腦動脈狹窄的影像診斷：CT血管成像與磁共振血管成像的對照性研究

1、    腦動脈狹窄的影像診斷：CT血管成像與 磁共振血管成像的對照性研究        摘要目的對CT血管成像(CTA)與磁共振血管成像(MRA)進行對照性研究，評價CTA診斷腦血管狹窄性病變的臨床意義。方法34例患者均行CTA及MRA檢查，其中5例同時行DSA檢查。分析每個病人血管影像相應(yīng)部位不同影像方法顯示的程度與部位分布，并用雙盲法驗證。結(jié)果34例病人MRA顯示血管狹窄共100處，其中1°2°16處，10處CTA相應(yīng)部位顯示無狹窄；3

2、76;4°84處，49處相應(yīng)部位CTA顯示無狹窄，11處CTA相應(yīng)部位顯示為1°2°狹窄；3處MRA無狹窄而CTA顯示狹窄。5例行DSA檢查患者的MRA顯示腦動脈狹窄23處，其中僅7處DSA顯示相應(yīng)部位血管狹窄，MRA假陽性率69.6%，過度診斷率95.7%；CTA顯示動脈狹窄7處，與DSA相應(yīng)血管部位表現(xiàn)相同，未出現(xiàn)假陽性。作者及雙盲法的統(tǒng)計結(jié)果的差異無顯著性(P=0.257列聯(lián)表確切概率法)。結(jié)論CTA顯示腦動脈狹窄較MRA更接近實際情況，影像更為可靠。進一步改進影像編輯方法后CTA可為臨床懷疑動脈狹窄或其他病變更為可靠的影像篩選方法。關(guān)鍵詞腦血管狹窄診斷CT

3、血管成像MR血管成像Intracranial Arterial Stenosis:a Comparative Study of CTA and MRAPeng Ying,Tang Guangjian,Wang YishengDepartment of Radiology ,The First Clinical Hospital of Beijing Medical University (Beijing 100034)AbstractPurposeTo prospectively study the CT angiography(CTA) and MR angiography (MRA) of

4、 intracranial vessels comparatively and evaluate CTA in the diagnosis of cerebrovascular stenosis.MethodsThirty-four patients were studied with CTA and MRA,Five patients underwent DSA at the same time.The seriousness and location of the stenoses shown by CTA,MAR and/or DSA in the same patient were a

5、nalyzed respectively and a double-blind analysis of these data was taken for testing the result.Results100 stenoses were considered by MRA of the 34 cases,16 were depicted as stenoses of Grade One to Two,but 10 of them as normal on CTA;84 as Grade Three to Four,but 49 as normal on CTA and 11 as sten

6、oses of Grade One to Two on CTA;3 as normal on MRA but as stenoses on CTA.23 stenoses were considered by MRA but only seven were as stenoses on DSA of the five cases.The rate of false positiveness of MRA was 69.6% and the rate of overestimation was 95.7%.Seven stenoses were considered on CTA and no

7、false positiveness was found.Differences among the author and the two viewers of the double blind test were not significant (P=0.257).ConclusionCTA is much more closer to the real situations of the stenoses of the intacranial vessels and more reliable.With more advanced post-processing method,CTA ca

8、n be a more reliable modality for the diagnosis of cerebral stenosis and related abnormalities.Key wordsBrainVascularStenosisDiagnosisCT angiographyMR angiography本文通過CTA與MRA及部分DSA的對照性研究，分析CTA、MRA顯示腦動脈狹窄的差異及其可能的原因，評價CTA診斷腦血管狹窄性病變的臨床意義。1材料和方法收集1997年7月11月臨床懷疑腦血管疾病的病人34例，其中男19例，女15例，平均年齡42.4歲(973歲)。所有患者

9、均作CTA及MRA檢查，間隔時間平均2.5天(015天)，其中3天以內(nèi)的占71%(24例)。5例患者同時行DSA檢查，2例于CTA之前，3例于MRA之前進行，間隔時間平均為4天(29天)。CTA成像：使用Siemens PLUS 4CT掃描機，病人頭顱顱底盡量與掃描層面平行，掃描條件為120kV，170mA，顯示野20cm左右，層厚1mm，進床速度1 mm/s(Pitch 1)，掃描范圍自枕骨大孔下緣至胼胝體體部水平，自下而上，掃描時間共60s，覆蓋長度8cm(0.75秒/周)。采用非離子造影劑(Omnipaque,Ultravist or Optiray 300320mgI/ml)，總量10

