低劑量雙源CT顱腦灌注成像在超急性期腦梗死中的診斷價(jià)值

摘要

目的探討管電壓為70kV時(shí)不同管電流及采集頻次對(duì)雙源CT顱腦灌注成像（CTP）圖像質(zhì)量、輻射劑量的影響，及其在超急性期腦梗死患者中的診斷價(jià)值。方法前瞻性選取2017年12月至2019年2月浙江省麗水市中心醫(yī)院臨床可疑的超急性期腦梗死患者190例，按照數(shù)字表法隨機(jī)分為4組，A、B、C組均50例，D組40例，均在發(fā)病6h內(nèi)行雙源CT平掃及70kV管電壓顱腦灌注成像。A組管電流120mA，B組和C組管電流均為100mA，D組管電流80mA。A、B、D組采集頻次21次，C組采集頻次17次。測量腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）、平均通過時(shí)間（MTT）、達(dá)峰時(shí)間（TTP）等，評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，記錄有效劑量（ED）。各參數(shù)組間圖像質(zhì)量及輻射劑量的比較采用單因素方差分析。結(jié)果4組CTP偽彩圖灰質(zhì)和白質(zhì)灌注參數(shù)（CBF、CBV、MTT及TTP）的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），所有圖像均可滿足診斷要求。A組頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度、整體圖像質(zhì)量及頸內(nèi)動(dòng)脈圖像噪聲評(píng)級(jí)高于D組（P<0.05）；A組頸內(nèi)動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度高于B、C組（P<0.05）；B、C組頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度均高于D組（P<0.05）。CT平掃及A、B、C、D組的ED分別為1.10、2.11、1.76、1.42、1.40mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。與A組相比，B、C及D組的ED均有不同程度的降低，分別降低16.6%（0.35/2.11）、32.7%（0.69/2.11）及33.6%（0.71/2.11），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均<0.05）。對(duì)于超急性期腦梗死，低劑量雙源CTP陽性率為93.5%（172/184），CT平掃陽性率為52.2%（96/184）；對(duì)于超急性期腔隙性腦梗死，低劑量雙源CTP陽性率為72.1%（31/43），CT平掃陽性率為16.3%（7/43）。結(jié)論70kV管電壓CTP，適當(dāng)減低管電流（100mA）及采集頻次（17次）可降低輻射劑量且圖像質(zhì)量可滿足診斷需求。相較于CT平掃，低劑量雙源CTP對(duì)于超急性期腦梗死尤其是腔隙性腦梗死更為敏感。近半數(shù)幸存的腦梗死患者會(huì)出現(xiàn)不同程度的神經(jīng)功能損傷，影像學(xué)上將發(fā)病時(shí)間在6h以內(nèi)的腦梗死稱為超急性期腦梗死，在此階段進(jìn)行溶栓治療可明顯提高臨床療效并改善預(yù)后。腦梗死患者的預(yù)后與核心梗死區(qū)范圍和病變區(qū)側(cè)支血流情況密切相關(guān)，及時(shí)恢復(fù)病變腦組織血供可挽救缺血半暗帶神經(jīng)細(xì)胞及功能。因此，早期確診腦梗死并及時(shí)進(jìn)行干預(yù)、治療已成為國內(nèi)外醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)。顱腦CT灌注成像（computedtomographyperfusionimaging，CTP）可實(shí)時(shí)反映缺血腦組織的血流動(dòng)力學(xué)情況，能早期準(zhǔn)確顯示腦缺血的部位、范圍以及缺血程度，但其輻射劑量較高，目前改良320層容積CTP的輻射劑量為3.28mSv，相較之下，斷層顱腦CT平掃輻射劑量為0.92mSv，螺旋掃描為1.38mSv，故而在檢查獲益和輻射危險(xiǎn)之間難以取舍。雙源CT灌注成像可將管電壓降至70kV，使用雙源CT灌注成像可將輻射劑量降至1.80~2.98mSv，同時(shí)可獲得良好的圖像質(zhì)量。筆者旨在探討當(dāng)管電壓為70kV時(shí)不同管電流和采集頻次對(duì)CTP圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響，及其在超急性期腦梗死中的早期診斷價(jià)值。資料與方法一、患者資料本研究為前瞻性研究，通過了浙江省麗水市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，批準(zhǔn)文號(hào)科研倫審（2017）第（55）號(hào)。連續(xù)收集2017年12月至2019年2月浙江省麗水市中心醫(yī)院符合以下標(biāo)準(zhǔn)的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）臨床可疑超急性期腦梗死患者，所有患者均在發(fā)病6h內(nèi)行雙源CT平掃及CTP檢查，診斷滿足《中國急性缺血性腦卒中診治指南2014》或《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》中的相關(guān)診斷要求；（2）既往無出血性或缺血性腦卒中病史；（3）在發(fā)病1周內(nèi)復(fù)查顱腦CT和（或）MRI檢查明確是否存在腦梗死。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并嚴(yán)重精神疾病，不能配合檢查；（2）心肺功能不全、肝腎功能異常；（3）對(duì)碘對(duì)比劑過敏；（4）妊娠及哺乳期婦女。190例患者納入研究，男115例，女75例，年齡29~94（70.7±12.1）歲。接受檢查的時(shí)間距離發(fā)病1.5~5.5h，平均（4.3±1.1）h。合并高血壓108例，糖尿病30例，冠心病55例。

