多時相CTA融合偽彩圖在遠端分支動脈閉塞的急性缺血性腦卒中的應(yīng)用

董立軍,劉暢,戴鋼,端木羊羊,肖芳,周運鋒,鄧克學(xué)

急性缺血性腦卒中具有較高的致死率及致殘率,影像學(xué)檢查在診斷中發(fā)揮重要的作用。CT血管成像(computed tomography angiography,CTA)具有快速、簡便及幾乎無創(chuàng)的優(yōu)勢,是診斷腦卒中患者血管形態(tài)學(xué)異常的的重要方式[1]。區(qū)別于常規(guī)單期CTA(single-phase CTA,sCTA),多時相CTA(multiphase CTA,mCTA)通過延遲掃描時間的方式,獲得靜脈期及靜脈晚期的CTA數(shù)據(jù),可以提供更多的血管信息,目前已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用到急性缺血性腦卒中患者的檢查和臨床研究中[2]。但是,以往的研究大多只圍繞前循環(huán)大動脈閉塞展開,例如大腦中動脈M1段閉塞[1,3-5],較少關(guān)注遠端分支動脈閉塞。隨著軟件的發(fā)展,出現(xiàn)了將mCTA數(shù)據(jù)融合并彩色編碼的技術(shù),即GE公司推出的FastStroke卒中軟件[6],關(guān)于其臨床應(yīng)用的文獻也較少。所以本研究旨在探討使用FastStroke軟件提供的mCTA融合偽彩圖在遠端分支動脈閉塞的急性缺血性腦卒中患者的應(yīng)用價值。

材料與方法

1.一般資料

搜集2020年6月-2022年6月65例急診入院的突發(fā)腦卒中癥狀的患者的病例資料。納入標準為:①發(fā)病24 h內(nèi)接受CT檢查;②年齡≥18歲;③接受DSA檢查或具有隨訪CT、MRI圖像。排除標準為:①有腦動脈瘤、腦出血、腦腫瘤等疾病;②有碘對比劑使用禁忌癥;③運動偽影較大并影響數(shù)據(jù)測量。其中男32例,女33例,年齡23～89歲,平均(66±14)歲。本研究獲得中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院(安徽省立醫(yī)院)醫(yī)學(xué)研究倫理委員會批準(編號:2022-RE-320)。

2.檢查方法

所有掃描均采用GE Revolution 256排CT。患者均采取仰臥位,頭先進,并使用頭帶固定。掃描序列包括頭顱CT平掃及mCTA,mCTA包含動脈峰值期的頭頸聯(lián)合CTA、靜脈峰值期及靜脈晚期的腦部CTA掃描。頭顱CT平掃參數(shù):管電壓120 kV,管電流250～415 mA,掃描范圍自顱底至顱頂部,探測器80 mm,層厚5 mm。mCTA掃描采用的是雙筒高壓注射器(邁瑞公司),使用20G留置針以流速5 mL/s于肘靜脈注射非離子型對比劑碘佛醇(350 mg I/mL,恒瑞公司)50 mL及生理鹽水30 mL。頭頸聯(lián)合CTA采用Bolus-tracking法觸發(fā)掃描,觸發(fā)閾值100 HU,靜脈峰值期及靜脈晩期腦部CTA的延遲時間分別為8 s及10 s。管電壓100 kV,三期管電流分別為360 mA、225 mA、225 mA,掃描范圍頭頸聯(lián)合CTA自主動脈弓至顱頂,靜脈期及靜脈晩期CTA自顱底至顱頂,探測器寬度80 mm,層厚0.625 mm,螺距0.992,球管旋轉(zhuǎn)一周0.6 s。

3.圖像后處理

所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE AW4.7工作站(Advantage Workstation 4.7),采用FastStroke軟件進行圖像后處理。分析sCTA時僅導(dǎo)入動脈峰值期頭頸部CTA數(shù)據(jù),分析mCTA時則導(dǎo)入完整三期CTA數(shù)據(jù)。