10、0ml，使用自動注射器(MEDRAD OP100)自肘或前臂淺靜脈穿刺注入，以3.5ml/s的速度團注80ml，繼以1.0ml/s的速度注射余下的20ml，掃描延時1214s(根據(jù)病人年齡及臨床狀況)。以180°內(nèi)插法，0.5mm間隔重建軸位像，共獲得160幅像。通過編輯去掉骨及靜脈等不需要的結(jié)構(gòu)，影像以最大密度投影(MIP)產(chǎn)生顱內(nèi)動脈三維像，窗位150170Hu，窗寬250300Hu，并從各個角度進行觀察。MRA成像：采用日本島津公司SMT-100×1.0Tesla超導掃描系統(tǒng)和頭部專用表面線圈，時間飛逝法(TOF)血流成像技術(shù)，掃描參數(shù)TR/TE=40/9ms，翻轉(zhuǎn)角

11、度(flip angle)為20°，相位編碼方向為X，層厚和層距均為1mm，256矩陣，未采用預(yù)飽和技術(shù)，以MIP重建三維像。DSA檢查：于Siemens Coroscope機器上進行。Seldinger法股動脈插管，分別置管于雙側(cè)頸內(nèi)動脈和一側(cè)椎動脈內(nèi)注射造影劑，速度為34ml/s，共2s，拍攝正、側(cè)位片，并根據(jù)需要加攝必要體位。對所有MIP及DSA像進行分析統(tǒng)計。血管狹窄程度定義為血管最狹窄處與遠端正常管徑之比，比值為1者為0%，完全中斷者為100%，采用目測法，將狹窄分為四度：1度：025%，2度：26%50%，3度：51%75%，4度：76%100%。分析的血管范圍包括雙側(cè)大

12、腦前動脈(ACA)A1、A2段，雙側(cè)大腦中動脈(MCA)M1、M2段，雙側(cè)大腦后動脈(PCA)P1、P2段，雙側(cè)基底動脈(BA)及椎動脈(VA)。前、后交通動脈若顯示，也包括在內(nèi)。將統(tǒng)計結(jié)果分為三組：A組，相應(yīng)部位CTA與MRA顯示狹窄程度一致；B組，相應(yīng)部位CTA顯示狹窄程度較MRA輕；C組，相應(yīng)部位CTA顯示狹窄程度較MRA重。將統(tǒng)計結(jié)果進行統(tǒng)計學處理。并以DSA為標準，計算MRA與CTA對腦血管狹窄診斷的假陽性率，假陰性率與過度診斷率。由兩位醫(yī)師分別讀片行雙盲法研究(分析的血管范圍及方法與上述相同)。考慮正常人前、后交通動脈(AcoA&PcoA)，一側(cè)VA以及ACA之A1段和PC

13、A之P1段解剖變異較大，若不顯示或細而均勻，則不予評價。2結(jié)果所有34例病人，MRA上顯示血管狹窄共100處(表1)，其中1°7處，2°9處，3°8處，4°76處(其中包括完全中斷但遠側(cè)仍有血管影像28處)，3處無狹窄而CTA顯示狹窄；CTA顯示血管狹窄38處，1°9處，2°6處，3°9處，4°14處(完全中斷但遠處仍有血管影像2處)，另有65處無狹窄而MRA顯示狹窄。進行同一病人兩種方法的影像對照，并將相對應(yīng)部位的動脈狹窄分為三組：A組，CTA與MRA顯示狹窄程度一致；B組，CTA顯示狹窄程度較MRA輕；C組，C

14、TA顯示狹窄程度較MRA重。103處血管狹窄中，A組15處，B組83處，C組5處。三組差別具有高度顯著性(2=69.14，P0.001，卡方檢驗)，即MRA顯示血管狹窄程度明顯偏重。各組血管狹窄的部位分布見表2。B組血管中，MCA占36.1%，PCA占22.9%，ACA占15.7%。表134例同一部位腦動脈狹窄CTA與MRA的診斷MRA無狹窄1°2°3°4°總計無狹窄46649651°030069CTA2°0010563°0002794°3020914總計379876103   

15、60; 表2A、B、C三組血管狹窄的分布ACAMCAPCABAVAAcoAPcoAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A組3111002101500B組5261610410904476C組0000000000401     5例因蛛網(wǎng)膜下腔出血的病人行DSA檢查，DSA上顯示了7處血管狹窄(M1段5處，A1段2處)，均為1°2°。除動脈瘤外，CTA與MRA還分別顯示了動脈狹窄7處及23處(表3、4)。其中，DSA顯示的7處1°2°狹窄在CTA上均顯示為同樣程度的狹窄，CTA未出現(xiàn)假陽性；DSA顯示正常的

