頭顱CTA血管分析軟件（VA)在顱內(nèi)小及微小動脈中的應(yīng)用價值

沈 君 胡榮勝 孫劍波 武 剛 詹青霞

近年來，自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血（spontaneous subarachnoid hemorrhage）患者有增加趨勢，腦動脈瘤破裂是引起自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血最常見和最主要的原因，死亡率高達25%～60%［1］，存活者約50%因致殘而生活不能自理［1］。腦動脈瘤通常發(fā)生于Willis環(huán)，以前交通動脈瘤最多，約占44.23%［2］；其次為頸內(nèi)動脈（internal carotid artery，ICA）、后交通動脈、大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）及大腦前動脈（anterior cerebral artery，ACA）；大腦后動脈（posterior cerebral artery，PCA）、基底動脈（basilar artery，BA）發(fā)病率較低。因此，盡早發(fā)現(xiàn)和準確診斷對于動脈瘤破裂引起的蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的治療而言，是挽救其生命、提高其生活質(zhì)量的關(guān)鍵。

數(shù)字減影血管造影 （digital subtraction ngiography，DSA）在以往被視為診斷動脈瘤的“金標準”［3］，近年來，隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，頭顱CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）因其無創(chuàng)、快捷、費用相對低廉及圖像后處理功能強大等優(yōu)點而逐漸成為臨床顱內(nèi)血管病變診斷的首選［4］。然而，由于顱骨的遮擋及顱內(nèi)血管走行扭曲，顱骨附近的動脈瘤CTA常規(guī)三維重建容易漏診［5］。CTA血管分析軟件（vessel analysis software，VA）是隨著多層螺旋CT心臟冠狀動脈CTA血管分析的需求而發(fā)展出的一種血管分析手段［6］，能將迂曲的血管展開在同一個平面上，并以血管腔中央為中心360°旋轉(zhuǎn)血管腔及血管壁而構(gòu)成2D圖像，對顯示血管壁斑塊大小、性質(zhì)及血管腔狹窄或測量擴張程度等效果良好［7］。本文擬將VA應(yīng)用于顱內(nèi)小及微小腦動脈瘤的診斷，結(jié)合常規(guī)三維重建技術(shù)以更清楚地顯示動脈瘤位置、形態(tài)、數(shù)目、動脈瘤體、瘤頸及載瘤動脈的關(guān)系及動脈瘤頸的寬窄等細微結(jié)構(gòu)的情況，為臨床治療過程中支架或者球囊等輔助手段的使用與否及其栓塞治療效果的評估提供參考，探討其對顱內(nèi)小及微小動脈瘤診斷的臨床意義。

方 法

1. 臨床資料

收集2018年1月—2019年1月因蛛網(wǎng)膜下腔出血在我院接受DSA檢查和治療并明確診斷為小動脈瘤（直徑均小于5 mm）破裂出血患者的臨床資料，對其常規(guī)頭顱CTA圖像進行回顧性分析。共納入37例患者，其中男20例，女17例，年齡20～86歲，平均（55.3±16.3）歲。DSA共發(fā)現(xiàn)并確診44個小動脈瘤（3例多發(fā)，1例DSA術(shù)后），其中直徑1～3 mm微小動脈瘤23例，3～5 mm小動脈瘤21例；11例位于大腦前動脈，11例位于大腦中動脈，4例位于大腦后動脈，8例位于Willis環(huán)，8例位于頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段，1例位于基底動脈。小動脈瘤分布情況詳見表1。

表1 小及微小血管瘤分布情況（DSA檢查結(jié)果）

2.DSA檢查方法

應(yīng)用美國GE數(shù)字平板C型臂Innova 3100-IQ心血管成像系統(tǒng)，局麻下對股動脈進行穿刺、插管，予以常規(guī)正側(cè)位椎動脈和頸內(nèi)動脈2D-DSA，注射370 mgI/ml非離子型對比劑碘帕醇，椎動脈注射總量為7 ml，速率為4 ml/s，頸總動脈注射總量為8 ml，速率為l5 ml/s。

3.CTA檢查方法

使用GE Lightspeed 64層螺旋CT掃描儀，連續(xù)容積掃描。主要掃描參數(shù)：探測器寬度20 mm，管電壓120 kV，管電流250 mA，螺距0.5，層厚0.625 mm，球管環(huán)周時間0.4 s/r，矩陣512×512；增強掃描使用Ulrich Medical（XD2001）高壓注射器，BDIntimaⅡ20G-22G密閉式靜脈留置針，經(jīng)前臂靜脈團注碘普羅胺（優(yōu)維顯，370 mgI/ml，60 ml，4～5 ml/s），以主動脈弓為監(jiān)測層面，并根據(jù)經(jīng)驗法設(shè)置掃描延遲時間（10～16 s）及啟動閾值（120 HU）；掃描范圍從Cl椎體至顱頂，獲取常規(guī)CTA原始圖像，所有檢查數(shù)據(jù)進行重建處理。

4. 圖像處理及診斷

所有CTA原始圖像傳至ADW4.5工作站，使用volume模式對圖像進行后處理，對照組采用包括容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及多平面重建（multiplanar reconstruction，MPR）等常規(guī)后處理，試驗組采用常規(guī)后處理技術(shù)+VA，采用盲法，每組分別由2名高年資的影像科醫(yī)生進行獨立圖像后處理及閱片，并記錄（包括定位、定性診斷和病變大小測量）。

5. 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)以DSA結(jié)果為“金標準”，確定診斷性試驗結(jié)果（陽性、陰性）。采用SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計分析。用百分比表示計數(shù)資料（采用χ2檢驗），P＜0.05為組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.頭顱CTA圖像經(jīng)不同后處理的影像特點