先瀏覽CT平掃圖像排除出血性疾病后進入動脈峰值期頭頸部CTA窗口,然后進入三期CTA軸位對照視圖窗口,最后進入ColorViz窗口。軟件依據(jù)每個患者的自適應(yīng)閾值技術(shù)[6-7]將三期圖像融合,根據(jù)血管中對比劑強化時間的不同將其顯示為不同的顏色,即靜脈前期最大程度強化顯影的血管顯示為紅色,靜脈峰值期顯影的血管顯示為綠色,靜脈晚期顯影的血管顯示為藍色。最終顯示為一個圖像序列的mCTA融合偽彩圖。

4.圖像分析

負責病例搜集的作者不參與圖像分析。由2名高年資醫(yī)師(分別具有10年及12年影像診斷經(jīng)驗)及2名低年資醫(yī)師(分別具有3年及5年影像診斷經(jīng)驗)采用盲法分別評估影像資料。第一階段先僅評估所有病例的sCTA,第二階段(間隔四周時間后)評估所有病例mCTA融合偽彩圖。在評估m(xù)CTA融合偽彩圖前告知所有診斷醫(yī)師需關(guān)注偽彩圖上顯示的異常顏色(如綠色和藍色)的血管,如發(fā)現(xiàn)異常顏色的血管,則需結(jié)合第一期CTA圖像判斷其近端動脈閉塞的具體部位。

分別記錄兩種CTA模式下:①動脈閉塞的具體位置;②從開始瀏覽圖像到最終診斷動脈閉塞位置所需的時間(秒);③診斷信心評分[8](1分為很不自信,2分為不自信,3分為一般,4分為自信,5分為很自信)。

4名醫(yī)師在上述評估結(jié)束后共同回顧所有動脈閉塞圖像,首先分別在兩種CTA圖像上記錄區(qū)域性軟腦膜側(cè)支循環(huán)(regional leptomeningeal collateral,rLMC)評分,然后進一步在mCTA融合偽彩圖上記錄是否出現(xiàn)動脈閉塞周圍及遠端異常時相血管的顯示及其顏色,綠色血管為主時則表示大部分血管延遲1個期相充盈,藍色血管為主時則表示大部分血管延遲2個期相充盈,綠色及藍色血管相間時則表示血管延遲1～2期相均有充盈,當意見不一時互相協(xié)商達成一致。rLMC評分基于文獻改良[3,5,7,9,10],僅評價責任血管周圍或遠端軟腦膜側(cè)支血管是否顯示,評分內(nèi)容如下:無血管顯示記0分;血管較對側(cè)少量顯示(<50%)記1分;血管較對側(cè)顯示一般(50%～99%)記2分;血管顯示很好(≥100%)記3分。rLMC評分圖例見圖1所示。

圖1 區(qū)域性軟腦膜側(cè)支循環(huán)(rLMC)評分圖例。a、b)為同一患者的動脈期CTA及多時相CTA融合偽彩圖,a的rLMC評分為0分,b的rLMC評分為1分;c、d)為同一患者的動脈期CTA及多時相CTA融合偽彩圖,c的rLMC評分為2分,d的rLMC評分為3分。

5.動脈閉塞的診斷標準

參照相關(guān)文獻[2,8,11]制定以下標準:對接受DSA檢查的患者以其DSA結(jié)果作為診斷標準。對未接受DSA檢查的患者,由2名高級職稱醫(yī)師(分別具有20年及30年影像診斷經(jīng)驗)判定或參考隨訪CT、MRI確定CTA上的具體動脈閉塞位置作為診斷標準。正常對照組CTA的判定同樣由2名高級職稱醫(yī)師完成,需要結(jié)合患者所有檢查圖像,當sCTA、mCTA未發(fā)現(xiàn)動脈閉塞,基線及隨訪CT、MRI未見腦梗死,即判定為正常。

6.統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析,符合正態(tài)分布的計量資料使用均數(shù)±標準差描述,計數(shù)資料采用頻數(shù)及百分比描述。不同年資醫(yī)師對于兩種CTA的診斷準確率、用時及診斷信心差異分別采用McNemar檢驗、配對t檢驗和Wilcoxon符號秩和檢驗進行比較。兩種CTA模式下的rLMC評分差異使用Wilcoxon符號秩和檢驗。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