二、CT檢查方法采用德國SiemensSomatomForce雙源CT機(jī)進(jìn)行掃描。首先行頭顱CT平掃，掃描范圍從顱底到顱頂。頭先進(jìn)，掃描參數(shù)管電壓100kV，采用自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)（344、303mA），矩陣512×512，層厚5mm，層間距3mm。將患者按照數(shù)字表法隨機(jī)分為4組，A、B、C組均50例，D組40例。

CTP檢查掃描方案：經(jīng)肘前靜脈使用高壓注射器注入碘克沙醇（含碘320mg/ml）50ml，注射流率5ml/s，管電壓70kV，矩陣512×512，掃描范圍114mm，延遲時(shí)間4s，行高級(jí)模擬迭代重組。A組管電流120mA，B組和C組管電流均為100mA，D組管電流80mA。A、B、D組采集頻次21次，具體為2次×3.0s+17次×1.5s+2次×3.0s，總掃描時(shí)間37.5s；C組采集頻次17次，3次×3.0s+12次×1.5s+2次×5.0s，總掃描時(shí)間37.0s。

將掃描獲得數(shù)據(jù)傳至Syngo圖像工作站，利用NeuroPerfusion軟件進(jìn)行圖像后處理，獲得相應(yīng)腦血流量（crerbralbloodflow，CBF）、腦血容量（crerbralbloodvolume，CBV）、平均通過時(shí)間（meantransittime，MTT）、達(dá)峰時(shí)間（timetopeak，TTP）等參數(shù)的偽彩圖。發(fā)現(xiàn)灌注異常時(shí)，選擇圓形工具在異常灌注區(qū)內(nèi)多處勾畫感興趣區(qū)，面積0.4~0.5cm2，同時(shí)獲得患側(cè)及對(duì)側(cè)CBF、CBV、MTT和TTP值。選取大腦中動(dòng)脈為基線血管，獲得時(shí)間-密度曲線，選取峰值時(shí)間原始數(shù)據(jù)薄層圖像，重建出CTA圖像和MIP圖像。

三、圖像分析2名放射科副主任醫(yī)師在不知曉患者分組的情況下先分別對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，再討論達(dá)成一致。

