謝定祥，賴志滿，趙靜，吳嘉樂(lè)，蔡華崧，胡曼詩(shī)

（中山大學(xué) 附屬第一醫(yī)院 放射診斷科，廣東 廣州 510080）

動(dòng)靜脈畸形（arterio venous malformation，AVM）是指腦血管在胚胎時(shí)期發(fā)育異常，缺乏連通動(dòng)、靜脈之間的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)，血流直接從動(dòng)脈流入到靜脈［1］。AVM也是年輕人顱內(nèi)出血的主要原因，如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療可能會(huì)導(dǎo)致功能障礙甚至死亡。目前常用的檢查方法有CT血管造影（CT angiography，CTA）、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、數(shù)字減 影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）。DSA是臨床公認(rèn)診斷顱內(nèi)AVM的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但DSA為有創(chuàng)檢查，且對(duì)醫(yī)師的操作技能要求高，檢查還可能會(huì)出現(xiàn)血管栓塞、損傷等并發(fā)癥。MRI檢查時(shí)間較長(zhǎng)，而且對(duì)于急診、兒科等易躁動(dòng)患者的檢查難度較大，因此未能作為篩查AVM的常用方法［2］。CTA是無(wú)創(chuàng)性的血管成像技術(shù)，且費(fèi)用較低、檢查手段便捷、并發(fā)癥較少，通過(guò)后處理手段能夠快速獲得病變血管的影像［3］。但常規(guī)CTA時(shí)間分辨率低，無(wú)法區(qū)分AVM血流的動(dòng)態(tài)變化，在診斷AVM的供血?jiǎng)用}、引流靜脈等細(xì)節(jié)方面不如金標(biāo)準(zhǔn)DSA［4］。目前，在三維CTA的基礎(chǔ)上，增加了時(shí)間維度的四維CT血管造影（four-dimensional CT angiography，4D-CTA）已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于各類腦血管疾病診斷當(dāng)中，本研究探討4D-CTA在AVM診斷中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院在2017年1月至2022年5月診斷為顱內(nèi)AVM患者60例，臨床癥狀包括突發(fā)頭暈頭痛、嘔吐、意識(shí)障礙、抽搐、視力模糊、肌體無(wú)力等，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）所有患者均簽署CT增強(qiáng)知情同意書(shū)并已行CTA檢查，研究經(jīng)過(guò)中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)的倫理審批，審批號(hào)為［2020］332號(hào)；（2）均經(jīng)DSA確診為AVM。排除標(biāo)準(zhǔn)為：（1）碘過(guò)敏病史的患者及嚴(yán)重心腎功能不全的患者；（2）之前已行AVM治療患者；（3）CT圖像或DSA圖像顯示不清；（4）AVM不在顱內(nèi)。

將使用4D-CTA掃描方案的30例患者設(shè)為4D-CTA組，而使用3D-CTA掃描方案的30例患者設(shè)為3D-CTA組。4D-CTA組患者男15例，女15例，年齡11～56歲，平均年齡（31.03±15.05）歲，顱內(nèi)出血有11例；3D-CTA組患者男16例，女14例，年齡7～60歲，平均年齡（35.4±19.16）歲，顱內(nèi)出血有8例。4D-CTA與3D-CTA年齡與性別比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 檢查方法

1.2.1 CT檢查

4D-CTA組與3D-CTA組均采用320排640層CT掃描設(shè)備（Aquilion ONE，Canon，日本）進(jìn)行檢查，患者掃描采取仰臥位、頭先進(jìn)、出床掃描，頭部置于掃描頭架中，運(yùn)用頭部固定帶分別固定額頭與下頜，囑咐患者頭部保持不動(dòng)，并在右肘靜脈埋置18G靜脈留置針。

4D-CTA 檢查：利用雙筒高壓注射器（MEDRAD STELLANT，BAYER）經(jīng)肘靜脈留置針注射非離子對(duì)比劑優(yōu)維顯370（370mg／mL），總劑量40mL，流速為5mL／s，再用相同流速注入30 mL氯化鈉生理鹽水同時(shí)行動(dòng)態(tài)容積掃描，管電壓為80 kV，管電流為100 mAs，掃描范圍為顱底至顱頂（范圍固定為16 cm），延遲7 s掃描；11～34 s動(dòng)脈期間隔掃描，間隔時(shí)間為1 s；35～60 s靜脈期間隔掃描，間隔時(shí)間為5 s，掃描總時(shí)間60 s，共19組容積圖像。將取得的19個(gè)容積數(shù)據(jù)包傳至VITAL工作站進(jìn)行血管后處理并得到4D-CTA動(dòng)態(tài)圖像。

