4D—CTA 成像對前交通動(dòng)脈瘤破裂分險(xiǎn)的相關(guān)性

徐藝銘，朱紅麗，周欣顏，梁 婧

（昆明市延安醫(yī)院放射科，云南 昆明 650500）

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤（intracranial aneurysm，IA）在臨床中是高致死、致殘率的腦血管疾病，發(fā)病率約3%～7%。IA 破裂后有13%的患者在就診前死亡，剩余超過30%的患者將出現(xiàn)遲發(fā)性神經(jīng)功能損傷，極大程度影響患者生活質(zhì)量[1]；前交通動(dòng)脈瘤時(shí)最常見動(dòng)脈瘤約占24%，近年來影像學(xué)探索其形態(tài)學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)信息，但沒有對前交通動(dòng)脈瘤破裂的形態(tài)學(xué)參數(shù)閾值分析[2-4]，同時(shí)各醫(yī)療機(jī)構(gòu)對于未破裂的動(dòng)脈瘤治療各異，難以為患者提供最優(yōu)治療方案；同時(shí)隨著顱內(nèi)未破裂的動(dòng)脈瘤（unruptured intracranial aneurysm，UIA）的檢出率明顯增高，這些動(dòng)脈瘤將會(huì)如何發(fā)展？破裂的風(fēng)險(xiǎn)有多少？對患者及家屬至關(guān)重要。本文旨在通過對前交通動(dòng)脈瘤相關(guān)數(shù)值結(jié)合人工智能軟件為臨床在未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的處理決策提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年6 月至2023 年3 月收治的未破裂顱內(nèi)前交通動(dòng)脈瘤患者50 例和破裂顱內(nèi)前交通動(dòng)脈瘤患者50 例，分為未破裂組和破裂組。未破裂組男性29 例，女性21 例，年齡49～71 歲，平均（61.05±3.57）歲。破裂組男24 例，女26 例，年齡50～74 歲，平均（62.30±3.47）歲。2 組間一般資料平衡良好，具有可比性（P＞ 0.05）。

納入標(biāo)準(zhǔn)[5]與排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）單發(fā)、多發(fā)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤；（2）完整影像學(xué)資料且其中的信息清晰可見。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有過手術(shù)史或外傷史的動(dòng)脈瘤；（2）存在多發(fā)性；（3）血管痙攣嚴(yán)重或其它原因?qū)е碌臋z查困難的動(dòng)脈瘤；（4）缺乏完整的臨床和醫(yī)療記錄。本研究經(jīng)研究對象知情同意，經(jīng)昆明市醫(yī)學(xué)委員會(huì)批準(zhǔn)（2023-223-01）。

1.2 研究方法

1.2.1 CTA 掃描方法采用佳能320 層CT 機(jī)。選用320 mgI/mL 碘佛醇（每瓶50 mL）或300 mgI/mL的碘海醇（100 mL/瓶）作為造影劑。主要掃描參數(shù)：電壓=100 kV，管電流=100～400 mA，層厚=0.5 mm，層間距=0.3 mm，螺距=0.813∶1，先320 層螺旋CT 平掃，后經(jīng)肘前靜脈先以高壓注射器團(tuán)注60～80 mL 的碘海醇/碘佛醇，后注入20 mL 生理鹽水（速率3.5～5.5 mL/s）進(jìn)行增強(qiáng)掃描。掃描范圍：C2 椎體上緣掃描至顱頂骨外板，應(yīng)用連續(xù)容積掃描法，重建后圖像傳送至佳能工作站處理。

1.2.2 圖像后處理將所獲得的原始圖像及減影圖像傳送至Start Vitrea 工作站，重建層厚0.5 mm、層間距0.4 mm，從多角度、多方位觀察。（1）動(dòng)脈瘤的瘤頸是指動(dòng)脈瘤與載瘤動(dòng)脈相交的兩點(diǎn)間連線，瘤高是指動(dòng)脈瘤底部最高處與動(dòng)脈瘤頸部中點(diǎn)的連線，瘤頸比（AR）=瘤高/瘤頸；（2）顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的大?。簩ふ覄?dòng)脈瘤的最大寬度與瘤高2個(gè)數(shù)值中的最大者；動(dòng)脈瘤的最大寬度定義為垂直于瘤高的、連接動(dòng)脈瘤2 側(cè)壁的最大段長度；動(dòng)脈瘤的瘤高與載瘤動(dòng)脈直徑比（SR）=瘤高/載瘤動(dòng)脈平均直徑；（3）VOR=Volume（動(dòng)脈瘤體積）/Ostium Area（動(dòng)脈瘤底面積）。

