應(yīng)用動(dòng)態(tài)CT 血管成像聯(lián)合CT 灌注成像研究偏頭痛發(fā)作期顱內(nèi)血流量的改變

尹學(xué)青，黃瑞，阮新忠，張泳潮，藍(lán)文婷

偏頭痛是一種常見的發(fā)作性的慢性神經(jīng)血管性疾病，全球年患病率為15%～18%[1]，通常表現(xiàn)為偏側(cè)中重度搏動(dòng)樣頭痛，可伴有視覺異常、惡性嘔吐及畏聲畏光等，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，其病理生理及發(fā)病機(jī)制目前尚不明確。根據(jù)有無先兆癥狀，偏頭痛分為有先兆性偏頭痛（MA）及無先兆性偏頭痛（MO）兩種類型。目前診斷偏頭痛主要參考國際頭痛協(xié)會(huì)分類標(biāo)準(zhǔn)[2]及相關(guān)量表，缺乏客觀有效的輔助診斷方法。研究表明偏頭痛的發(fā)生與腦血流動(dòng)力學(xué)變化有關(guān)[3]。為了進(jìn)一步探究偏頭痛發(fā)作期顱腦血管狀態(tài)及血流量改變情況，本研究采用CT血管成像（CTA）及CT 灌注成像（CTP）來分析偏頭痛發(fā)作時(shí)顱內(nèi)主要血管形態(tài)學(xué)及血流量變化特征，以期為偏頭痛的臨床診斷提供有價(jià)值的輔助參考，并為偏頭痛的病理生理研究提供有效的影像學(xué)支持?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016 年1 月至2019 年12 月在寧波市第一院就診的且在本院進(jìn)行顱腦動(dòng)態(tài)CTA 掃描的偏頭痛患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合國際頭痛分類第三版偏頭痛診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]；（2）有偏頭痛發(fā)作病史至少1 年；（3）動(dòng)態(tài)容積CT檢查在發(fā)病12 h 以內(nèi)完成，期間未接受偏頭痛藥物及其他治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：有明顯顱內(nèi)器質(zhì)性病變（動(dòng)脈粥樣硬化、動(dòng)脈瘤、占位）、嚴(yán)重高血壓及糖尿病。根據(jù)有無先兆癥狀將收集到的符合要求的患者分為MA 亞組和MO 亞組。選擇可獲得的偏頭痛患者非發(fā)作期（癥狀消失3 d 以上）的顱腦動(dòng)態(tài)CTA檢查作為對(duì)照組。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有檢查者均在檢查及碘對(duì)比劑使用知情同意書上簽字，符合相關(guān)醫(yī)學(xué)倫理要求及規(guī)范。

1.2 方法 所有患者頭顱CT 檢查均采用320 排動(dòng)態(tài)容積CT（Toshiba Aquilion One）掃描，覆蓋范圍為16 cm，掃描層厚為0.5 mm，管電壓80 kV，管電流150～310 mA，注射非離子型對(duì)比劑50 ml，速率5.0～5.5 ml/s。先進(jìn)行一次平掃，并在開始注射對(duì)比劑5 s 后進(jìn)行連續(xù)多次掃描，總共掃描19期，掃描總時(shí)間為50～60 s。

1.3 圖像處理 每個(gè)容積數(shù)據(jù)包括320幅圖像，一次檢查共產(chǎn)生圖像6080 幅。將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入東芝公司4D-DSA頭顱軟件包進(jìn)行自動(dòng)減影，再生成動(dòng)態(tài)血管三維圖像，選擇容積再現(xiàn)（VR）及最大密度投影（MIP）成像方式多角度存儲(chǔ)圖像。隨后將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Vetrea 顱腦4D-Perfusion 軟件，進(jìn)入頭顱分析模塊，由軟件自動(dòng)生成包含局部腦血流量（rCBF）的全腦CTP 三維圖像，均以偽彩圖顯示。選擇圓形ROI 區(qū)域，直徑均設(shè)置為15 mm，選擇5 對(duì)ROI模塊，放置于軸位額葉、顳葉、枕葉、頂葉皮層下區(qū)及小腦半球外帶區(qū)域，手動(dòng)調(diào)節(jié)ROI位置，平均每葉選擇三個(gè)位置，取平均值，盡量避開腦溝及血管區(qū)域，當(dāng)某一腦葉存在肉眼可見血流量異常區(qū)域時(shí)將ROI放置于此區(qū)域（圖1）。

