陳明山 邢 剛

腦血管病是目前嚴(yán)重威脅人類健康，具有高致殘率、高死亡率的一組高發(fā)疾病[1-2]。大腦中動脈（middle cerebral artery,MCA）是頸內(nèi)動脈的直接延續(xù)，其管腔粗大，是最容易發(fā)生血液循環(huán)障礙的腦動脈之一[3]。傳統(tǒng)最大密度投影（MIP）后處理技術(shù)用于MCA成像時，投影前后血管影像有重疊，不能充分顯示重疊血管關(guān)系。目前CT血管成像（CTA）MIP的分段顯示后處理技術(shù)是利用多平面重組（MPR）后處理方法，以冠狀面、矢狀面、橫斷面多個參考平面調(diào)整重組基線的重組層厚及偏移角度,使CTAMIP影像與靶血管等目標(biāo)結(jié)構(gòu)長軸平行，達(dá)到減少重疊干擾的效果，但是由于重組影像質(zhì)量多取決于醫(yī)生隨機(jī)性后處理方法，缺乏統(tǒng)一的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得處理后獲得的影像質(zhì)量因人而異。本文旨在探討在CTA-MIPMPR平臺上分析MCA血管分段顯示效果與層厚及角度的關(guān)系，確定最佳后處理參數(shù)，為全景式展示MCA各段血管提供規(guī)范化影像信息。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2014年6月—2016年6月在天津市泰達(dá)醫(yī)院因疑似MCA缺血行頭顱CTA及DSA檢查的100例病人 （764處節(jié)段血管）資料，其中男 60例，女 40例，年齡50～75歲，平均（64.3±10.7）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)采用全國第四屆腦血管疾病會議修訂的指南標(biāo)準(zhǔn)[4]。排除腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血等出血性腦卒中、顱內(nèi)動靜脈畸形、煙霧病和巨大動脈瘤及由心源性疾病引發(fā)的缺血性腦血管疾病。所有病人于檢查前均進(jìn)行碘過敏試驗，并簽署知情同意書。

1.2 設(shè)備與方法 采用荷蘭Philips公司Brilliance iCT 128層CT掃描設(shè)備。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流 250～332 mA，管球轉(zhuǎn)速 0.5 s/r，螺距 0.664，準(zhǔn)直128×0.625 mm。病人取仰臥位，由足向頭側(cè)掃描，掃描范圍為第2頸椎下緣到顱頂。智能觸發(fā)點興趣區(qū)（ROI）置于降主動脈氣管分叉水平，觸發(fā)閾值=150 HU。采用雙通道高壓注射器，經(jīng)肘前靜脈以5 mL/s流率注入碘佛醇(恒瑞醫(yī)藥，含碘320 mg/mL)50 mL，并注入30 mL 0.9%生理鹽水進(jìn)行稀釋。數(shù)據(jù)采集層厚0.9 mm，層間距0.45 mm。在星云工作站Analysis后處理平臺獲得 3D容積再現(xiàn) （VR）及CTA-MIPMPR 影像（窗位 200/窗寬 500）。

1.3 數(shù)據(jù)測量 由2名放射科主治醫(yī)師對CTAVR影像的空間跨度（space distance，SD）及走行角度（space angle，SA）進(jìn)行測量，測量2次并計算其平均值及95%可信區(qū)間（CI）。①SD測量：在VR平臺，根據(jù)MCA空間走行，測量M1段冠狀面、M2段矢狀面、M2-5段矢狀面及斜冠狀面空間跨度距離SD1、SD2、SD3及SD3'。②SA測量：在VR平臺，測量雙側(cè)MCA M1段冠狀面、M2段矢狀面、M2-5段冠狀面的偏移角度SA1、SA2、SA3以及M2-5段矢狀面的外旋角度SA3′、SA3″。③協(xié)同定位點：M1段冠狀面及M2-5段冠狀面為“蝶鞍中點”、M2段矢狀面及M2-5段矢狀面上為“外囊中點”。

1.4 參數(shù)測量及分組 CTA-VR上各動脈段SD及SA的統(tǒng)計測量值分別見表1、2。根據(jù)SD、SA各自95%CI內(nèi)及鄰近數(shù)值選取測試值，并根據(jù)臨床操作需要，分別設(shè)定CTA-MIP檢查中MPR影像選層厚度（D）和MPR參考平面重組基線的偏移角度（A）的不同測試值，將D、A的不同組合作為測試參數(shù)，在MPR-MIP平臺對 CTA-MIP影像 （窗位200/窗寬500）進(jìn)行測試分組。先按照不同的D值分為3組，這3組再分別按照不同A值分為3個亞組，共9組。

