脑动脉狭窄的影像诊断：CT血管成像与磁共振血管成像的对照性研究

1、    脑动脉狭窄的影像诊断：CT血管成像与 磁共振血管成像的对照性研究        摘要目的对CT血管成像(CTA)与磁共振血管成像(MRA)进行对照性研究，评价CTA诊断脑血管狭窄性病变的临床意义。方法34例患者均行CTA及MRA检查，其中5例同时行DSA检查。分析每个病人血管影像相应部位不同影像方法显示的程度与部位分布，并用双盲法验证。结果34例病人MRA显示血管狭窄共100处，其中1°2°16处，10处CTA相应部位显示无狭窄；3

2、76;4°84处，49处相应部位CTA显示无狭窄，11处CTA相应部位显示为1°2°狭窄；3处MRA无狭窄而CTA显示狭窄。5例行DSA检查患者的MRA显示脑动脉狭窄23处，其中仅7处DSA显示相应部位血管狭窄，MRA假阳性率69.6%，过度诊断率95.7%；CTA显示动脉狭窄7处，与DSA相应血管部位表现相同，未出现假阳性。作者及双盲法的统计结果的差异无显著性(P=0.257列联表确切概率法)。结论CTA显示脑动脉狭窄较MRA更接近实际情况，影像更为可靠。进一步改进影像编辑方法后CTA可为临床怀疑动脉狭窄或其他病变更为可靠的影像筛选方法。关键词脑血管狭窄诊断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本文通过CTA与MRA及部分DSA的对照性研究，分析CTA、MRA显示脑动脉狭窄的差异及其可能的原因，评价CTA诊断脑血管狭窄性病变的临床意义。1材料和方法收集1997年7月11月临床怀疑脑血管疾病的病人34例，其中男19例，女15例，平均年龄42.4岁(973岁)。所有患者

9、均作CTA及MRA检查，间隔时间平均2.5天(015天)，其中3天以内的占71%(24例)。5例患者同时行DSA检查，2例于CTA之前，3例于MRA之前进行，间隔时间平均为4天(29天)。CTA成像：使用Siemens PLUS 4CT扫描机，病人头颅颅底尽量与扫描层面平行，扫描条件为120kV，170mA，显示野20cm左右，层厚1mm，进床速度1 mm/s(Pitch 1)，扫描范围自枕骨大孔下缘至胼胝体体部水平，自下而上，扫描时间共60s，覆盖长度8cm(0.75秒/周)。采用非离子造影剂(Omnipaque,Ultravist or Optiray 300320mgI/ml)，总量10

10、0ml，使用自动注射器(MEDRAD OP100)自肘或前臂浅静脉穿刺注入，以3.5ml/s的速度团注80ml，继以1.0ml/s的速度注射余下的20ml，扫描延时1214s(根据病人年龄及临床状况)。以180°内插法，0.5mm间隔重建轴位像，共获得160幅像。通过编辑去掉骨及静脉等不需要的结构，影像以最大密度投影(MIP)产生颅内动脉三维像，窗位150170Hu，窗宽250300Hu，并从各个角度进行观察。MRA成像：采用日本岛津公司SMT-100×1.0Tesla超导扫描系统和头部专用表面线圈，时间飞逝法(TOF)血流成像技术，扫描参数TR/TE=40/9ms，翻转角

11、度(flip angle)为20°，相位编码方向为X，层厚和层距均为1mm，256矩阵，未采用预饱和技术，以MIP重建三维像。DSA检查：于Siemens Coroscope机器上进行。Seldinger法股动脉插管，分别置管于双侧颈内动脉和一侧椎动脉内注射造影剂，速度为34ml/s，共2s，拍摄正、侧位片，并根据需要加摄必要体位。对所有MIP及DSA像进行分析统计。血管狭窄程度定义为血管最狭窄处与远端正常管径之比，比值为1者为0%，完全中断者为100%，采用目测法，将狭窄分为四度：1度：025%，2度：26%50%，3度：51%75%，4度：76%100%。分析的血管范围包括双侧大

12、脑前动脉(ACA)A1、A2段，双侧大脑中动脉(MCA)M1、M2段，双侧大脑后动脉(PCA)P1、P2段，双侧基底动脉(BA)及椎动脉(VA)。前、后交通动脉若显示，也包括在内。将统计结果分为三组：A组，相应部位CTA与MRA显示狭窄程度一致；B组，相应部位CTA显示狭窄程度较MRA轻；C组，相应部位CTA显示狭窄程度较MRA重。将统计结果进行统计学处理。并以DSA为标准，计算MRA与CTA对脑血管狭窄诊断的假阳性率，假阴性率与过度诊断率。由两位医师分别读片行双盲法研究(分析的血管范围及方法与上述相同)。考虑正常人前、后交通动脉(AcoA&PcoA)，一侧VA以及ACA之A1段和PC