CTA常規(guī)后處理VR能根據(jù)表面成像顯示流體形態(tài)，MIP顯示壁內(nèi)鈣化情況，VA將扭曲血管以2D形式展開，并可根據(jù)需求360°充分顯示壁內(nèi)結(jié)構(gòu)及鄰近結(jié)構(gòu)關(guān)系（圖1）。

圖1 蛛網(wǎng)膜下腔出血病例（男，38歲）頭顱CTA經(jīng)不同后處理及DSA影像

2.常規(guī)后處理與常規(guī)后處理+VA診斷的結(jié)果比較

對照組采用VR、MIP及MPR等常規(guī)后處理技術(shù)，試驗組采用常規(guī)后處理技術(shù)+VA，其診斷結(jié)果如表2所示。

表2 不同后處理技術(shù)診斷結(jié)果

44個小及微小動脈瘤（直徑5 mm以下瘤體），對照組經(jīng)CTA常規(guī)后處理技術(shù)診斷出38個，其檢出率為86.36%，特異度為100%，與DSA診斷結(jié)果比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，表3）；試驗組經(jīng)CTA常規(guī)后處理+VA技術(shù)診斷出43個，其檢出率為97.73%，特異度為100%，與DSA診斷結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計意義（P＞0.05，表3）。對照組與試驗組診斷結(jié)果比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05，表3）。

討 論

顱內(nèi)動脈瘤是指腦動脈壁的異常膨出部分，動脈瘤大部分為先天性動脈瘤，高發(fā)年齡為30～60歲［8］，其中約有80%的顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生于顱底動脈環(huán)前半部。一般直徑＜5 mm者為小動脈瘤，而＜3 mm者為微小動脈瘤。顱內(nèi)動動脈瘤破裂是引起自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的首要因素之一［9］，且起病急，可出現(xiàn)腦膜刺激征、精神失常、意識障礙、劇烈頭痛和惡心嘔吐。迅速診斷對于動脈瘤的早期治療、風(fēng)險預(yù)測評估及挽救患者生命安全至關(guān)重要。目前，CTA已成為顱內(nèi)動脈瘤破裂的首選檢查方式，其具有無創(chuàng)、經(jīng)濟快捷、診斷準確等優(yōu)越性，對于大血管瘤診斷的準確度、靈敏度及特異度都很高。其對于直徑5 mm以下的小血管瘤的靈敏度略遜，顱內(nèi)血管的極度扭曲、破裂出血的血管痙攣等均使得小血管瘤的診斷假陽性率、假陰性率較高［10］。本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)后處理VR對顯示血管外表面形態(tài)較敏感，但是假陽性率也較高，特別是遇到扭曲的血管，容易誤認為是凸起的血管壁。MIP對血管壁鈣化情況顯示較好，三維MPR有助于其鑒別，顯示腔內(nèi)情況及周圍空間結(jié)構(gòu)，但是對于扭曲血管顯示有局限性。本組研究中，對照組陽性檢出率為86.36%，其中直徑小于3 mm的微小血管瘤漏診約21.74%，直徑3～5 mm的小血管瘤漏診約4.76%。漏診的原因主要是瘤體太小，且與動脈瘤位于血管扭曲、分叉處等特殊部位有關(guān)。VA起初用于螺旋CT心臟冠狀動脈CTA血管分析，其操作與曲面重建相似，但功能更為強大，主要表現(xiàn)在血管分析性能方面，VA即能智能跟蹤選定節(jié)段的血管，將其展開在同一個平面上，并可以血管腔中央為中心360°旋轉(zhuǎn)顯示血管腔及血管壁的2D圖像。近年來，有學(xué)者將VA應(yīng)用于體部血管分析，如顱內(nèi)動脈、頸動脈和椎動脈硬化斑塊及狹窄程度的分析等，并取得良好的效果［11］，VA能剔除鄰近血管、骨質(zhì)的干擾，分析其血管腔、血管壁的細微結(jié)構(gòu)，更清楚地顯示動脈瘤體大小、瘤頸寬窄、與載瘤動脈的關(guān)系以及了解支架術(shù)后等腔內(nèi)細微結(jié)構(gòu)，特別是對于細小迂曲腦動脈，其診斷及鑒別診斷效果明顯優(yōu)于其他常規(guī)后處理技術(shù)。本組研究中，試驗組直徑3～5 mm的小血管瘤檢出率100%，與金標準媲美，直徑小于3 mm的微小血管瘤檢出率也明顯較對照組提高，約95.65%，試驗組與對照組檢出率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.0489＜0.05）。VA將迂曲的血管展開在同一個平面上作分析，一個重大的缺點就是圖像變形，并不能反映其真實的形態(tài)，因此也會出現(xiàn)假陽性和假陰性的情況［10］。但圖像變形并不能否定VA的臨床價值，VA結(jié)合常規(guī)后處理技術(shù)在發(fā)現(xiàn)血管壁和血管病灶方面有絕對的優(yōu)勢，明顯提高CTA的診斷和鑒別診斷能力。在血管CTA分析方面，我們的經(jīng)驗是先用VR和MIP顯示血管的形態(tài)結(jié)構(gòu)和有無鈣化，再根據(jù)三維MPR和VA技術(shù)對局部細節(jié)進一步展示鑒別，在血管后處理及診斷過程中，對于血管扭曲、分叉、閉塞及血管壁有軟硬斑塊處，要綜合運用多種技術(shù)，這有助于提高血管CTA的診斷準確度和效率，使其可與DSA媲美，甚至診斷方面優(yōu)于DSA。

表3 對照組、試驗組與金標準DSA檢出率比較