頸動(dòng)脈海綿竇瘺介入治療前后的DSA血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)評(píng)價(jià)

蔡清源，曹穩(wěn)福，蔡 馳，鄭屏萍，朱玲玲，陳濟(jì)銘

（1.福建醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)與工程學(xué)院影像系，福建 福州 350004；2.福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入科，福建 福州 350005）

數(shù)字減影血管造影（DSA）是診斷頸動(dòng)脈海綿竇瘺（Carotid cavernous fistula，CCF）的“金標(biāo)準(zhǔn)”。不但可以明確瘺口的大小、瘺血的來源及引流方向，而且還可以經(jīng)導(dǎo)管進(jìn)行栓塞治療。隨著介入放射學(xué)的發(fā)展，CCF介入栓塞治療技術(shù)越來越成熟。本文收集2006年6月—2011年3月行栓塞治療的CCF患者22例作為研究對(duì)象，應(yīng)用Photoshop軟件研究栓塞治療前、后在頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織及上矢狀竇3處感興趣區(qū)（Region of interest，ROI）的血流動(dòng)力學(xué)變化并進(jìn)行半定量分析，初步探討血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與腦組織血流灌注之間的關(guān)系，報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

男18例，女4例，年齡28～57歲，平均39.4歲。所有患者均為一側(cè)CCF，并有頭部外傷史。臨床主要表現(xiàn)為：顱內(nèi)雜音、突眼、眼球搏動(dòng)、眼球運(yùn)動(dòng)障礙、眼球疼痛、視乳頭水腫、視網(wǎng)膜血管擴(kuò)張等。

1.2 技術(shù)方法

采用Seldinger技術(shù)股動(dòng)脈穿刺插管，常規(guī)使用5F椎動(dòng)脈導(dǎo)管行選擇性全腦血管造影，造影劑為300 mgI/mL碘海醇，用高壓注射器團(tuán)注，注射速率：頸動(dòng)脈為5 mL/s，每次總量為7 mL；椎動(dòng)脈為3 mL/s，每次總量為5 mL。以10 f/s速率采集9～12 s，充分顯示動(dòng)脈期、毛細(xì)血管期、靜脈期的血管影像。診斷明確后，經(jīng)造影導(dǎo)管送入攜帶球囊的微導(dǎo)管至瘺口處或海綿竇內(nèi)，解脫球囊，閉塞瘺口或海綿竇，術(shù)后造影復(fù)查，了解栓塞效果及血流動(dòng)力學(xué)情況，導(dǎo)管位置與術(shù)前一致。

1.3 DSA圖像的處理與分析

1.3.1 DSA圖像處理

對(duì)正位圖像進(jìn)行參數(shù)提取、研究，應(yīng)用Windows系統(tǒng)截圖工具對(duì)系列圖像進(jìn)行單張?zhí)崛?。按DSA采集圖像時(shí)間分別測(cè)量每幅圖像患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈 （海綿竇段）、腦組織內(nèi)（大腦前、中動(dòng)脈供血交界區(qū)）和上矢狀竇（取正位上矢狀竇軸位像）的灰度K值（圖1），并測(cè)量3次取其平均值。因圖像的成像速度為10 f/s，所以可以用腦循環(huán)各期所跨越的圖像幀數(shù)來代表其所用時(shí)間。然后將讀取的K值輸入Microsoft Excel軟件，獲取時(shí)間-密度曲線（Time-density curve，TDC）（圖2）。具體方法：應(yīng)用Photoshop軟件，打開DSA圖像，在菜單欄中選取窗口，點(diǎn)擊下拉菜單中導(dǎo)航器，選取信息，在K：區(qū)域點(diǎn)擊跟蹤實(shí)際顏色值小圖標(biāo)，在下拉菜單中選取灰度，用工具欄中的吸管工具，讀取ROI的K值。圖像純白區(qū)K值為0%，圖像純黑區(qū)K值為100%。腦組織內(nèi)ROI的選擇盡量大，但是要避開大血管；頸內(nèi)動(dòng)脈ROI的選擇盡量小，但是必須保住血管輪廓；上矢狀竇ROI的選擇應(yīng)避開腦組織的影響。