13、A之P1段解剖变异较大，若不显示或细而均匀，则不予评价。2结果所有34例病人，MRA上显示血管狭窄共100处(表1)，其中1°7处，2°9处，3°8处，4°76处(其中包括完全中断但远侧仍有血管影像28处)，3处无狭窄而CTA显示狭窄；CTA显示血管狭窄38处，1°9处，2°6处，3°9处，4°14处(完全中断但远处仍有血管影像2处)，另有65处无狭窄而MRA显示狭窄。进行同一病人两种方法的影像对照，并将相对应部位的动脉狭窄分为三组：A组，CTA与MRA显示狭窄程度一致；B组，CTA显示狭窄程度较MRA轻；C组，C

14、TA显示狭窄程度较MRA重。103处血管狭窄中，A组15处，B组83处，C组5处。三组差别具有高度显著性(2=69.14，P0.001，卡方检验)，即MRA显示血管狭窄程度明显偏重。各组血管狭窄的部位分布见表2。B组血管中，MCA占36.1%，PCA占22.9%，ACA占15.7%。表134例同一部位脑动脉狭窄CTA与MRA的诊断MRA无狭窄1°2°3°4°总计无狭窄46649651°030069CTA2°0010563°0002794°3020914总计379876103   

15、60; 表2A、B、C三组血管狭窄的分布ACAMCAPCABAVAAcoAPcoAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A组3111002101500B组5261610410904476C组0000000000401     5例因蛛网膜下腔出血的病人行DSA检查，DSA上显示了7处血管狭窄(M1段5处，A1段2处)，均为1°2°。除动脉瘤外，CTA与MRA还分别显示了动脉狭窄7处及23处(表3、4)。其中，DSA显示的7处1°2°狭窄在CTA上均显示为同样程度的狭窄，CTA未出现假阳性；DSA显示正常的

16、16处血管在MRA上均显示为不同程度的狭窄，7处狭窄在MRA上显示狭窄程度明显偏重(MRA假阳性率为69.6%，过度诊断率95.7%)。表35例同一部位脑动脉狭窄CTA与DSA的诊断CTA无狭窄1°2°3°4°总计无狭窄000001°050005DSA2°0020023°0000004°000000总计052007     表45例同一部位脑动脉狭窄MRA与DSA的诊断MRA无狭窄1°2°3°4°总计无狭窄00016161°0

17、10045DSA2°0000223°0000004°000000总计01002223     双盲法的读片结果见表58。两医师与作者三组结果的显著无差异性(P=0.257，列联表确切概率法)。表534例同一部位脑动脉狭窄CTA与MRA的诊断(医师甲)MRA无狭窄1°2°3°4°总计无狭窄161326461°000123CTA2°0000223°0001234°200002总计216153256     表6

18、A、B、C三组狭窄的分布(医师甲)ACAMCAPCABAVAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A组00010000000B组0011510469044C组00000000002     表734例同一部位脑动脉狭窄CTA与MRA的诊断(医师乙)MRA无狭窄1°2°3°4°总计无狭窄20510171°013116CTA2°3011383°1002034°000000总计43491434     表8A、B、C三组血管狭窄的分

19、布(医师乙)ACAMCAPCABAVAA1A1A2A2M1M1M2M2P1P1P2P2A组00020000011B组000104840000C组00000010003     3讨论近几年，CTA和MRA作为非介入性血管成像技术，引起人们的关注。Gouliamos等认为MRA能很好显示直径1mm以上的小血管，某些报道提到13mm之间的动脉瘤亦能准确显示。由于MRA仅采集流动信号，有不受血管周围组织结构的干扰，不用注射造影剂，无电离辐射等优点，在脑血管疾病的筛选诊断上应用广泛。但MRA在信号采集中涡流等因素常会造成放大狭窄的伪像。一般认为，CTA影像不受血

20、流影响，狭窄放大作用微小，反映血管形态客观，但这一观点为推测，未见系统对照性研究的报告。与CTA及DSA相比，MRA显示血管狭窄程度明显偏重，对脑动脉狭窄常作出过度诊断(1)。作者及双盲法的统计结果中B组占比例均最大，与文献结果一致。Korogi等做了131个病人颈内动脉与大脑中动脉MRA和DSA的对照性研究，认为50%的狭窄性病变，MRA准确度很高(98.5%99.1%)，但50%的血管狭窄，准确度只有62.1%72.2%。Levy等认为MRA诊断椎动脉狭窄的敏感度只有20%。导致MRA血流信号丢失的因素很多，因其成像与血流状态有很大关系，受血管狭窄部位或其远端复杂血流引起的信号丢失的限制和