65例急診腦卒中患者中,正常對照組15例,動脈閉塞病例50例,其中遠端分支動脈閉塞(定義為大腦前動脈A2段、大腦中動脈M2段、大腦后動脈P2段或者其遠端分支)病例35例,大腦中動脈M1段閉塞病例15例。35例遠端分支動脈閉塞位置分別位于右側(cè)大腦前動脈A3段2例,左側(cè)大腦中動脈M2段13例,左側(cè)大腦中動脈M3段1例,右側(cè)大腦中動脈M2段11例,右側(cè)大腦中動脈M3段1例,右側(cè)大腦中動脈M4段1例,左側(cè)大腦后動脈P2段1例,右側(cè)大腦后動脈P3段1例,多發(fā)閉塞4例。15例大腦中動脈M1段閉塞分別為左側(cè)7例,右側(cè)8例。其中經(jīng)過DSA檢查證實25例,經(jīng)過專家判定或?qū)φ针S訪圖像證實25例。

兩種CTA模式下,不同年資醫(yī)師對所有病例動脈閉塞位置診斷準確率的差異無統(tǒng)計意義,但是使用mCTA融合偽彩圖顯著縮短了診斷時間(P<0.001),并且提高了診斷信心(P<0.05),見表1。

表1 兩種CTA模式下不同年資醫(yī)師總體診斷效能比較

在遠端分支動脈閉塞病例中,雖然兩種CTA模式診斷準確率差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但是使用mCTA融合偽彩圖時診斷時間減少(P<0.001),其中3名醫(yī)師診斷信心提高(P<0.05)。在正常對照組中,使用mCTA融合偽彩圖時診斷時間減少(P<0.001),兩種CTA模式的診斷準確率及診斷信心的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。在M1段閉塞病例中,兩種CTA模式的診斷準確率、診斷時間及診斷信心的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(表2)。

表2 兩種CTA模式下不同年資醫(yī)師在針對不同類型病例時的診斷效能

兩種CTA模式下的rLMC評分的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001),使用mCTA融合偽彩圖時rLMC評分較高(圖2)。27例患者在靜脈期血管側(cè)支循環(huán)出現(xiàn)較明顯,表現(xiàn)為綠色血管為主。3例患者在靜脈晚期血管側(cè)支循環(huán)出現(xiàn)較明顯,表現(xiàn)為藍色血管為主。20例患者在靜脈期及靜脈晚期均出現(xiàn)較明顯側(cè)支循環(huán),表現(xiàn)為綠藍色血管相間(圖3、4)。

圖2 兩種CTA模式下的區(qū)域性軟腦膜側(cè)支循環(huán)評分。

圖3 男,89歲,左側(cè)肢體無力,不能言語9小時。a～b)多時相CTA融合偽彩圖示右側(cè)大腦中動脈M4段細小分支動脈閉塞(箭),顯示的異常顏色為綠色血管為主;c～d)動脈期CTA示責任血管顯示不清、難以診斷,4名醫(yī)師均漏診;e)基線及隨訪CT平掃未見明顯梗死灶。 圖4 男,76歲,左側(cè)肢體無力伴不能言語7小時。a～c)多時相CTA融合偽彩圖示右側(cè)大腦中動脈M2段分支動脈閉塞(箭),顯示的異常顏色為綠藍色血管相間,該模式下的區(qū)域性軟腦膜側(cè)支循環(huán)評分為2分;d～e)動脈期CTA示右側(cè)大腦中動脈M2段分支動脈閉塞(箭),該模式下的區(qū)域性軟腦膜側(cè)支循環(huán)評分為1分;f)DSA證實右側(cè)大腦中動脈M2段分支動脈閉塞(箭);g)隨訪CT平掃見相應(yīng)供血區(qū)腦梗死。