1.3.2 參數(shù)的提取分析

①最高強(qiáng)化值（Peak value，PV）：腦組織時(shí)間－密度峰值，DSA參數(shù)性成像所得到的TDC的最高點(diǎn)，也就是其PV；②對(duì)比劑出現(xiàn)時(shí)間（Time of appearance，TA）：TDC上升點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間；③相對(duì)平均通過時(shí)間 （Relative mean transit time，RMTT）：ROI對(duì)比劑開始出現(xiàn)到TDC下降至最高強(qiáng)化值一半的時(shí)間；④達(dá)峰時(shí)間 （Time to peak，TP）：ROI TDC最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間減去TDC開始升高對(duì)應(yīng)的時(shí)間；⑤相對(duì)腦循環(huán)時(shí)間 （Relative time of cerebral circulation，RTCC）：用上矢狀竇ROI對(duì)比劑開始出現(xiàn)的時(shí)間減去頸內(nèi)動(dòng)脈ROI對(duì)比劑開始出現(xiàn)的時(shí)間。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

各組參數(shù)應(yīng)用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件，數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，均采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P<0.05視為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CCF栓塞治療前、后的DSA圖像比較

圖1 a 黑箭頭示頸動(dòng)脈ROI，白箭頭示腦組織ROI。 圖1b 灰箭頭示上矢狀竇ROI。 圖2 Photoshop軟件處理CCF DSA圖像。Figure 1a. The ROIs in the carotid artery and the brain tissue were marked by the black arrow and white arrow respectively. Figure 1b. The superior sagittal sinus was marked by the gray arrow. Figure 2. The DSA imaging of CCF was processed and edited by photoshop software.

本組22例中，完全盜血3例，不完全盜血19例。完全盜血栓塞前造影不能顯示患側(cè)腦血流的動(dòng)脈期、毛細(xì)血管期、靜脈期及上矢狀竇期血流影像，而栓塞后造影復(fù)查能清楚顯示上述各期血流灌注影像（圖3）。不完全盜血栓塞前造影顯示患側(cè)腦血流的動(dòng)脈期、毛細(xì)血管期、靜脈期及上矢狀竇期的血液灌注不良影像（圖4），并繪制出栓塞前患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織和上矢狀竇的TDC（圖5）；栓塞后造影復(fù)查顯示上述各期血液灌注良好影像（圖6），并繪制出栓塞后患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織和上矢狀竇的TDC（圖7）。

2.2 栓塞治療前、后患側(cè)腦組織ROI內(nèi)各參數(shù)比較

患側(cè)腦組織ROI內(nèi)PV、TA、TP、RMTT、RTCC栓塞治療前、后差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （t值分別為9.26、8.12、5.00、5.30、9.97，P值均<0.05）（表1）。

2.3 栓塞治療前、后患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈ROI內(nèi)各參數(shù)比較

患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈ROI內(nèi)PV、TP栓塞治療前、后差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （t值分別為4.60、3.69，P值均<0.05）；頸內(nèi)動(dòng)脈ROI內(nèi)TA、RMTT栓塞治療前、后差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （t值分別為2.45、1.33，P值均> 0.05）（表2）。

Table 1.The parameters in the ROI in brain tissue of the affected side before and after the operation(±s)

Table 1.The parameters in the ROI in brain tissue of the affected side before and after the operation(±s)