1．CTP圖像評(píng)估：評(píng)估偽彩圖CBF、CBV、MTT及TTP的圖像質(zhì)量。采用3級(jí)評(píng)分法進(jìn)行評(píng)估（0分差、1分中等、2分好），評(píng)估內(nèi)容包括灰白質(zhì)灌注偽彩圖色階差異，缺血區(qū)與正常組織灌注偽彩圖色階差異，圖像均質(zhì)性和有無偽影[6]。各項(xiàng)分值相加，最高分值8分，>6分圖像為質(zhì)量高，>3分且≤6分為質(zhì)量中等，≤3分圖像為質(zhì)量差，不能診斷。灌注參數(shù)比較：根據(jù)阿爾伯塔腦卒中計(jì)劃早期CT評(píng)分，選擇圓形工具在每例患者大腦中動(dòng)脈供血區(qū)的正常額、顳、頂葉灰質(zhì)及白質(zhì)區(qū)各勾劃一感興趣區(qū)，面積0.4~0.5cm2，獲得對(duì)應(yīng)CBF、CBV、MTT及TTP值。2．重建CTA圖像評(píng)估：評(píng)估參數(shù)包括圖像噪聲評(píng)級(jí)、血管管腔邊緣銳利度和整體圖像質(zhì)量，評(píng)估對(duì)象包括頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈。圖像噪聲評(píng)級(jí)分為4級(jí)，4級(jí)為圖像噪聲?。?級(jí)為圖像噪聲稍大；2級(jí)為圖像噪聲較大，仍可滿足診斷；1級(jí)為圖像噪聲大，無法診斷。血管管腔邊緣銳利度分為4級(jí)，4級(jí)為銳利，3級(jí)為良好，2級(jí)為可接受，1級(jí)為無法診斷。整體圖像質(zhì)量分為4級(jí)，4級(jí)為圖像質(zhì)量優(yōu)；3級(jí)為良好；2級(jí)為可接受，能滿足診斷要求；1級(jí)為不能診斷。

四、輻射劑量記錄主要輻射參數(shù)值，包括容積CT劑量指數(shù)（volumeCTdoseindex，CTDIvol）、劑量長度乘積（doselengthproduct，DLP），根據(jù)公式計(jì)算有效劑量（effectivedose，ED），ED=DLP×K，k為組織權(quán)重因子，顱腦檢查時(shí)k值為0.0023mSv·mGy-1·cm-1。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)計(jì)量資料是否符合正態(tài)分布，正態(tài)分布的資料以±s表示。各參數(shù)組間圖像質(zhì)量及輻射劑量的比較采用單因素方差分析，組內(nèi)兩兩比較采用SNK法。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果一、圖像質(zhì)量評(píng)估4組CTP偽彩圖灰質(zhì)和白質(zhì)灌注參數(shù)（CBF、CBV、MTT及TTP）的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。4組CTP偽彩圖（CBF、CBV、MTT及TTP）圖像質(zhì)量各組評(píng)分值均>6分，可滿足診斷要求，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。4組患者重組CT血管成像（computedtomographyangiography，CTA）最大密度投影圖像質(zhì)量評(píng)分，頸內(nèi)動(dòng)脈的圖像噪聲評(píng)級(jí)、血管管腔邊緣銳利度、整體圖像質(zhì)量和大腦中動(dòng)脈的血管管腔邊緣銳利度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3），其中A組頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度、整體圖像質(zhì)量及頸內(nèi)動(dòng)脈圖像噪聲評(píng)級(jí)高于D組（P<0.05）；A組頸內(nèi)動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度高于B、C組（P<0.05）；B、C組頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈血管管腔邊緣銳利度均高于D組（P<0.05，圖1，圖2，圖3，圖4）。其中D組圖像綜合評(píng)分較低，部分放射科診斷醫(yī)師反映圖像質(zhì)量欠佳，故中期停止該參數(shù)檢查。圖1~4