21、饱和作用的影响，对慢血流不敏感；象素内血流速度不同引起失相位也会导致信号丢失。CTA成像则不受涡流等因素的影响，只要血管密度比背景高出两个标准差以上，MIP像上即可显示。这可以解释CTA显示狭窄程度较MRA轻的B组血管产生的原因。在B组血管中，MCA占比例最大(分别为36.1%、54.7%、84.6%)，是因为MCA血流方向变化较大，容易产生涡流致MRA上信号丢失。涡流等因素会给诊断带来一定影响。如过高估计狭窄程度，也会使局部血管汇合关系显示不清而难于诊断。但是若过于关注涡流的影响，又可能过低估计狭窄程度而造成漏诊(尤其是4°狭窄中完全中断但远处仍有血管影像者)。C组血管中，大部分为

22、VA(作者4处，医师甲2处，医师乙3处)，另一处为PcoA，CTA上假阳性的产生均与扫描及重建技术有关(2)。为了使扫描技术一致从而使研究对象更具可比性，本组病例未采用预注射来确定最佳延时时间，部分病人扫描时椎动脉密度尚不高，MIP像上无法显示；进行像后处理时，需人为划定血管与骨质的界限，对靠近颅底的血管及部分椎-基底动脉来说，有时难免丢失信息。这可以通过试验注射和回顾原始扫描像以及采用更加快捷方便的后处理软件来解决。医师乙统计的另一处P1，属于误诊。该病例CTA清楚地显示了细而均匀的P1段，但MRA完全未显示，此时极易将小脑上动脉当作大脑后动脉。    

23、; 1A.DSA示右A1A2及右M1段1°狭窄；B.CTA示右A1A2及右M1段1°狭窄；C.MRA示右A1A2 1°狭窄，左A1A1和双侧M1及P1段4°狭窄，BA中段3°狭窄     2CTA示双侧椎动脉造影剂浓度不高，MIP像显示欠佳两种方法相比，MRA显示脑动脉狭窄程度明显重于CTA，通过5例23个脑动脉部位DSA与MRA，CTA的点对点的对应研究表明，CTA未出现假阳性；而MRA除了夸大了DSA上显示的7处狭窄，还显示了16处狭窄甚至闭塞。CTA成像几乎不受血流状态的干扰，只要血管密度足够高，M

24、IP像即可显示，这可以解释为什么5例动脉瘤病人的CTA未出现假阳性。本组34例病人的统计数字及5例DSA结果均说明CTA显示脑动脉夸大作用较小，更接近实际情况，影像更为可信。早期CTA扫描未采用预注射，只是根据大多数人的循环时间将扫描延时定为1214s，为了使扫描技术一致从而使研究对象更具可比性，所有病例均未进行试验注射。考虑到CTA扫描时间较长(60s)，造影剂用量仅为100ml，为了使血管内造影剂浓度能长时间保持较高水平，所有病例均采用双相注射，以达到形成峰值平台的效果。但由于个体循环时间差异可达近10 s，通过预注射更好地抓住造影剂增强高峰时间，可减少假阴性；也避免因扫描过晚使动脉内造影

25、剂浓度降低，同时静脉显影过多，给重建及诊断带来困难。目前CTA像后处理还必须人为划定血管与骨质的界限，有时不可避免地丢失信息，尤其是靠近颅底的血管及部分椎-基底动脉，统计分析中未包括颈内动脉即出于这种考虑。MIP为目前最常用的三维成像方法，因为它按照需要的角度，将密度最大的象素保留下来，并转变为三维结构，受操作者主观影响小，本文亦将MIP作为三维重建方法，并通过调整窗宽、窗位使CTA与MRA像灰度接近，从而使二者更具可比性。但血管边缘血流速度较慢，强度与背景相似，加上部分容积效应等影响，MIP本身会夸大血管(尤其是与扫描平面平行的血管)狭窄的程度。为最大限度减小部分容积效应的影响，扫描层厚应尽

26、量薄，进床速度也不可过快(Pitch=1)，本组病例CTA扫描时层厚1mm，进床速度1mm/s，即出于这种目的。调整窗宽、窗位使CTA与MRA像的灰度接近可增加二者的可比性，但如果不回顾原始像都会丢失部分信息。对CTA而言，像后处理可能人为引起血管狭窄，回顾原始像可弥补这方面不足。MRA采用TOF法成像时，因颅底附近脂肪含量多，扫描序列和参数的选择很难做到既很好地抑制脂肪信号，又使血管信号达到最大强度。背景抑制欠佳甚至会使血管影像扭曲。但即使在原始像上，涡流等因素仍会引起信号丢失。对MIP像进行多角度观察，有助于提高诊断正确率。作者单位:(彭颖100034北京医科大学第一医院医学影像科(作者现

27、在100034北京医科大学临床肿瘤学院医学影像科)参考文献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