多种影像学新技术在成人烟雾病综合评估中的应用研究

摘要

烟雾病是一种慢性进行性脑血管疾病，主要表现为双侧颈内动脉末端分叉部血管的狭窄一闭塞，同时伴有颅底典型的烟雾状增生血管的形成。随着国内外研究的增多及各种影像学技术的发展，烟雾病的检出率逐渐升高，越来越受到人们的高度重视，但目前对其研究仍然不够深入。烟雾病发病机制尚不明确，早期诊断较为困难，手术治疗的指征、手术方式的选择及术后疗效的评估缺乏客观的指标，还需要更多循证医学的支持。影像学是脑血管疾病包括烟雾病的主要诊断、评估及随访复查的手段，主要包括形态学及功能学成像。形态学评估中最主要的是脑血管的评估以及近年来逐渐发展应用的高分辨率磁共振管壁成像，而功能学成像则主要为脑组织的灌注成像。本究通过一系列影像学新技术的应用，包括一站式的容积CT成像(4D CTA及全脑CTP)、无需对比剂及无辐射的动脉自旋标记成像(arterial spin labeling，ASL)及显示血管壁结构的高分辨率磁共振管壁成像等，综合评估烟雾病的血管腔、血管壁及血流动力学状态，进一步探究烟雾病的形态学及功能学特征。 第一部分:4D CTA与DSA在烟雾病血管评估中的对比研究 目的：利用4D CTA对烟雾病的血管改变进行评估，主要包括烟雾病的血管狭窄程度及侧枝循环情况（Suzuki分级、Houkin's分级、颅底烟雾状血管生成、后循环代偿、颈外动脉代偿），以DSA为“金标准”，评价无创血管成像在烟雾病的血管评估中的应用价值。 方法：符合入选标准的烟雾病患者108例均行4D CTA及DSA检查，两者检查时间间隔小于1周。由2名神经放射学专家对4D CTA（VR结合MIP）及DSA图像共同进行评估，以DSA作为“金标准”，参照DSA图像的改良法Suzuki分级、Houkin's分级、侧枝血管生成评分（颅底烟雾状血管、大脑后动脉及颈外动脉软脑膜血管），对4D CTA（VR结合MIP）评估烟雾病的血管改变进行相应的评分。将4D CTA（VR结合MIP）与DSA各评分进行一致性检验，并计算4D CTA的Kappa值及其95%可信区间。另外将4D CTA（VR结合MIP）与DSA各评分进行相关性分析。 结果：4D CTA（VR结合MIP）与DSA评估烟雾病血管的改良法Suzuki分级、Houkin's分级、颅底烟雾状血管生成、大脑后动脉软脑膜血管侧枝及颈外动脉软脑膜血管侧枝的一致性评分Kappa值分别为0.714(0.649～0.778)，0.846(0.780～0.911)、0.594(0.525～0.663)、0.435(0.325-0.544)及0.591(0.483～0.699)，相关系数及P值分别为0.843(0.000)、0.872(0.000)、0.792(0.000)、0.635(0.000)及0.797(0.000)。 结论：4D CTA（VR合并MIP）对烟雾病的Suzuki及Houkin's分级与DSA具有较强的一致性与相关性，但对侧枝循环（颅底烟雾状血管生成、大脑后动脉软脑膜侧枝及颈外动脉软脑膜侧枝）的评估与DSA对比尚存在不足。 第二部分:一站式CT成像对成人烟雾病重建手术疗效的评估 目的：采用一站式CT成像对成人烟雾病患者进行术前及术后的评估，采用CT平扫评估脑组织缺血状况，动态容积CT血管成像(four dimensional computed tomography angiography,4D CTA)评估脑血管狭窄、侧枝循环的动态变化及桥血管的通畅情况，全脑CT灌注成像（whole brain computed tomography perfusion，WBCTP）评估脑组织灌注及微循环改善情况，对烟雾病患者术前及术后脑组织、血管及血流动力学状况进行全面的评估。 方法：符合入选标准的成人烟雾病患者74例术前及术后（1周及3月）均行一站式320排容积CT检查，其中直接、间接及联合血流重建患者分别为25例、35例及14例。术后4D CTA由两位神经放射学专家共同评估直接血流重建的桥血管及间接血流重建的侧枝循环生成情况，并与术前4D CTA、DSA及术后DSA图像进行对比。计算大脑皮层的rCBV、rTTP、rCBF、rMTT及rDT。采用两两比较的配对t检验比较各手术组内术前及术后相应感兴趣区的各灌注参数比值变化。采用一般线性模型的重复测量资料方差分析，比较不同血流重建方法治疗烟雾病是否有疗效上的差别以及疗效是否与时间具有相关性，并得出各灌注参数比值随时间的变化趋势图。 结果：39例直接血流重建患者共45支桥血管，WHSDCTA仅显示43支（1支闭塞）。