閉塞側(cè)枝循環(huán)代償患者處于一種慢性持續(xù)性腦血流低灌注狀態(tài)，很容易發(fā)生失代償，如治療不及時，部分患者可進展為腦梗死。4D-CTA可以獲取腦灌注檢查的各項參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)腦缺血區(qū)的范圍、程度，結(jié)合所示的血管狹窄程度及側(cè)枝循環(huán)情況，為臨床決策提供準(zhǔn)確、客觀的數(shù)據(jù)[26]。另外，有學(xué)者應(yīng)用4DCTA對煙霧病進行的Suzuki分級與DSA具有較強的一致性與相關(guān)性，可作為煙霧病嚴重程度評估的主要手段[27]。

由于4D-CTA可提供全腦動態(tài)血管成像信息，對動靜脈分流征有良好顯示，同樣可用于硬腦膜動靜脈瘺、頸動脈海綿竇瘺等疾病。如4D-CTA克服了CTA難以詳細評估硬腦膜動靜脈瘺所致血液循環(huán)時間的改變（如動脈早期顯影、靜脈動脈化、靜脈流出延遲）等缺點；可直觀顯示引流血管的數(shù)量及方向，提供了DSA所能提供的信息；另外4D-CTA利用動態(tài)減影技術(shù)，不僅可直觀顯示瘺口部位和數(shù)量以及引流靜脈位置、數(shù)量和形態(tài)，并且可顯示靜脈血流方向，從而判斷靜脈引流類型[28]。

一項關(guān)于112例腦出血患者4D-CTA的前瞻性研究中，孫圣軍[29]等發(fā)現(xiàn)30例患者出現(xiàn)“斑點征”，并貫穿于動脈期至靜脈期，其陽性預(yù)測值可達96.3%，遠勝于常規(guī)CTA 22%～77%的陽性預(yù)測值。與傳統(tǒng)CTA相比，4D-CTA對血腫的擴大有更好的預(yù)測價值[30]。另外，對于如顱內(nèi)外血管搭橋、顱內(nèi)動脈支架等腦血管重建術(shù)后的患者[31-32]，4D-CTA同樣可以作為術(shù)后腦血流狀態(tài)評估的重要手段。

3 問題與展望

4D-CTA的空間分辨率一般為0.5 mm，一般可滿足臨床需求，但對于微小病變或細小分支血管的分辨力明顯下降，有時較難判斷貼近病變的供血動脈是否與之相連，從而導(dǎo)致誤斷或漏判。另外，目前4D-CTA僅包含頭部血管，尚未包含頸部及弓上大血管，上述大血管的信息對于腦血管疾病的準(zhǔn)確診斷非常重要。因此，有必要進一步研發(fā)空間分辨率更高的設(shè)備，優(yōu)化射線輻射量、對比劑用量與良好圖像質(zhì)量的沖突，開發(fā)頭頸部聯(lián)合檢查技術(shù)使4D-CTA更貼近臨床需求。相信隨著影像設(shè)備及處理軟件的不斷進步，高質(zhì)量臨床研究的大量開展，4D-CTA技術(shù)必將進一步提升腦血管疾病的無創(chuàng)診斷水平，并指導(dǎo)臨床策略的制定，在腦血管疾病領(lǐng)域展現(xiàn)其獨特的價值。