圖1 CTP 偽彩圖及ROI 位置示意圖

1.4 圖像分析及數(shù)據(jù)獲取 由兩名5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射醫(yī)生進(jìn)行CTA 及CTP 圖像觀察和診斷。血管痙攣即血管呈短暫或持續(xù)收縮狀態(tài)，表現(xiàn)血管內(nèi)壁毛糙，管腔明顯變細(xì)，多粗細(xì)不均，偏頭痛一般累及較長范圍血管，但血管無器質(zhì)性病變，無偏頭痛發(fā)作時(shí)血管光整無狹窄（圖2）。當(dāng)兩名診斷醫(yī)師診斷結(jié)果不一致時(shí)，由10 年以上工作經(jīng)驗(yàn)的第三名放射醫(yī)師協(xié)助診斷。分別統(tǒng)計(jì)偏頭痛組及對(duì)照組不同腦葉的灌注參數(shù)rCBF值。對(duì)患者CTP 圖像各腦葉兩側(cè)鏡像區(qū)域血流量進(jìn)行不對(duì)稱性分析，計(jì)算鏡像配對(duì)ROI 區(qū)rCBF 的不對(duì)稱指數(shù)（AI）[5]，AI=200×（ROI 左－ROI 右）/（ROI 左＋ROI 右），絕對(duì)值︱AI︱＞10%認(rèn)為兩側(cè)鏡像ROI 區(qū)域血流量不對(duì)稱。當(dāng)血流量不對(duì)稱組中一側(cè)ROI 區(qū)域較該患者其他區(qū)域rCBF 值增高判定為局部血流量增加，若低于其他區(qū)域判斷為局部血流量減低。例如，右側(cè)顳葉rCBF 均值為36.9 ml·100 g·min，左側(cè)顳葉rCBF 均值為32.5 ml·100 g·min，則︱AI︱=12.7%，其他腦葉rCBF 均值為35.3～37.4 ml·100 g·min，其中左側(cè)顳葉rCBF 均值均低于其他腦葉，則判斷左側(cè)顳葉血流量減少。

圖2 CTA 示意圖

1.5 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料采用2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t 檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的資料以中位數(shù)（上、下四分位數(shù)）表示，采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)；血流異常區(qū)域分布與臨床癥狀之間的相關(guān)性分析采用Bayes 判別分析。P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病例及CTA 結(jié)果 最終納入符合標(biāo)準(zhǔn)的偏頭痛患者93 例，其中男40 例，女53 例；年齡17～55 歲，中位年齡31歲；MA 49 例，MO 44 例。偏頭痛組19例（20.4%）出現(xiàn)顱內(nèi)主要?jiǎng)用}及其分支的痙攣，兩名影像醫(yī)生評(píng)價(jià)結(jié)果一致。M0 亞組血管痙攣者發(fā)生率（36.3%，16例）較MA組（6.1%，3）高（2=14.25，P＜0.05）。收集到對(duì)照組25 例，其中男14例，女11 例；年齡15～53 歲，中位年齡34 歲；對(duì)照組顱內(nèi)動(dòng)脈動(dòng)態(tài)CTA均未見明顯異常改變。

2.2 偏頭痛組和對(duì)照組灌注參數(shù)比較偏頭痛組27 例出現(xiàn)rCBF增高，46 例出現(xiàn)局部rCBF 減低。其中MA 亞組出現(xiàn)rCBF 增高23 例（46.9%），MO 亞組rCBF增高者4 例（9.1%），兩亞組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（2=16.121，P＜0.001）。MA亞組16 例（32.6 %）出現(xiàn)低血流量區(qū)，MO 亞組30 例（68.1%）出現(xiàn)血流量區(qū)，兩亞組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（2=6.171，P＜0.015）。見表1。