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圖3 男，28歲，右側(cè)CCF栓塞治療前后。圖3a～3d：栓塞治療前右頸內(nèi)動(dòng)脈造影顯示血液通過瘺口進(jìn)入右側(cè)海綿竇，大腦前中動(dòng)脈及分支、腦組織、上矢狀竇無造影劑灌注。圖3e～3h：栓塞治療后造影復(fù)查，顯示腦血流灌注恢復(fù)，腦循環(huán)改善。 圖4 男，37歲，栓塞治療前左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈造影。圖4a，4b：顯示血液通過海綿竇瘺口進(jìn)入左側(cè)海綿竇，經(jīng)巖上竇、巖下竇、頸內(nèi)靜脈引流，左側(cè)大腦前、中動(dòng)脈及分支因盜血顯示不清；圖4c：實(shí)質(zhì)期腦組織灌注不足；圖4d：造影顯示上矢狀竇密度減低，缺乏血流灌注。Figure 3. A 28-year-old male with right CCF before and after embolization.Figure 3a～3d:Right internal carotid artery DSA images before embolization depict a right CCF resulting in opacification of right cavernous sinus with no opacification of the anterior and middle cerebral arteries and their branches,brain tissue,superior sagittal sinus.Figure 3e～3h:A subsequent follow up DSA images showed the restoration of cerebral perfusion and the improvement of cerebral circulation. Figure 4. A 37-year-old male underwent left internal carotid artery angiography before embolization.Figure 4a,4b:The left cavernous sinus was opacified due to ipsilateral CCF draining into the superior petrosal sinus,inferior petrosal sinus and internal jugular vein,with the left anterior cerebral artery,middle cerebral artery and their branches not being clearly opacified owing to“steal phenomenon”through the fistula.Figure 4c:The angiography showed the cerebral hypoperfusion in substance phase.Figure 4d:DSA showed faint opacification of the superior sagittal sinus indicating low blood flow.

圖5 與圖4同一患者。栓塞治療前頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織和上矢狀竇TDC。Figure 5. The same patient as Figure 4.The preoperative TDC of internal carotid artery,brain tissue and superior sagittal sinus were shown.

Table 2. The parameters in the ROI in internal carotid aetery of the affected side before and after the operation(±s)

Table 2. The parameters in the ROI in internal carotid aetery of the affected side before and after the operation(±s)

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2.4 栓塞治療前、后上矢狀竇ROI內(nèi)各參數(shù)比較

上矢狀竇ROI內(nèi)TDC均為快速上升過程，但由于實(shí)際圖像采集的局限，未能完整顯示靜脈竇血液循環(huán)，故缺乏PV、TP、RMTT值；TA值不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；RTCC配對(duì)t檢驗(yàn)得出（1.825±0.299）s，t值為12.224，P<0.05，存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖6 與圖4同一患者。栓塞治療后左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈造影。圖6a，6b：瘺口閉塞，動(dòng)脈相未見海綿竇顯示，左大腦前、中動(dòng)脈及分支血流充盈良好；圖6c：腦組織恢復(fù)血流灌注，密度明顯增加；圖6d：造影顯示靜脈期密度增高，血流灌注改善。Figure 6. The same patient as Figure 4 for whom the left internal carotid artery angiography was done after embolization.Figure 6a, 6b:The fistula was occluded with no opacification of cavernous sinus in artery phase.Good filling of left anterior and middle cerebral arteries and their divisions were seen.Figure 6c:Perfusion was restored within brain tissue resulting in hyperdensity.Figure 6d:Increased opacification of superior sagittal sinus was revealed in venous phase owing to improved circulation.

圖7 與圖4同一患者。栓塞治療后頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織和上矢狀竇TDC。Figure 7.The same patient as Figure 4.The postoperative TDC of internal carotid artery,brain tissue and superior sagittal sinus were shown.

3 討論

3.1 DSA參數(shù)性成像原理及其應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，介入栓塞在治療對(duì)于外傷等原因所致的CCF方面應(yīng)用較廣[1-2]，但關(guān)于DSA治療CCF的 TDC方面研究較少。由于目前國(guó)內(nèi)外普遍使用的DSA設(shè)備無法進(jìn)行視頻密度定量分析，使DSA圖像診斷的定量分析受到很大限制，目前主要以目測(cè)的方法經(jīng)驗(yàn)性的判斷來指導(dǎo)CCF的介入診療，雖然具有方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，但這只是提供了大體形態(tài)上的信息，對(duì)CCF栓塞治療前后的血液動(dòng)力學(xué)缺乏定量分析，易受主觀因素的影響。Photoshop圖像處理軟件可以讀取ROI的灰度值，間接反映腦組織灌注密度或X線衰減的變化，繪制出CCF栓塞治療前后DSA圖像的TDC，進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)分析。因此，對(duì)CCF栓塞治療前后DSA圖像TDC的分析，評(píng)價(jià)CCF栓塞治療前后腦血流灌注的變化具有重要的意義。