表1 CTA-VR影像上MCA各段的SD測量值 mm

表2 CTA-VR影像上MCA各段的SA測量值 （°）

1.4.1 M1段冠狀面 D值分別為 8、10、15 mm；A值（重組基線矢狀方向偏移）分別為 5°、0°、-5°。分為組 1（8 mm、-5°），組 2（8 mm、0°），組 3（8 mm、5°），組4（10 mm、-5°），組 5（10 mm、0°），組 6（10 mm、5°），組 7（15 mm、-5°），組 8（15 mm、0°），組 9（15 mm、5°）。

1.4.2 M2段矢狀面 D值分別為 20、25、30 mm；A值（重組基線冠狀方向偏移）分別為-5°、0°、5°。 分為組 1（20 mm、-5°），組 2（20 mm、0°），組 3（20 mm、5°），組 4（25 mm、-5°），組 5（25 mm、0°），組 6（25 mm、5°），組 7（30 mm、-5°），組 8（30 mm、0°），組 9（30 mm、5°）。

1.4.3 M2-5段 ①低頭冠狀面，D值分別為30、35、40 mm；A值（重組基線矢狀方向低頭偏移）分別為 25°、30°、35°。分為組 1（30 mm、25°），組 2（30 mm、30°），組 3（30 mm、35°），組 4（35 mm、25°），組 5（35 mm、30°），組 6（35 mm、35°），組 7（40 mm、25°），組 8（40 mm、30°），組 9（40 mm、35°）。 ②外旋矢狀面，D 值分別為 30、35、40 mm；A 值：軸轉(zhuǎn)（橫斷面參考平面重組基線外旋角度）時分別為25°、20°、25°，矢轉(zhuǎn)（矢狀面參考平面重組基線外旋角度）時分別為 25°、30°、30°。 分為組 1（30 mm、25°/25°），組 2（30 mm、20°/30°），組 3（30mm、25°/30°），組 4（35 mm、25°/25°），組 5（35 mm、20°/30°），組 6（35 mm、25°/30°），組 7（40 mm、25°/25°），組 8（40 mm、20°/30°），組 9（40 mm、25°/30°）。

1.5 影像評價 由2名放射科醫(yī)師（副主任和主任醫(yī)師）分別采用雙盲法對選值區(qū)間的各組影像進(jìn)行綜合評價，當(dāng)意見不一致時采用高級別醫(yī)師意見。

1.5.1 影像質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn) ①4分，在靶分段血管重組影像中顯示該段血管全長，對比度極好，主血管及分支血管連續(xù)、邊緣銳利，整體影像質(zhì)量非常好，無重疊血管干擾。②3分，在靶分段血管重組影像中顯示該段血管長度≥2/3該段血管全長，對比度極好，主血管及分支血管連續(xù)、邊緣銳利，整體影像質(zhì)量非常好，重疊血管干擾極少。③2分，在靶分段血管重組影像中顯示該段血管長度≤2/3該段血管全長，對比度好，主支血管連續(xù)、邊緣銳利，整體影像質(zhì)量較好，重疊血管干擾少。④1分，在靶分段血管重組影像中顯示該段血管長度≤2/3該段血管全長，對比度好，主血管及分支血管不連續(xù)、邊緣欠銳利，整體影像質(zhì)量差或重疊血管干擾多。

1.5.2 管腔狹窄程度分組 MCA狹窄率計算及狹窄程度分級均參照Samuels標(biāo)準(zhǔn)[5],即狹窄率=（1-Ds/D n）×100%，Ds為MCA最狹窄處的血管管徑,Dn為正常處血管管徑，正常管徑首選狹窄近心端正常MCA管徑，次選狹窄遠(yuǎn)心端正常MCA管徑，管徑測量采用電子尺測量像素方法。根據(jù)血管狹窄率分為正常組、狹窄率＜50%組、狹窄率50%～90%組和閉塞組。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t法進(jìn)行檢驗。應(yīng)用受試者操作特征（ROC）曲線分析優(yōu)化CTA-MIP顯示血管狹窄的準(zhǔn)確度。一致性分析采用Kappa檢驗，κ＜0.4為一致性較差，0.4≤κ≤0.7為一致性中等，κ＞0.7為一致性良好。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MCA各段的優(yōu)化參數(shù)