3D-CTA檢查：先行頭顱平掃容積掃描，掃描范圍為顱底至顱頂（范圍固定為16 cm），管電壓120 kV，管電流300 mA，轉(zhuǎn)速0.75 s／r；再行動(dòng)脈期容積掃描：掃描范圍及掃描參數(shù)同平掃一致，利用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈留置針注射非離子對(duì)比劑優(yōu)維顯370（370 mg／mL），總劑量60 mL，流速為4 mL／s，再用相同流速注入30 mL氯化鈉生理鹽水，追蹤椎動(dòng)脈或頸內(nèi)動(dòng)脈對(duì)比劑濃度并人工監(jiān)測(cè)CT值到達(dá)80 Hu時(shí)迅速手動(dòng)觸發(fā)動(dòng)脈期掃描；延時(shí)期（實(shí)質(zhì)期）增強(qiáng)掃描：掃描范圍及掃描模式同平掃一致，預(yù)設(shè)80 s自動(dòng)觸發(fā)掃描。將取得的所有期相數(shù)據(jù)包傳至VITAL工作站進(jìn)行圖像減影及血管后處理得到所需圖像。

1.2.2 DSA檢查

DSA檢查采用SIEMENSArtiszeego血管造影機(jī)。選擇改良式Seldinger技術(shù)將6F動(dòng)脈鞘置入一側(cè)股動(dòng)脈，采取5F椎動(dòng)脈造影管分別超選到雙側(cè)頸外、頸內(nèi)動(dòng)脈及左、右側(cè)椎動(dòng)脈，以4幀／秒注射非離子對(duì)比劑優(yōu)維顯370（370mg／mL），流速為2～4 mL／s，總量3～6 mL，1 s的注射延遲做常規(guī)的2D-DSA造影；根據(jù)2D造影圖，做必要血管的3D-DSA造影，流速為2～3 mL／s，造影劑總量14～18 mL，1～2 s的曝光延遲，使用5 s DSA，C臂旋轉(zhuǎn)200°，1.5度／幀，采集133幀影像，數(shù)據(jù)傳至西門(mén)子工作站Syngo X WP進(jìn)行容積再現(xiàn)技術(shù)（VR）、厚層及薄層最大密度投影（MIP）和多平面重組（MRP）技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

1.3 圖像評(píng)價(jià)及輻射劑量

2名腦血管領(lǐng)域高年資放射專業(yè)醫(yī)生對(duì)4DCTA組及3D-DSA組原始圖像及后處理圖像進(jìn)行回顧性分析，2名高年資神經(jīng)外科介入醫(yī)生對(duì)DSA圖像進(jìn)行回顧性分析，意見(jiàn)不統(tǒng)一時(shí)經(jīng)協(xié)商得出結(jié)論，記錄內(nèi)容包括：顱內(nèi)AVM的位置，最大直徑，供血?jiǎng)用}及引流靜脈的數(shù)目，SM分級(jí)評(píng)分［5］，合并動(dòng)脈瘤患者的例數(shù)。4D-CTA與3DDSA輻射有效劑量計(jì)算為：輻射有效劑量＝劑量長(zhǎng)度乘積×轉(zhuǎn)化因子（取值0.0021）。

分別對(duì)每例患者的基底動(dòng)脈、同層雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、雙側(cè)頸外動(dòng)脈、雙側(cè)大腦中動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈起始段及大腦后動(dòng)脈起始段的血管設(shè)置感興趣區(qū)（region of interest，ROI），最后選取附近無(wú)血管影響層面的顳肌肌肉組織作為參考，面積取50 mm2。分別測(cè)量3D-CTA組及4D-CTA組的動(dòng)脈峰值期中以上各個(gè)ROI的CT值和SD 值（standard deviations）；通過(guò)測(cè)出的CT值和SD值，用來(lái)計(jì)算偽影指數(shù)（artifacts index，AI）和對(duì)比噪聲比（contrast-to-niose ratio，CNR），公式分別為

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 20.0軟件對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩組的年齡、AVM最大直徑及輻射有效劑量等計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±s）表示，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組的AI、CNR、偽影的最大直徑等計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±s）表示，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 AVM 病變情況與SM 評(píng)分