（1）AR、SR 和VOR 標(biāo)準(zhǔn)測量示意圖，見圖1。

圖1 AR、SR 及VOR 測量簡圖Fig.1 AR，SR，and VOR measurement diagrams

（2）記錄CTA 形態(tài)學(xué)特征參數(shù)，包括動(dòng)脈瘤大小、垂直高度、瘤頸寬度、瘤頸比（AR）、動(dòng)脈瘤的瘤高與載瘤動(dòng)脈直徑之比（SR）等信息，見圖2。

圖2 AR、SR 及VOR 數(shù)值 4D 測量圖示Fig.2 Diagram of 4D measurement of AR，SR，and VOR values

（3）大腦中動(dòng)脈 M1 段分叉處動(dòng)脈瘤四維 CT血管成像（4D-CTA），見圖3。

圖3 4D-CTA 成像示意圖Fig.3 4D-CTA imaging schematic diagram

（4）20 幅動(dòng)態(tài)圖像中的5%期相圖，0%～95% 代表4D-CTA 中的 20 個(gè)期相連續(xù)3 個(gè)期限可見動(dòng)脈瘤瘤底出現(xiàn)搏動(dòng)點(diǎn)，見圖4。

圖4 4D-CTA 搏動(dòng)點(diǎn)示意圖Fig.4 Schematic diagram of 4D-CTA pulsatile points

（5）基底動(dòng)脈和右側(cè)椎動(dòng)脈異常搏動(dòng)點(diǎn)，見圖5。

圖5 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤異常搏動(dòng)點(diǎn)顯示Fig.5 Display of abnormal pulsation points in intracranial aneurysms

1.2.3 預(yù)后判斷及分組50 例未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤和50 例破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤分別納入未破裂組1 和破裂組1；未破裂組保守治療1～12 月觀察分為未破裂組2 和破裂組2；本次評估預(yù)后包括再破裂（經(jīng)血管介入或DSA 再次證實(shí)為前交通動(dòng)脈破裂）。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）對比前交通支動(dòng)脈瘤破裂后再破裂與未再破裂患者CTA 形態(tài)學(xué)特征參數(shù)；（2）依據(jù)患者預(yù)后情況分為（有再破裂）、預(yù)后良好組（無再破裂），未破裂組保守治療1～12 月觀察分為未破裂組2和破裂組2，測量Wn、H、AR、L、DA、SR 及VOR 數(shù)值和動(dòng)脈瘤搏動(dòng)點(diǎn)的尋找。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

SPSS24.0 軟件用于統(tǒng)計(jì)分析，測量動(dòng)脈瘤大小、垂直高度、瘤頸寬度、AR、動(dòng)脈瘤SR 及VOR 用（）描述測量數(shù)據(jù)，并通過獨(dú)立樣本t測試進(jìn)行分析，P＜ 0.05 認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 前交通動(dòng)脈瘤破裂組和非破裂組對比

破裂組瘤頸寬（Wn）、瘤頸比（AR）、瘤長（L）、動(dòng)脈瘤的瘤高與載瘤動(dòng)脈直徑之比（SR）、動(dòng)脈瘤體積/動(dòng)脈瘤底面積（VOR）大于非破裂組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）；載瘤動(dòng)脈平均直徑（DA）及瘤高（H），差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），見表1。

表1 前交通破裂組1 和非破裂組1 的4D-CTA 成像特征（）Tab.1 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 1 and non-ruptured group 1（）

表1 前交通破裂組1 和非破裂組1 的4D-CTA 成像特征（）Tab.1 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 1 and non-ruptured group 1（）

*P ＜ 0.05。

2.2 未破裂組動(dòng)脈瘤1～12 月隨訪成動(dòng)脈瘤像特征

隨訪未破裂組動(dòng)脈瘤1～12 月；破裂組瘤頸寬（Wn）、瘤頸比（AR）、瘤長（L）、動(dòng)脈瘤體積/動(dòng)脈瘤底面積（VOR）大于非破裂組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05）；載瘤動(dòng)脈平均直徑（DA）及瘤高（H）比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），見表2。