2.1.1 M1段冠狀面 組1～9的影像質(zhì)量評分分別為 1.74±0.71、2.07±0.71、1.45±0.72、2.81±0.61、3.26±0.61、2.79±0.64、3.41±0.84、3.85±0.51、3.13±0.80，9組影像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=36.97，P=0.027），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。其中，組8的影像質(zhì)量評分高于其他各組（均P＜0.05）。即MCA M1段最優(yōu)化參數(shù)為冠狀面、層厚15 mm、角度偏移 0°。

2.1.2 M2段矢狀面 組1～9的影像質(zhì)量評分分別為 1.54±0.31、2.16±0.61、1.45±0.73、3.01±0.49、3.36±0.53、3.05±0.51、2.41±0.74、2.85±0.31、2.13±0.65，9組影像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=32.73，P=0.014），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。其中，組5的影像質(zhì)量評分高于其他組（均P＜0.05）。即MCA M2段矢狀面的最優(yōu)化參數(shù)為矢狀面、層厚25 mm、角度偏移 0°。

2.1.3 M2-5段 ①低頭冠狀面，組1～9影像質(zhì)量評分分別為 2.60±0.44、2.71±0.41、2.92±0.41、3.04±0.45、3.15±0.34、3.41±0.40、1.27±0.67、1.38±0.86、1.65±0.82，9組影像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=40.61，P=0.004），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。其中，組6的影像質(zhì)量評分均高于其他組（均P＜0.05）。②外旋矢狀面，組1～9的影像質(zhì)量評分分別為 2.28±0.38、2.58±0.40、3.01±0.41、2.74±0.41、3.16±0.40、3.42±0.33、1.26±0.45、1.59±0.82、1.90±0.84，9組影像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（F=39.31，P=0.011），組間兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。其中，組6的影像質(zhì)量評分均高于其他組 （均P＜0.05）。因此，M2-5段最優(yōu)化參數(shù)為①低頭冠狀面、層厚35 mm、角度偏移35°；②外旋矢狀面、層厚35 mm、軸轉(zhuǎn) 25°、矢轉(zhuǎn) 30°。

2.2 優(yōu)化CTA-MIP與DSA檢查結(jié)果比較 優(yōu)化CTA-MIP診斷血管狹窄的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、ROC曲線下面積分別為90.5%、97.7%、87.5%、98.3%、0.941。 CTA與DSA檢查結(jié)果的一致率為 96.5%，κ=0.783，一致性良好（表 3，圖 1）。

表3 優(yōu)化CTA-MIP與DSA診斷血管狹窄率的結(jié)果對照

3 討論

MCA是頸內(nèi)動脈直接延續(xù)部分，是缺血性腦血管病的主要責(zé)任血管[6-7]。影像檢查方法包括DSA、MRA、CTA等。目前DSA仍是血管檢查的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)、費用高、易引起并發(fā)癥及風(fēng)險大的缺點，使其不能成為血管病的首要檢查方法[8]。MRA因受分辨力和血流的影響，與DSA相比，其陽性預(yù)測值較低[9]，只能作為一般的篩查手段。CTA能夠快速、無創(chuàng)地評價顱內(nèi)外血管形態(tài)、管腔直徑、走行及毗鄰結(jié)構(gòu)，評價顱內(nèi)大動脈狹窄或閉塞的準(zhǔn)確性很高，在部分研究中甚至超過DSA[10]。

圖1 優(yōu)化CTA-MIP診斷血管狹窄的ROC曲線

多層螺旋CTA常應(yīng)用的后處理技術(shù)包括MPR、VR、MIP等。MPR具有影像重疊少、任意斜面成像、局部細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示好等優(yōu)點。MIP相比于傳統(tǒng)的VR更為簡單，最大的優(yōu)勢是提高小分支動脈的顯示能力[11]，顯示細(xì)節(jié)清楚、真實且優(yōu)于VR[12]，但全腦MIP存在非靶區(qū)血管重疊干擾的不足。MIP-MPR是基于MIP顯示血管優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，利用MPR技術(shù)，根據(jù)血管走行方位上血管跨度及走行角度，調(diào)整以橫斷面、冠狀面及矢狀面參考平面重組基線的重組層厚及偏移角度,使CTA-MIP影像與靶血管等目標(biāo)結(jié)構(gòu)長軸平行，進(jìn)行分段顯示，達(dá)到減少重疊干擾的優(yōu)化效果，提高重組影像質(zhì)量。