16、16處血管在MRA上均顯示為不同程度的狹窄，7處狹窄在MRA上顯示狹窄程度明顯偏重(MRA假陽性率為69.6%，過度診斷率95.7%)。表35例同一部位腦動脈狹窄CTA與DSA的診斷CTA無狹窄1°2°3°4°總計無狹窄000001°050005DSA2°0020023°0000004°000000總計052007     表45例同一部位腦動脈狹窄MRA與DSA的診斷MRA無狹窄1°2°3°4°總計無狹窄00016161°0

17、10045DSA2°0000223°0000004°000000總計01002223     雙盲法的讀片結(jié)果見表58。兩醫(yī)師與作者三組結(jié)果的顯著無差異性(P=0.257，列聯(lián)表確切概率法)。表534例同一部位腦動脈狹窄CTA與MRA的診斷(醫(yī)師甲)MRA無狹窄1°2°3°4°總計無狹窄161326461°000123CTA2°0000223°0001234°200002總計216153256     表6

18、A、B、C三組狹窄的分布(醫(yī)師甲)ACAMCAPCABAVAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A組00010000000B組0011510469044C組00000000002     表734例同一部位腦動脈狹窄CTA與MRA的診斷(醫(yī)師乙)MRA無狹窄1°2°3°4°總計無狹窄20510171°013116CTA2°3011383°1002034°000000總計43491434     表8A、B、C三組血管狹窄的分

19、布(醫(yī)師乙)ACAMCAPCABAVAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A組00020000011B組000104840000C組00000010003     3討論近幾年，CTA和MRA作為非介入性血管成像技術(shù)，引起人們的關(guān)注。Gouliamos等認為MRA能很好顯示直徑1mm以上的小血管，某些報道提到13mm之間的動脈瘤亦能準確顯示。由于MRA僅采集流動信號，有不受血管周圍組織結(jié)構(gòu)的干擾，不用注射造影劑，無電離輻射等優(yōu)點，在腦血管疾病的篩選診斷上應(yīng)用廣泛。但MRA在信號采集中渦流等因素常會造成放大狹窄的偽像。一般認為，CTA影像不受血

20、流影響，狹窄放大作用微小，反映血管形態(tài)客觀，但這一觀點為推測，未見系統(tǒng)對照性研究的報告。與CTA及DSA相比，MRA顯示血管狹窄程度明顯偏重，對腦動脈狹窄常作出過度診斷(1)。作者及雙盲法的統(tǒng)計結(jié)果中B組占比例均最大，與文獻結(jié)果一致。Korogi等做了131個病人頸內(nèi)動脈與大腦中動脈MRA和DSA的對照性研究，認為50%的狹窄性病變，MRA準確度很高(98.5%99.1%)，但50%的血管狹窄，準確度只有62.1%72.2%。Levy等認為MRA診斷椎動脈狹窄的敏感度只有20%。導致MRA血流信號丟失的因素很多，因其成像與血流狀態(tài)有很大關(guān)系，受血管狹窄部位或其遠端復(fù)雜血流引起的信號丟失的限制和

21、飽和作用的影響，對慢血流不敏感；象素內(nèi)血流速度不同引起失相位也會導致信號丟失。CTA成像則不受渦流等因素的影響，只要血管密度比背景高出兩個標準差以上，MIP像上即可顯示。這可以解釋CTA顯示狹窄程度較MRA輕的B組血管產(chǎn)生的原因。在B組血管中，MCA占比例最大(分別為36.1%、54.7%、84.6%)，是因為MCA血流方向變化較大，容易產(chǎn)生渦流致MRA上信號丟失。渦流等因素會給診斷帶來一定影響。如過高估計狹窄程度，也會使局部血管匯合關(guān)系顯示不清而難于診斷。但是若過于關(guān)注渦流的影響，又可能過低估計狹窄程度而造成漏診(尤其是4°狹窄中完全中斷但遠處仍有血管影像者)。C組血管中，大部分為

22、VA(作者4處，醫(yī)師甲2處，醫(yī)師乙3處)，另一處為PcoA，CTA上假陽性的產(chǎn)生均與掃描及重建技術(shù)有關(guān)(2)。為了使掃描技術(shù)一致從而使研究對象更具可比性，本組病例未采用預(yù)注射來確定最佳延時時間，部分病人掃描時椎動脈密度尚不高，MIP像上無法顯示；進行像后處理時，需人為劃定血管與骨質(zhì)的界限，對靠近顱底的血管及部分椎-基底動脈來說，有時難免丟失信息。這可以通過試驗注射和回顧原始掃描像以及采用更加快捷方便的后處理軟件來解決。醫(yī)師乙統(tǒng)計的另一處P1，屬于誤診。該病例CTA清楚地顯示了細而均勻的P1段，但MRA完全未顯示，此時極易將小腦上動脈當作大腦后動脈。    