表2 未破裂組前交通動(dòng)脈瘤1～12 月隨訪破裂組2 和非破裂組2 的4D-CTA 成像特征（）Tab.2 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 2 and non-ruptured group 2 during 1～12 months follow-up of anterior communicating aneurysms in the unruptured group（）

表2 未破裂組前交通動(dòng)脈瘤1～12 月隨訪破裂組2 和非破裂組2 的4D-CTA 成像特征（）Tab.2 4D-CTA imaging characteristics of ruptured group 2 and non-ruptured group 2 during 1～12 months follow-up of anterior communicating aneurysms in the unruptured group（）

*P ＜ 0.05。

2.3 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量對比

4D-CTA 中的CTDIvoI、DLP 和 ED 均低于3D-CTA 中的CTDIvoI、DLP 和 ED，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），見表3。

表3 非破裂組 1 的 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量（）Tab.3 Radiation doses of 4D-CTA and 3D-CTA in nonruptured group 1（）

表3 非破裂組 1 的 4D-CTA 和 3D-CTA 輻射劑量（）Tab.3 Radiation doses of 4D-CTA and 3D-CTA in nonruptured group 1（）

*P ＜ 0.05。

3 討論

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂具有發(fā)病急和預(yù)后差的特點(diǎn)[6-7]，未破裂的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤可通過保守治療等方式，為避免動(dòng)脈瘤破裂帶來的危險(xiǎn)后果[8]，分析未破裂動(dòng)脈瘤的破例傾向性有著重要的臨床意義，尤其是發(fā)生在前交通處動(dòng)脈瘤。之前對于前交通動(dòng)脈瘤的研究[9-11]不夠細(xì)致，主要是對動(dòng)脈瘤的瘤高、瘤長等部分因素分析，但是隨著顱內(nèi)動(dòng)脈研究的深入，動(dòng)脈瘤的外形是動(dòng)態(tài)變化的，只是對一個(gè)期像的動(dòng)脈瘤的部分形態(tài)分析，并不能客觀和全面的反應(yīng)動(dòng)脈瘤的真實(shí)信息；另外由于前交通動(dòng)脈瘤解剖上的復(fù)雜性使位于前交通動(dòng)脈血流異常后更易發(fā)生血管壁發(fā)生變性壞死從而引起形態(tài)學(xué)的改變；4D-CTA 是一種無創(chuàng)血管造影技術(shù)，可快速獲取腦血管解剖圖像并生成三維圖像，多角度觀察靶血管。此外，4D-CTA 在3DCTA 的基礎(chǔ)上增加了時(shí)間維度，可實(shí)現(xiàn)對心動(dòng)周期不同階段血管壁形態(tài)變化的實(shí)時(shí)觀察[12]。Cui等[13]的研究表明，4D-CTA 在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的診斷有著較高的診斷效率。Cancelliere 等[14]報(bào)道，4DCTA 通過定量分析可推測顱內(nèi)動(dòng)脈瘤壁異常波動(dòng)的最大振幅點(diǎn)，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的破裂點(diǎn)；可能的原因如下：（1）通過時(shí)間參數(shù)，4D-CTA 可以生成動(dòng)態(tài)圖像，通過動(dòng)態(tài)圖像可以觀察動(dòng)脈瘤的動(dòng)脈和早期靜脈的引流方式和速度，有效評估動(dòng)脈瘤的血流情況，有助于判斷動(dòng)脈瘤是否破裂[15]。（2）通過圖像融合技術(shù)，4D-CTA 可以對動(dòng)脈瘤進(jìn)行偽色標(biāo)記，然后將動(dòng)脈瘤與血管或 CT 灌注掃描圖像進(jìn)行融合，通過這種方法可以直接觀察到動(dòng)脈瘤的大小、形態(tài)、血供等動(dòng)態(tài)信息，為診斷提供數(shù)據(jù)支持[16]。