分別為A、B、C、D組重組CT血管成像的最大密度投影圖像。A組圖像噪聲較小，動(dòng)脈邊緣銳利度較高，遠(yuǎn)端分支顯示清晰；B、C組較A組噪聲稍大，遠(yuǎn)端分支顯示欠佳；D組噪聲較大，頸內(nèi)動(dòng)脈邊緣毛糙，遠(yuǎn)端分支部分顯示不清二、輻射劑量雙源CT灌注檢查參數(shù)相同時(shí)，不同患者的CTDIvol及DLP基本相等，CT平掃及A、B、C、D組的ED分別為1.10、2.11、1.76、1.42、1.40mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=164529.741，P<0.05）。與A組相比，B、C及D組的ED均有不同程度的降低，分別降低16.6%（0.35/2.11）、32.7%（0.69/2.11）及33.6%（0.71/2.11），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均<0.05，表4）。三、CT平掃與低劑量雙源CTP對(duì)超急性期腦梗死檢出率的比較納入的可疑超急性期腦梗死患者190例中，經(jīng)復(fù)查確診腦梗死184例（圖5，圖6，圖7，圖8，圖9，圖10，圖11，圖12，圖13），其中經(jīng)復(fù)查CT確診54例，經(jīng)復(fù)查MRI確診130例，核心梗死區(qū)長徑0.4~12.5cm，平均（4.80±1.70）cm；其余6例診斷為短暫性腦缺血發(fā)作（CTP異常而復(fù)查MRI顯示正常，圖14，圖15，圖16，圖17，圖18，圖19，圖20，圖21）。184例中，CT平掃正確診斷96例，陽性率為52.2%（96/184）；核心梗死區(qū)長徑0.9~12.5cm，平均6.39cm。低劑量雙源CTP正確診斷172例，陽性率為93.5%（172/184）；核心梗死區(qū)長徑0.4~12.5cm，平均5.09cm。按腦梗死部位區(qū)分，累及多個(gè)腦葉107例，累及單個(gè)腦葉且核心梗死區(qū)長徑>1.5cm35例，腔隙性腦梗死（核心梗死區(qū)長徑≤1.5cm）42例。圖5~13

女，68歲，左側(cè)額頂葉腦梗死，重組CT血管成像提示左側(cè)大腦中動(dòng)脈腦島段閉塞，急診行顱內(nèi)動(dòng)脈取栓術(shù)聯(lián)合動(dòng)脈溶栓治療。圖5示左側(cè)額頂葉腦血流量（CBF）下降。圖6示腦血容量（CBV）減低。圖7，8示平均通過時(shí)間（MTT）及達(dá)峰時(shí)間（TTP）延長。圖9示左側(cè)額頂葉病變區(qū)CT平掃密度較對(duì)側(cè)稍減低，腦灰白質(zhì)顯示不清。圖10為重組CT血管成像，示左側(cè)大腦中動(dòng)脈腦島段閉塞。復(fù)查擴(kuò)散加權(quán)成像（圖11）和表觀擴(kuò)散系數(shù)圖（圖12）確診為左側(cè)額頂葉腦梗死。圖13為3個(gè)月后復(fù)查CT提示原核心梗死區(qū)基本軟化圖14~21

男，49歲，視物模糊、左側(cè)肢體麻木3h，后確診為短暫性腦缺血發(fā)作。圖14示右側(cè)顳枕葉腦血流量（CBF）較對(duì)側(cè)減低。圖15示腦血容量（CBV）稍減低。圖16示平均通過時(shí)間（MTT）延長。圖17示達(dá)峰時(shí)間（TTP）延長。圖18為CT平掃，未見異常。發(fā)病3d后復(fù)查擴(kuò)散加權(quán)成像（圖19）和表觀擴(kuò)散系數(shù)圖（圖20）顯示正常。圖21為重組CT血管成像，顯示正常圖22~29