3.2 患側(cè)腦組織及頸動(dòng)脈ROI各參數(shù)的意義

隨著經(jīng)導(dǎo)管釋放球囊栓塞瘺口技術(shù)的發(fā)展，腦血管球囊栓塞術(shù)已成為治療CCF的主要手段，更增加了手術(shù)的安全性。對(duì)比栓塞治療前、后DSA參數(shù)的變化，腦組織PV栓塞治療前小于治療后，RTCC栓塞治療前小于治療后，腦灌注的改善通過栓塞治療后PV的增加、RTCC延長(zhǎng)體現(xiàn)出來；腦組織TA栓塞治療前小于治療后，腦組織RMTT栓塞治療前小于治療后及頸內(nèi)動(dòng)脈、腦組織的TP均延長(zhǎng)，都說明栓塞治療后血流速度降低，此變化趨勢(shì)與文獻(xiàn)報(bào)道[3-4]的經(jīng)顱多普勒血流參數(shù)的變化趨勢(shì)一致。上述結(jié)果表明對(duì)于單側(cè)CCF，球囊栓塞治療后，DSA參數(shù)性成像技術(shù)所得到的參數(shù)的變化基本能夠反映出腦灌注的改變，與其他研究方法所得到的結(jié)果有較好的一致性。

對(duì)比栓塞治療前、后DSA參數(shù)的變化，栓塞治療后患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈PV大于栓塞治療前，表明術(shù)后頸內(nèi)動(dòng)脈血流灌注改善，這與上述圖像反映內(nèi)容一致。栓塞治療前、后患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈TA無顯著性差異，可能是因?yàn)轭i動(dòng)脈ROI采集點(diǎn)過于靠近瘺口位置，以致對(duì)TA并未產(chǎn)生太大影響。栓塞治療前、后患側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈造影劑RMTT無差異，可能原因：栓塞治療后血流速度降低，且栓塞治療后血流量肯定明顯增加，可能在這兩種原因同時(shí)作用下，沒有在血流速度降低的同時(shí)頸動(dòng)脈RMTT減慢，也沒有在血流量增加的同時(shí)頸動(dòng)脈RMTT增快，反而在兩個(gè)因素的相互影響下，頸動(dòng)脈RMTT沒有較栓塞治療前明顯變化。

綜上所述，DSA參數(shù)性成像技術(shù)在CCF上的應(yīng)用，顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，減影圖像直接為血管圖像，其動(dòng)態(tài)圖像能直接顯示出腦血流從動(dòng)脈期、毛細(xì)血管期到靜脈期的變化，給人一種整體觀。治療前后，通過對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的分析，腦組織RTCC、TP等客觀指標(biāo)能準(zhǔn)確、客觀的評(píng)估療效，并為CCF的腦血流灌注及血流動(dòng)力學(xué)的關(guān)系提供有價(jià)值的依據(jù)。

3.3 本研究方案的優(yōu)勢(shì)與不足

本課題所涉及的參數(shù)與居克舉等[5]的CCF多普勒血流動(dòng)力學(xué)特征有所差異，居克舉等主要是對(duì)CCF患者行TCD檢查，比較各血管的平均速度、脈動(dòng)指數(shù)和血流頻譜形態(tài)，分析其血流動(dòng)力學(xué)變化。而本課題所涉及的參數(shù)主要是通過測(cè)定腦組織內(nèi)各部位的灰度和時(shí)間的關(guān)系，分析其血流灌注變化。本課題相對(duì)于居克舉等的研究具有直觀、方便、操作性好等優(yōu)點(diǎn)。通過術(shù)后造影復(fù)查可觀察并測(cè)量到腦各部位的血流灌注情況，術(shù)者可根據(jù)TDC的變化對(duì)患者進(jìn)行再栓塞或制定其他治療方案。當(dāng)然本課題尚存在很多不足，比如無法測(cè)及血流速度和頻譜等，需進(jìn)一步研究。雖然Photoshop圖像處理軟件已在醫(yī)學(xué)影像學(xué)方面得到廣泛應(yīng)用[6-8]，但是Photoshop圖像處理軟件K值取值范圍為0%～100%，灰階級(jí)數(shù)較少，不能夠滿足臨床使用，如果能夠增加至1000個(gè)灰階，效果會(huì)更好，有待于進(jìn)一步的研究。

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