30例AVM患者4D-CTA組與對(duì)應(yīng)DSA診斷的發(fā)病部位一致，且均為單發(fā)病灶，分別為額葉7例，顳葉7例，枕葉2例，頂葉3例，側(cè)腦室1例，小腦2例，基底節(jié)區(qū)1例，頂枕葉2例，顳頂葉2例，顳枕葉3例。判斷患者SM分級(jí)評(píng)分有1例患者不一致，4D-CTA組為1級(jí)6例，2級(jí)11例，3級(jí)8例，4級(jí)5例，5級(jí)1例，6級(jí)0例，DSA為1級(jí)6例，2級(jí)11例，3級(jí)8例，4級(jí)4例，5級(jí)1例，6級(jí)0例；4D-CTA組發(fā)現(xiàn)7例患者合并動(dòng)脈瘤，共15個(gè)，DSA發(fā)現(xiàn)7例患者合并動(dòng)脈瘤，共16個(gè)。

30例AVM患者3D-CTA組與對(duì)應(yīng)DSA診斷的發(fā)病部位一致，且均為單發(fā)病灶，分別為額葉9例，顳葉2例，枕葉9例，頂葉4例，側(cè)腦室2例；小腦2例，中央前回1例，顳頂葉1例；判斷患者SM分級(jí)評(píng)分有3例患者不一致，3D-CTA組為1級(jí)5例，2級(jí)11例，3級(jí)12例，4級(jí)2例，5級(jí)0例，6級(jí)0例，DSA為1級(jí)5例，2級(jí)14例，3級(jí)9例，4級(jí)2例，5級(jí)0例，6級(jí)0例；3D-CTA組發(fā)現(xiàn)5例患者合并動(dòng)脈瘤，共12個(gè)，DSA發(fā)現(xiàn)5例患者合并動(dòng)脈瘤，共13個(gè)（見(jiàn)表1）。

表1 4D-CTA組及3D-CTA組AVM 相關(guān)診斷與DSA診斷對(duì)比的結(jié)果Table 1 Com parison of the scoring item s of AVM w ith DSA results in the 4D-CTA group and the 3DCTA group n

2.2 AVM 供血?jiǎng)用}、引流靜脈數(shù)量及最大直徑對(duì)比

4D-CTA組與對(duì)應(yīng)DSA診斷AVM供血?jiǎng)用}分別為48條、52條，靈敏度為92.3%，特異度為100%；診斷引流靜脈一致，均為40條，靈敏度與特異度均為100%；測(cè)量最大直徑均值分別為（3.03±1.45）cm、（3.13±1.55）cm，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝1.32，P＞0.05）。

3D-CTA組與對(duì)應(yīng)DSA診斷AVM供血?jiǎng)用}分別為46條、53條，靈敏度為84.9%，特異度為99.2%；診斷引流靜脈分別為32條、33條，靈敏度93.9%，特異度為96.3%；測(cè)量最大直徑均值分別為（2.95±1.42）cm、（2.90±1.17）cm，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝0.42，P＞0.05）。

2.3 圖像客觀評(píng)價(jià)

3D-CTA組及4D-CTA組的動(dòng)脈峰值期中以上各個(gè)ROI的AI及CNR如表2所示；兩組數(shù)據(jù)的AI及CNR之間比較在基底動(dòng)脈、左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、左側(cè)頸外動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、右側(cè)大腦中動(dòng)脈的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其他ROI的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，3D-CTA組基底動(dòng)脈、左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈、右側(cè)大腦中動(dòng)脈的AI值均比4D-CTA組低且CNR值均比4D-CTA組高，表明3D-CTA組的上述血管圖像質(zhì)量較4D-CTA組的血管圖像質(zhì)量高。

表2 兩組60例患者圖像評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Evaluation of images of 60 patients in two groups

2.4 輻射有效劑量對(duì)比

通過(guò)公式計(jì)算，4D-CTA組及3D-CTA組的有效輻射劑量分別為（6.11±1.13）mSv、（4.54±0.21）mSv，4D-CTA組輻射有效劑量比3D-CTA組稍高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝7.73，P＜0.05）。