女，50歲，右側(cè)側(cè)腦室旁白質(zhì)區(qū)腔隙性腦梗死。CBF圖（圖22）和CBV圖（圖23）未見異常。圖24，25分別顯示右側(cè)側(cè)腦室旁白質(zhì)區(qū)MTT及TTP延長。圖26為CT平掃，顯示正常。復(fù)查擴(kuò)散加權(quán)成像（圖27）和表觀擴(kuò)散系數(shù)圖（圖28）右側(cè)側(cè)腦室旁白質(zhì)區(qū)腔隙性腦梗死（圖27）。重組CT血管成像（圖29）顯示腦動(dòng)脈正常四、CT平掃與低劑量雙源CTP的腔隙性腦梗死檢出率的比較經(jīng)擴(kuò)散加權(quán)成像和測量表觀擴(kuò)散系數(shù)值復(fù)查確診腔隙性腦梗死43例（圖22，圖23，圖24，圖25，圖26，圖27，圖28，圖29），核心梗死區(qū)長徑0.4~1.5cm，平均0.93cm。CT平掃正確診斷7例，陽性率為16.3%（7/43）；核心梗死區(qū)長徑0.9~1.4cm，平均1.17cm。低劑量雙源CTP提示灌注異常31例，多表現(xiàn)為MTT和（或）TTP延長，陽性率為72.1%（31/43）；核心梗死區(qū)長徑0.4~1.5cm，平均1.05cm。12例CT灌注正常者M(jìn)RI檢查顯示病灶多位于腦干（6例）及基底節(jié)區(qū)及側(cè)腦室旁（5例），且病灶長徑較小，DWI上長徑（0.63±0.31）cm。討論一、CTP輻射劑量近年來，通過改變灌注掃描條件及后處理方法，低劑量CTP的研究得到了明顯發(fā)展，包括降低管電壓、降低管電流、減少采集頻次等。筆者采用雙源CT進(jìn)行掃描，管電壓為現(xiàn)有灌注檢查中最低的70kV，觀察不同管電流及采集頻次時(shí)灌注圖像和重組CTA圖像質(zhì)量和輻射劑量。報(bào)道，管電流下降至50mA以下時(shí)，CTP各參數(shù)圖像質(zhì)量才會(huì)明顯下降。本研究最低管電流80mA，所獲得的重組CTA圖像質(zhì)量欠佳，難以滿足臨床診療需求。一般認(rèn)為圖像采集時(shí)間40~45s可獲得較可靠的灌注值，研究發(fā)現(xiàn)，將采集時(shí)間降低至32.7s，灌注圖像仍可滿足診斷需求，目前臨床研究采集時(shí)間多為36~40s。在此時(shí)間范圍內(nèi)減少采集頻次可顯著降低輻射劑量，但采集頻率超過3s，圖像質(zhì)量不能滿足診斷要求。本研究中管電流100mA、采集頻次為17次時(shí)，可將DLP降低至618.1mGy-1·cm-1，ED為1.42mSv，為CT平掃的1.29倍，同時(shí)所得圖像（主要為重組CTA圖像）可滿足臨床診斷需求。

二、CTP對(duì)超急性期腦梗死的診療價(jià)值當(dāng)病變部位腦血流量及血容量下降超過腦組織代謝儲(chǔ)備力時(shí)，神經(jīng)元將發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的功能及形態(tài)學(xué)改變，進(jìn)一步發(fā)展即為腦梗死。正常人腦組織血流量為50~60ml·min-1·100g-1，當(dāng)血流量為輕、中度降低時(shí)，患側(cè)與對(duì)側(cè)CBF比值≥0.2，即血流量≥10ml·min-1·100g-1時(shí)，及時(shí)恢復(fù)血流再灌注，神經(jīng)元功能仍可恢復(fù)正常；當(dāng)血流量重度降低，患側(cè)與對(duì)側(cè)CBF比值<0.2，即血流量<10ml·min-1·100g-1時(shí)，腦缺血不可逆，大部分神經(jīng)元細(xì)胞將在數(shù)分鐘之內(nèi)死亡。CTP檢查速度快，禁忌證較少，能實(shí)時(shí)反映缺血腦組織的血流灌注情況，準(zhǔn)確顯示腦缺血的部位、范圍及缺血程度，通過灌注參數(shù)CBF和CBV定量對(duì)比可識(shí)別不可逆性的核心梗