23、; 1A.DSA示右A1A2及右M1段1°狹窄；B.CTA示右A1A2及右M1段1°狹窄；C.MRA示右A1A2 1°狹窄，左A1A1和雙側(cè)M1及P1段4°狹窄，BA中段3°狹窄     2CTA示雙側(cè)椎動脈造影劑濃度不高，MIP像顯示欠佳兩種方法相比，MRA顯示腦動脈狹窄程度明顯重于CTA，通過5例23個腦動脈部位DSA與MRA，CTA的點對點的對應(yīng)研究表明，CTA未出現(xiàn)假陽性；而MRA除了夸大了DSA上顯示的7處狹窄，還顯示了16處狹窄甚至閉塞。CTA成像幾乎不受血流狀態(tài)的干擾，只要血管密度足夠高，M

24、IP像即可顯示，這可以解釋為什么5例動脈瘤病人的CTA未出現(xiàn)假陽性。本組34例病人的統(tǒng)計數(shù)字及5例DSA結(jié)果均說明CTA顯示腦動脈夸大作用較小，更接近實際情況，影像更為可信。早期CTA掃描未采用預(yù)注射，只是根據(jù)大多數(shù)人的循環(huán)時間將掃描延時定為1214s，為了使掃描技術(shù)一致從而使研究對象更具可比性，所有病例均未進行試驗注射?？紤]到CTA掃描時間較長(60s)，造影劑用量僅為100ml，為了使血管內(nèi)造影劑濃度能長時間保持較高水平，所有病例均采用雙相注射，以達到形成峰值平臺的效果。但由于個體循環(huán)時間差異可達近10 s，通過預(yù)注射更好地抓住造影劑增強高峰時間，可減少假陰性；也避免因掃描過晚使動脈內(nèi)造影

25、劑濃度降低，同時靜脈顯影過多，給重建及診斷帶來困難。目前CTA像后處理還必須人為劃定血管與骨質(zhì)的界限，有時不可避免地丟失信息，尤其是靠近顱底的血管及部分椎-基底動脈，統(tǒng)計分析中未包括頸內(nèi)動脈即出于這種考慮。MIP為目前最常用的三維成像方法，因為它按照需要的角度，將密度最大的象素保留下來，并轉(zhuǎn)變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)，受操作者主觀影響小，本文亦將MIP作為三維重建方法，并通過調(diào)整窗寬、窗位使CTA與MRA像灰度接近，從而使二者更具可比性。但血管邊緣血流速度較慢，強度與背景相似，加上部分容積效應(yīng)等影響，MIP本身會夸大血管(尤其是與掃描平面平行的血管)狹窄的程度。為最大限度減小部分容積效應(yīng)的影響，掃描層厚應(yīng)盡

26、量薄，進床速度也不可過快(Pitch=1)，本組病例CTA掃描時層厚1mm，進床速度1mm/s，即出于這種目的。調(diào)整窗寬、窗位使CTA與MRA像的灰度接近可增加二者的可比性，但如果不回顧原始像都會丟失部分信息。對CTA而言，像后處理可能人為引起血管狹窄，回顧原始像可彌補這方面不足。MRA采用TOF法成像時，因顱底附近脂肪含量多，掃描序列和參數(shù)的選擇很難做到既很好地抑制脂肪信號，又使血管信號達到最大強度。背景抑制欠佳甚至會使血管影像扭曲。但即使在原始像上，渦流等因素仍會引起信號丟失。對MIP像進行多角度觀察，有助于提高診斷正確率。作者單位:(彭穎100034北京醫(yī)科大學第一醫(yī)院醫(yī)學影像科(作者現(xiàn)

27、在100034北京醫(yī)科大學臨床腫瘤學院醫(yī)學影像科)參考文獻1Liang EY,Michael C,Hsiang JH,et al.Detection and Assessment of Intracranial Aneurysms:Value of CT Angiography with Shaded-Surface Display.AJR,1995,165:1497-15022Schwartz RB,Tice HM,Hooten SM,et al.Evaluation of Cerebral Aneurysms with Helical CT:Correlation with Convent

28、ional Angiography and MR Angiography.Radiology,1994,192:717-7223Tampieri D,Leblanc R,Olesxek J,et al.Three-dimensional Computed Tomographic Angiography of Cerebral Aneurysm.Neurosurgery,1995,36:749-7554Harrison MJ,Johnson BA,Gardner GM,et al.Preliminary results on the management of unruptured intracranial aneurysms with magnetic resonanc