3 討論

顱內(nèi)AVM通常被認(rèn)為是動(dòng)脈和靜脈之間低阻力通道的纏結(jié)，導(dǎo)致腦血流動(dòng)力學(xué)的改變［6］。傳統(tǒng)的MRA和3D-CTA都能診斷AVM，但只能反映某一時(shí)間點(diǎn)的血管結(jié)構(gòu)，通常AVM包含多個(gè)動(dòng)脈支、細(xì)小動(dòng)脈支和復(fù)雜引流血管的異常病灶，這兩種技術(shù)都無(wú)法同時(shí)顯示各種結(jié)構(gòu)中的每條異常血管，不足以指導(dǎo)術(shù)前治療策略［7］，而DSA不僅能清晰顯示AVM的供血?jiǎng)用}、引流靜脈及病灶各主要部位，其還能同步反映血流等病理生理情況，是診斷AVM的金標(biāo)準(zhǔn)。而本文研究發(fā)現(xiàn)，4D-CTA與DSA同樣能清晰顯示供血?jiǎng)用}、引流靜脈等血流情況，具有3D血管成像和高時(shí)間分辨技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，成為AVM的診斷和術(shù)前指導(dǎo)的新方向［8］。

本研究顯示，與DSA診斷對(duì)比，4D-CTA組與3D-CTA組均能發(fā)現(xiàn)AVM，且判斷所在位置及是否在功能區(qū)中兩者完全一致，雖然兩組測(cè)量AVM最大直徑接近，且差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但3D-CTA組有1例患者測(cè)量最大直徑在3～6 cm范圍內(nèi)，術(shù)前SM分級(jí)評(píng)分為4級(jí)，而在DSA檢查中測(cè)量畸形團(tuán)是6.2 cm，DSA中實(shí)際評(píng)分為5級(jí)，導(dǎo)致術(shù)前評(píng)估和準(zhǔn)備不充分。另有2例患者3D-CTA組測(cè)量最大直徑在3～6 cm范圍內(nèi)，在DSA中實(shí)際測(cè)量為小于3 cm，術(shù)前SM分級(jí)誤評(píng)分為3級(jí)，DSA實(shí)際評(píng)分為2級(jí)。SM分級(jí)目前是評(píng)估AVM 手術(shù)最可靠及應(yīng)用最廣泛的方式［9］，3D-CTA組除上述最大直徑誤判的2例患者外，還有1例患者是因?yàn)闇\靜脈引流誤診為深靜脈引流，術(shù)前SM評(píng)分誤為3級(jí)，DSA診斷實(shí)際為2級(jí)（圖1），所以在術(shù)前SM分級(jí)評(píng)分及畸形團(tuán)的最大直徑測(cè)量中，3D-CTA診斷可能會(huì)和實(shí)際有誤差，可能出現(xiàn)術(shù)前評(píng)估有誤而導(dǎo)致手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 AVM的3D-CTA與DSA圖像比較Figure 1 Image comparison between 3D-CTA and DSA in AVM

4D-CTA與DSA判斷AVM供血?jiǎng)用}的能力相同，即使在多個(gè)供血?jiǎng)用}的復(fù)雜情況下也可清晰診斷，在本研究中4D-CTA組判斷供血?jiǎng)用}靈敏度及特異度，分別為92.3%、100%，3D-CTA組靈敏度及特異度分別為84.9%、99.2%，其中有6例DSA診斷有腦膜中動(dòng)脈供血的微小動(dòng)脈，3DCTA組均未能診斷，而4D-CTA則能夠清晰顯示腦膜中動(dòng)脈供血的情況，與DSA術(shù)中檢查一致（圖2），這對(duì)神經(jīng)外科醫(yī)生在做出手術(shù)治療操作策略有較大影響，本研究認(rèn)為4D-CTA組在供血?jiǎng)用}較小分支判斷中比3D-CTA組判斷更準(zhǔn)確。此外，4D-CTA還適合識(shí)別引流靜脈，能多時(shí)相、多角度觀察異常血流流入橫竇、矢狀竇和海綿竇等［10］，3D-CTA組中1例患者DSA顯示有深靜脈及淺靜脈引流，3D-CTA誤診為僅有深靜脈引流，其靈敏度及特異度分別為93.9%，96.3%，而4DCTA組則能清晰準(zhǔn)確地顯示了畸形團(tuán)所有引流靜脈，靈敏度及特異度均為100%。4D-CTA組發(fā)現(xiàn)合并動(dòng)脈瘤情況與DSA一致，而3D-CTA組發(fā)現(xiàn)5例患者合并動(dòng)脈瘤，共12個(gè)動(dòng)脈瘤，對(duì)應(yīng)的DSA對(duì)比顯示有5例患者合并動(dòng)脈瘤，共13個(gè)動(dòng)脈瘤，3D-CTA未能發(fā)現(xiàn)的是頸內(nèi)動(dòng)脈眼動(dòng)脈段直徑為2 cm的微小動(dòng)脈瘤，而對(duì)此微小動(dòng)脈瘤的判斷并不影響手術(shù)方案的決策。在對(duì)3D-CTA和4D-CTA的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)后發(fā)現(xiàn)，3D-CTA的AI較4D-CTA低，同時(shí)CNR較4D-CTA高，但是這并不影響4D-CTA對(duì)AVM的診斷。