（3）此外，4D-CTA 還可以通過評估顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的形態(tài)變化，計(jì)算出動(dòng)脈瘤壁的力學(xué)特征和分布情況，在穩(wěn)定的心動(dòng)周期中，全身血流動(dòng)力學(xué)的變化，是由心臟收縮和舒張交替引起的，那么顱內(nèi)血流的變化就會(huì)導(dǎo)致顱內(nèi)動(dòng)脈瘤壁的變化。本研究中，破裂組 1 的Wn、AR、L和 SR 均大于非破裂組 1，AR、VOR 可在一定程度上反映瘤腔內(nèi)的血液流速和滯留情況，窄頸使得動(dòng)脈瘤瘤內(nèi)血流慢，影響內(nèi)皮的代謝，從而引起內(nèi)皮的衰老，這些因素都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈瘤破裂；在 Dhar 等[17]的研究中，破裂的前交通動(dòng)脈瘤AR 平均值為（1.09±0.61）mm；一般認(rèn)為過高AR與動(dòng)脈瘤破裂顯著相關(guān)對動(dòng)脈瘤的發(fā)展產(chǎn)生不利影響，本研究測量的破裂組1 和破裂組2 數(shù)值分別為（1.15±0.04）mm、（1.10±0.08）mm，均是高于文獻(xiàn)測量的數(shù)值，這與之前的結(jié)論一致；本次也發(fā)現(xiàn)破裂組的VOR 大于未破裂組，本研究測量的破裂組1 和破裂組2 數(shù)值分別為（2.06±0.21）mm、（1.98±0.15）mm，后期對未破裂動(dòng)脈瘤組在12 月保守治療的情況下進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)50 例中出現(xiàn)19 裂破裂的動(dòng)脈瘤，破裂組的VOR 依然大于未破裂組，這表明VOR 在診斷動(dòng)脈瘤破裂方面具有十分重要的意義。SR 反映了動(dòng)脈瘤與載瘤血管的差異；Meng 等[18]認(rèn)為，當(dāng)SR≥2.1 時(shí)，動(dòng)脈瘤會(huì)更容易發(fā)生集中性的流入射流，從而增加動(dòng)脈瘤壁上的剪切應(yīng)力，進(jìn)而引起動(dòng)脈瘤破裂的風(fēng)險(xiǎn)。在本研究中，測量的破裂組1 和破裂組2 的數(shù)值分別在（1.33±0.15）mm、（1.22±0.15）mm 之間，但是這2 個(gè)組的SR 都沒有超過2.1mm，經(jīng)過分析動(dòng)脈瘤的外形相對規(guī)則，導(dǎo)致數(shù)值接近；此外，當(dāng)20 組期像中超過3 組的小凸起，被認(rèn)為是異常搏動(dòng)點(diǎn)，而這些異常搏動(dòng)點(diǎn)的壁切應(yīng)力和振蕩切變指數(shù)較瘤體要低，從而增加動(dòng)脈瘤的破裂幾率[19-20]；本組收集100 例動(dòng)脈瘤中共計(jì)69 例破裂的動(dòng)脈瘤，后經(jīng)過手術(shù)及DSA 證實(shí)，其中共計(jì)有60 例有異常搏動(dòng)點(diǎn)87%（60/69），18 例1 個(gè)異常搏動(dòng)點(diǎn)30%（18/60），2 個(gè)及2 個(gè)以上搏動(dòng)點(diǎn)51例70%（42/60），異常搏動(dòng)點(diǎn)的出現(xiàn)和動(dòng)脈瘤的破裂有著密切的關(guān)系后期經(jīng)過DSA 驗(yàn)證與4D-CTA相同；分析前交通動(dòng)脈瘤壁搏動(dòng)點(diǎn)和VOR、AR和SR 等數(shù)值，將使得數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)和客觀并減低輻射劑量，4D-CTA 成像的CTDIvoI/mGy、DLP/mGy·cm、ED/mSv 分別為（53.36±5.02）voI/mGy、（830.48±77.03）mGy·cm、（1.85±0.15）mSv 低 于3D-CTA 成 像（66.23±5.0）voI/mGy3、（1 181.36±130.52）mGy·cm、（2.38±0.22）mSv，同時(shí)能夠提供更多的信息。

本研究由于樣本量不足，該研究未對患者的臨床資料（吸煙、高血壓、糖尿病、高血脂等）進(jìn)行分析，日后將會(huì)加大樣本量進(jìn)一步研究影響前交通動(dòng)脈瘤破裂的風(fēng)險(xiǎn)因素，為患者提供合適的治療方案。