间接及联合血流重建术后WHSDCTA均显示术区新生血管及侧枝血管逐渐增多，与DSA结果一致。与术前相对比，直接血流重建组术后1周仅rTTP及rDT下降（P值分别为0.021及＜0.001），术后3月rTTP及rDT进一步下降（P值分别为0.007及＜0.001），rCBV、rCBF增加（P值均＜0.001），rMTT亦较术前下降（P值＜0.001）。间接血流重建组术后l周各参数均较术前无明显变化，随访时间与手术方法之间的灌注参数rCBV(F=7.734，P＜0.001)、rTTP(F=6.715，P＜0.001)、rCBF(F=5.254，P＜0.001)及rMTT(F=13.698，P＜0.001)存在交互作用。 结论：一站式320排容积CT检查不仅可以评估成人烟雾病术后脑血管的变化，同样也可以用于评估烟雾病术后（短期及长期）脑组织血流动力学的变化。 第三部分:WBCTP与3D ASL在成人烟雾病评估中的对比研究 目的：采用全脑3D ASL与全脑CT灌注（whole brain computed tomography perfusion，WBCTP）对比研究，评估3D ASL与WBCTP评估成人烟雾病脑组织血流动力学改变的一致性，探索3D ASL在成人烟雾病术前血流动力学定量评估中的价值。 方法：符合入选标准的成人烟雾病患者24例，均行WBCTP及3D ASL检查。勾画的大脑中皮质供血区及双侧小脑半球的感兴趣区，计算大脑中动脉供血区的相对CBF。运用配对t检验比较WBCTP与3D ASL大脑中动脉供血区CBF及rCBF的差异。运用Bland-Altman分析评估WBCTP及3D ASL对大脑中动脉供血区CBF及rCBF定量诊断的一致性。 结果：24例成人烟雾病患者WBCTP及3D ASL扫描所得的CBF具有统计学差异（t=-10.813,P＜0.0001）。而二者间的rCBF则无统计学差异（t=-1.005，P＜0.316）。Bland-Altman分析得到的WBCTP及3D ASL的CBF差值的均数（均数的95%-致性界限）及差值的95%-致性界限为分别为-6.2（-7.33，-5.08）及（-30.3，-17.9）。而WBCTP及3D ASL的rCBF差值的均数（均数的95%-致性界限）及差值的95%-致性界限为分别为分别为0.01（-0.01，0.02）及（-0.22，-0.23）。 结论：WBCTP与3D ASL得到的rCBF的差异无统计学意义，二者对大脑中动脉皮层rCBF的评估中具有良好的一致性。3D ASL可以较为准确的对成人烟雾病患者皮层灌注状态进行定量的评估，且与WBCTP具有良好的一致性。 第四部分:高分辨MRI管壁成像在成人烟雾病评估中的价值研究 目的：采用高分辨磁共振管壁成像技术评估双侧及单侧烟雾病管壁的特征，并选择临床特征与（双侧及单侧）烟雾病患者相匹配的颅内大脑中动脉粥样硬化狭窄／闭塞的患者作为对照，评估高分辨磁共振管壁成像技术在双侧及单侧烟雾病管壁特征中评估及鉴别诊断的价值。 方法：46例确诊的烟雾病患者（双侧31例，单侧15例）均进行高分辨磁共振管壁成像扫描，得到T2WI、T1WI、STIR及T1WI+C四个序列的图像。描述性分析烟雾病患者的临床特征，并将临床及高分辨磁共振管壁成像特征与之相匹配的颅内大脑中动脉粥样硬化狭窄/闭塞的患者的特征进行对照。计量资料采用t检验，计数资料采用卡方检验。 结果：双侧、单侧烟雾病与相应的动脉粥样硬化间的年龄与性别的差异均无统计学意义(P＜0.05)，双侧与单侧烟雾病的年龄与性别的差异亦无统计学意义(P＜0.05)。颅内动脉粥样硬化危险因素中动脉粥样硬化狭窄患者较烟雾病患者更多的合并高血脂及糖尿病。颅内动脉粥样硬化狭窄的血管外径、管壁厚度及重塑指数均高于烟雾病患者(P值均＜0.001。双侧及单侧烟雾病的血管外径及重塑指数无统计学差异，但单侧烟雾病的管壁厚度(0.30±0.01)小于双侧烟雾病(0.51±0.12)，且差异具有统计学意义。与动脉粥样硬化相比较，烟雾病更易累及颈内动脉末端分叉部，且很少伴有颈内动脉其他段的狭窄。增强后颅内动脉粥样硬化强化多明显，且多为偏心性强化。 结论：烟雾病更多的表现为同心性的狭窄，且大脑中动脉的狭窄较颅内动脉粥样硬化狭窄更易累及颈内动脉末端分叉部，增强后强化多不明显。单侧烟雾病的大部分管壁特征与双侧烟雾病相似，但管壁厚度较双侧烟雾病小，且差异具有统计学意义。在一定程度上提示单侧烟雾病可能是双侧典型烟雾病的早期表现，但需要更多循证医学依据的支持。

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