在CTA-MIP檢查中，MCA分段優(yōu)化顯示的研究國內(nèi)外尚未見報道。由于分段重組影像多由醫(yī)生隨機(jī)性后處理完成，缺乏統(tǒng)一的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得處理后影像質(zhì)量因人而異，成像效果差異較大，因此研究MCA分段顯示后處理參數(shù)優(yōu)化，對保證重組影像質(zhì)量具有重要意義。

本研究中，MCA M1段以冠狀面、層厚15 mm、角度偏移0°獲取其分段顯示MRP-MIP后處理影像質(zhì)量最優(yōu)，此優(yōu)化模式重組（圖2A）不僅清晰顯示其頸內(nèi)動脈分叉至島閾轉(zhuǎn)角處全長、走行及主干血管的直徑，還可清晰顯示周圍的鄰近組織；在分支血管方面，可以清楚顯示主要穿支動脈外側(cè)豆紋動脈，且減少周圍重疊血管的干擾。最佳參數(shù)重組影像在顯示較為復(fù)雜MCA變異情況時影像質(zhì)量不佳，無法顯示其全程血管，該種變異是頸內(nèi)動脈終末分支發(fā)出以前另有一支較大的MCA[13]，比較罕見，在后處理中只顯示一根MCA。本研究發(fā)現(xiàn)，在MCA M1段標(biāo)準(zhǔn)冠狀面MRP-MIP后處理重組中，選層厚度增加可造成蝶鞍區(qū)骨質(zhì)對M1近段的遮蓋干擾；選層厚度減小會造成M1跨度大區(qū)域血管重組缺失，重組基線在標(biāo)準(zhǔn)冠狀面的前后角度偏移造成M1段末端血管的重組缺失，這是導(dǎo)致重組影像質(zhì)量下降的主要原因。MCA M1段是腦血管阻塞、顱內(nèi)動脈瘤的好發(fā)部位，主要分支動脈豆紋動脈是供應(yīng)內(nèi)囊的主要穿通動脈，M1段的優(yōu)化分段顯示為神經(jīng)科醫(yī)生進(jìn)行血管內(nèi)介入治療及外科手術(shù)術(shù)前評估提供重要的影像資料。

本研究中，MCAM2段以矢狀面重組、層厚25mm、角度偏移0°獲取其分段顯示影像質(zhì)量最優(yōu)，此優(yōu)化模式重組（圖2B）“平鋪”式地展開M2段，清楚顯示在島池內(nèi)從膝部處至環(huán)狀溝處的上M2段干型，在主干上以雙干型多見，其中上干為主型常見，多分支多干型M2段，部分血管會有交叉重疊現(xiàn)象。該MRP-MIP后處理重組選層厚度增加可造成M2段周圍淺靜脈顯影干擾，選層厚度減小使得M2分支遠(yuǎn)端血管無法進(jìn)入重組區(qū)域，造成重組缺失，重組基線在標(biāo)準(zhǔn)矢狀面的左右偏移造成M2段兩端血管被周圍的顳骨或頂骨遮蓋干擾，造成重組影像質(zhì)量下降。M2段上支優(yōu)勢型最常見，而雙支對稱型僅占到不足1/5。在外科手術(shù)中，術(shù)者若分離到一支較粗大的MCA并不意味著該病人一定是單干型病人，需仔細(xì)游離，充分暴露，而避免損傷。該優(yōu)化模式重組影像可為術(shù)前提供準(zhǔn)確的M2段干型的影像信息。

圖2 病人男，58歲。正常MCA各段不同優(yōu)化位CTA-MIP影像。A-D圖分別為M1段冠狀面、M2段矢狀面、M2-5段低頭冠狀面、M2-5段外旋矢狀面影像。