討 論

mCTA融合偽彩圖是一種將多時相數(shù)據(jù)融合為一個序列圖像顯示的軟件技術(shù)[12],通過對血管中血流充盈和對比劑強化時間的不同將其顯示為不同的顏色,能夠更加直觀地顯示血管的異常。雖然既往文獻[11,13]表明不使用融合偽彩技術(shù)下的mCTA也可以提高診斷信心及縮短時間,并且提出“延遲血管征”這一概念,但是由于多時相數(shù)據(jù)較多,需要相互對比判斷,并且是灰度圖像,對于診斷醫(yī)師的學(xué)習(xí)成本及閱片經(jīng)驗要求較高[9]。而基于mCTA數(shù)據(jù)的融合偽彩圖展示出的顏色差異更容易被人眼所辨別,所以能更加快速及高效地診斷血管病變[6]。本研究中在使用mCTA融合偽彩圖診斷時反映出的時間的縮短及診斷信心的提高,證實了上述優(yōu)勢。

目前,腦卒中的影像學(xué)研究較少關(guān)注遠端分支動脈,遠端分支動脈的定義也尚存爭議。但是隨著血管內(nèi)介入器械及設(shè)備的發(fā)展,遠端分支動脈的血管內(nèi)治療也可以實現(xiàn),可能會成為下一個研究熱點[14],術(shù)前影像學(xué)的精確診斷就變得尤為重要。多數(shù)研究認為將大腦中動脈M2段及其遠端分支定義為遠端分支動脈[14,15],也有學(xué)者提出遠端中等血管的概念[16],本研究中使用的定義與上述文獻相仿。筆者在納入遠端分支動脈閉塞病例的同時,還納入了M1段閉塞和正常對照組病例,是為了盡可能的使病例符合日常急診工作中所遇到的情況,并且可以比較不同病例下兩種CTA模式的優(yōu)劣。分析表明mCTA融合偽彩圖在遠端分支動脈閉塞病例中更具有使用價值。sCTA診斷遠端分支動脈閉塞時有較大難度,因為分支動脈變異較多且走行迂曲,容易漏診。若為靠近腦表面的終末端分支動脈閉塞則由于顱骨干擾下更容易忽略[16]。

使用mCTA融合偽彩圖診斷時,可顯示閉塞動脈遠端的異常染色,如靜脈期的綠色及靜脈晚期的藍色,可通過向其近端追溯并定位責任血管,比sCTA更加直觀及可視化。閉塞動脈遠端異常顏色的出現(xiàn)可能是因為血栓堵塞動脈時邊緣殘留細小通道供少許血流通過,故對比劑通過延遲,造成遠端血管延遲顯示[11];或因為血栓動脈閉塞后,二級及三級側(cè)支循環(huán)的開放,責任血管遠端的血流部分是通過側(cè)支循環(huán)逆向代償而來的,導(dǎo)致對比劑充盈的時間較遲[8],也可造成遠端血管延遲顯示為不同顏色。依據(jù)血流時相的不同,顯示的血管顏色也不同,可初步判斷動脈閉塞后局部血流狀態(tài)。

本研究中的rLMC評分是基于文獻[3,5,7,9]進行了簡化及改良,目的是更加快速及簡便地評估側(cè)支循環(huán)水平及范圍。sCTA評價的rLMC由于是單時間點掃描成像,顯然無法全面反映側(cè)支循環(huán)狀態(tài),容易導(dǎo)致rLMC評分較低,而mCTA是多時間點成像,可以展示出更多的側(cè)支循環(huán)信息[13]。李涵等[12]研究表明前循環(huán)卒中患者基于FastStroke軟件的mCTA側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分有很強的相關(guān)性。也有學(xué)者認為mCTA在評估側(cè)支循環(huán)時是簡化的CT灌注,對于CT機硬件的要求較低,可在基層醫(yī)院及防治卒中中心推廣[17]。FastStroke軟件將mCTA的多期圖像融合在一個序列展示,更進一步簡化判定側(cè)支循環(huán)的流程,能更好地展示側(cè)支循環(huán)的范圍、程度以及時相[9,18]。

本研究存在的不足之處:①樣本量較少,后續(xù)研究將擴大病例數(shù);②對于未接受DSA檢查的患者動脈閉塞診斷標準的制定,雖然依照相關(guān)文獻[2,8,11]進行處理,但仍容易受到醫(yī)師主觀因素的影響。

綜上所述,mCTA融合偽彩圖不僅可縮短對于遠端分支動脈閉塞的診斷時間,提高診斷信心,而且更加完善地評估側(cè)支循環(huán)狀態(tài),具有良好的應(yīng)用價值。