圖2 AVM的4D-CTA與DSA圖像比較Figure 2 Image comparison between 4D-CTA and DSA in AVM

在CT檢查過(guò)程中，注射對(duì)比劑總量與輻射有效劑量一直是受人們關(guān)注的重點(diǎn)［11］，4D-CTA組對(duì)比劑用量為40mL，比3D-CTA組注射對(duì)比劑用量60mL要少20mL，原因是3D-CTA動(dòng)脈期是單期掃描，不同于4D-CTA多期動(dòng)態(tài)掃描［12］。為了保證高質(zhì)量的動(dòng)脈血管圖像以及病變顯示會(huì)應(yīng)用較高濃度的對(duì)比劑，對(duì)于已經(jīng)合并有心力衰竭、腎功能損害、糖尿病腎病及懷疑顱內(nèi)出血等疾病的患者來(lái)說(shuō)，4D-CTA檢查對(duì)比劑用量少會(huì)更適合術(shù)前檢查和急診篩查［13］。但4D-CTA是多期動(dòng)態(tài)掃描，因此4D-CTA組有效輻射劑量比3DCTA組稍高，4D-CTA組為（6.11±1.13）mSv，3DCTA組為（4.54±0.21）mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。臨床工作中比較CTA和DSA之間的輻射劑量及對(duì)比劑用量很難，因?yàn)榛颊咴贒SA手術(shù)期間受到的有效輻射劑量及對(duì)比劑總量是可變的，取決于術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)手法以及所要觀察的血管數(shù)量、透視時(shí)間、透視參數(shù)、透視設(shè)備的類型等［14］。

雖然4D-CTA因較高的空間和時(shí)間分辨率滿足AVM血流動(dòng)態(tài)反應(yīng)的需求［15］，但仍存在一些不足和局限性。首先，4D-CTA只能對(duì)AVM的整體結(jié)構(gòu)視圖進(jìn)行評(píng)估，特別在接近病灶位置時(shí)血管易重疊及受干擾，不能做到如DSA一樣，可超選擇性到單獨(dú)血管上注射對(duì)比劑，來(lái)確定主要?jiǎng)用}供血的起源［16］。其次，作為回顧性研究，故對(duì)患者的體質(zhì)量及體質(zhì)量指數(shù)（BMI）的差異未能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果可能會(huì)產(chǎn)生偏倚。本研究的總樣本有限，缺乏不同類型的病例對(duì)比，進(jìn)一步需增加前瞻性對(duì)照組研究。第三，4D-CTA只是一種診斷成像技術(shù)，即使它可以精確定位病灶，并能診斷供血?jiǎng)用}及引流靜脈等重要手術(shù)指針的情況，但仍需DSA進(jìn)行驗(yàn)證及進(jìn)行栓塞治療。第四，在回顧性分析過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)3D-CTA檢查閾值觸發(fā)掃描方案欠規(guī)范，故在以后研究中應(yīng)保證圖像質(zhì)量的客觀一致性。

綜上所述，4D-CTA圖像能很好地結(jié)合血管的靜態(tài)圖像和處于動(dòng)態(tài)的血管組織，可以在任一時(shí)間節(jié)點(diǎn)，任一角度觀察測(cè)量畸形血管團(tuán)相對(duì)位置，消除某些角度產(chǎn)生的假陽(yáng)性與假陰性，減少誤診與漏診［17］，4D-CTA 能夠檢測(cè)到幾乎所有AVM，盡管與DSA相比，病灶大小測(cè)量有少許偏差及微小供血血管可能會(huì)被遺漏，但整體都比3D-CTA檢查更精確，所以4D-CTA是對(duì)AVM患者有價(jià)值的新型輔助無(wú)創(chuàng)診斷檢查手段。

作者貢獻(xiàn)聲明

謝定祥、胡曼詩(shī)：撰寫(xiě)及修訂論文；賴志滿：數(shù)據(jù)采集及資料匯總；吳嘉樂(lè)：協(xié)助數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析；蔡華崧：審閱研究框架及內(nèi)容；趙靜：主持課題，提出思路及修改論文。

利益沖突聲明

本研究未受到企業(yè)、公司等第三方資助，不存在潛在利益沖突。