本研究中M2-5段的低頭冠狀面重組（層厚35 mm、角度偏移 35°）及外旋矢狀面重組（層厚35 mm、軸轉(zhuǎn)25°、矢轉(zhuǎn)30°）獲取其分段顯示影像質(zhì)量最優(yōu)，該模式重組（圖2C、2D）不僅能夠清晰顯示M2段主干繞島葉前端進(jìn)入外側(cè)裂的U形結(jié)構(gòu)，而且可以部分觀察M3-5段穿行于外側(cè)裂向外走行情況，在顯示M2-5段走行方面發(fā)揮優(yōu)勢。外旋矢狀面模式重組“平鋪”式地展開M2-5段血管，無重疊地展示了MCA的分叉結(jié)構(gòu)及血管分布情況。研究中還發(fā)現(xiàn)，MRP-MIP后處理重組在選層厚度增加時可造成M2-5段周圍顳骨麟部及頂骨遮蓋干擾，而選層厚度減小及外旋角度變小時可使M5段遠(yuǎn)端血管無法進(jìn)入重組區(qū)域進(jìn)而造成重組缺失，使得影像質(zhì)量下降。該優(yōu)化模式重組影像可以觀察MCA M2-5段整體走行及分支分布情況，判斷營養(yǎng)部位的血流情況，為MCA近端重度狹窄病人的介入治療及預(yù)后評估提供影像學(xué)支持。

本研究MRP-MIP優(yōu)化重組影像將MCA不同層面結(jié)構(gòu)顯示在同一個二維平面上，達(dá)到類似DSA的效果。但由于MCA CTA-MIP分段顯示是對靶血管的局部成像，利用的掃描信息較少，與其他三維后處理方法相比空間分辨力有所下降；由于部分容積效應(yīng)的影響，整個背景密度增加，末梢細(xì)小血管可能遺漏，血管邊緣可能變得較模糊，導(dǎo)致血管的狹窄率被高估。

本研究將優(yōu)化CTA-MIP與其DSA進(jìn)行對比研究，觀察其優(yōu)化效果的臨床價值。Bash等[14]在對比CTA與DSA診斷顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞的研究中發(fā)現(xiàn)，CTA的敏感度為98%，陽性預(yù)測值為93%。Nguyen-Huynh等[15]報道了相似的結(jié)果，CTA在診斷狹窄率＞50%或閉塞時有極高的敏感度（97.1%）與陽性預(yù)測值（99.5%）。本研究顯示優(yōu)化CTA-MIP的敏感度、陽性預(yù)測值略低于上述傳統(tǒng)CTA對比研究結(jié)果，可能原因是觀察者對狹窄的認(rèn)識程度不同，以及操作旋轉(zhuǎn)未達(dá)病變標(biāo)準(zhǔn)切線位水平。本研究中發(fā)現(xiàn)優(yōu)化CTA-MIP不僅對閉塞血管診斷的敏感度和陽性預(yù)測值均達(dá)到了100%，而且能顯示血管遠(yuǎn)端情況（圖3A、3B），這一點優(yōu)于DSA，因為DSA是一過性、瞬時成像，對于有代償?shù)闹囟泉M窄血管的遠(yuǎn)端側(cè)支供血血管無法顯示（圖3C）。本研究與DSA檢查結(jié)果一致率為96.5%，一致性較高，能較好地判斷狹窄程度（圖4）。因此，CTA-MIP優(yōu)化后處理分段不僅能較好地判斷管腔直徑及狹窄程度，而且可以顯示嚴(yán)重狹窄或閉塞遠(yuǎn)端血管。

總之，在CTA-MIP檢查中，預(yù)設(shè)的層厚和角度對MCA分段優(yōu)化顯示影像質(zhì)量至關(guān)重要，其優(yōu)化顯示對狹窄程度的評價與DSA有較高一致性?；趦?yōu)化的選層厚度及偏移角度，利用MPR技術(shù)，CTAMIP分段顯示能夠清晰展示MCA各段管腔大小、走行及分支細(xì)節(jié)，同時通過建立優(yōu)化參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使影像醫(yī)師對MCA血管的診斷更具針對性及標(biāo)準(zhǔn)化，為腦血管優(yōu)化顯示研究提供了全新的方法及理念。本研究尚存在一定局限性，未納入煙霧病及血管畸形等少見病例，今后的研究需要加大對這2種病例的收集并行更進(jìn)一步的研究。

圖3 病人女，64歲。A圖 優(yōu)化CTA-MIP顯示MCA M1段閉塞（白箭），同時顯示閉塞遠(yuǎn)端血管情況（黑箭）。B圖顯示閉塞遠(yuǎn)端血管情況 （黑箭）。C圖 DSA顯示MCA閉塞，未見造影劑充盈（白箭）。

圖4 病人男，68歲。A圖優(yōu)化CTA-MIP圖顯示MCA M1段中度狹窄（白箭）。B圖同一病人DSA顯示MCA M1段中度狹窄（白箭）。