表1 偏頭痛組臨床資料及對(duì)應(yīng)血流量情況 例（%）

2.3 偏頭痛組與對(duì)照組兩側(cè)AI 分析對(duì)照組CTP 圖像均無明顯肉眼可見腦血流量異常。對(duì)照組兩側(cè)鏡像區(qū)域各腦葉（125 對(duì)）rCBF AI 為2.33%±1.79%（0.94%～4.12%）。各腦葉腦灌注參數(shù)rCBF 為（26.4±10.5）ml·100 g·min。偏頭痛組總共對(duì)比了465 對(duì)ROI 灌注參數(shù)，總體AI為21.9%±10.6%（1.35%～27.2%），其中64 例（68.8%）中有105 對(duì)rCBF 的︱ AI ︱＞10%。偏頭痛組AI與對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.738，P＜0.05）。偏頭痛組︱AI︱＞10%的各腦葉rCBF 值與對(duì)照組同部位差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P ＜0.05）。除外64 例存在兩側(cè)各腦葉︱AI︱＞10%的患者，9 例出現(xiàn)兩側(cè)腦葉對(duì)稱性減低或增高，即rCBF 異常區(qū)ROI 兩側(cè)︱ AI ︱＜10%，包括5 例兩側(cè)枕葉血流量減低，2例兩側(cè)額葉及顳葉血流量減低，2 例兩側(cè)顳葉及頂葉血流量增加。見表2。

表2 偏頭痛組中各腦葉鏡像ROI 區(qū)血流量︱AI︱＞10%的rCBF 比較ml·100g·min

2.4 偏頭痛血流量異常與頭痛部位的相關(guān)性 偏頭痛組疼痛位于右側(cè)47 例（50.5%），左側(cè)疼痛35例（37.6%），兩側(cè)或交替疼痛的11 例（11.8%）。偏頭痛組右側(cè)血流量異常23 例（24.7%），其中rCBF增高9 例（9.7%），左側(cè)血流量異常14 例（15.1%），其中rCBF增高4 例（4.3%），雙側(cè)血流量異常36例（38.7%），均與偏頭痛位置無相關(guān)性（均P ＞0.05）。

2.5 血管痙攣與血流量異常的相關(guān)性偏頭痛患者中19 例顱內(nèi)主干血管出現(xiàn)痙攣，其中MO 亞組有16 例（36.3%），MA 亞組有3 例（6.1%），兩組血管痙攣發(fā)生率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.001）。血管痙攣的患者均出現(xiàn)了部分腦葉血流量不對(duì)稱（共30 對(duì)），另外45 例無肉眼可見血管痙攣，但存在部分腦葉（共75對(duì)）血流量異常，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.6 先兆及伴隨癥狀與血流量關(guān)系偏頭痛組78.5%的患者存在部分腦葉血流量異常，異常部位分別分布在顳葉39例（53.4%），枕葉28 例（38.4%），頂葉20例（27.4%），額葉10 例（13.7%），小腦8例（11.0%）。伴有視覺異常患者與枕葉異常血流量相關(guān)，惡性嘔吐、語言障礙與顳葉血流量異常均有相關(guān)性（均P ＜0.05），視覺異常與患者枕葉rCBF 減低有相關(guān)性（P ＜0.05），畏光畏聲與顳葉rCBF 增高有相關(guān)性（P ＜0.05），感覺異常及其他癥狀與腦葉血流量異常區(qū)域均無相關(guān)性（均P ＞0.05），其他臨床癥狀與rCBF增高或減低均無相關(guān)性（均P＞0.05）。見圖3。

圖3 偏頭痛先兆癥狀及伴隨癥狀與灌注異常區(qū)域的關(guān)系

3 討論

先前關(guān)于偏頭痛的血流動(dòng)力學(xué)及血管周圍神經(jīng)激活機(jī)制研究證明偏頭痛是腦血流、腦代謝及腦功能三者的相互作用的結(jié)果[6-7]，但是血流動(dòng)力學(xué)改變?cè)诓煌芯恐薪Y(jié)果存在很大差異。有研究證實(shí)偏頭痛先兆期大腦半球出現(xiàn)局部rCBF 減低[8]。Olesen 等[9]發(fā)現(xiàn)偏頭痛先兆期多數(shù)患者出現(xiàn)顱腦血流量減少，而發(fā)作期部分出現(xiàn)腦組織充血狀態(tài)。Thie等[10]用大宗偏頭痛MRI 樣本得出偏頭痛患者腦血流增快并血流量增加的結(jié)論。本研究將有先兆偏頭痛和無先兆偏頭痛發(fā)作期均與發(fā)作間期的血管及血流量情況進(jìn)行對(duì)比，研究不同類型偏頭痛的血管舒縮及血流量差異。

本研究選取CT 進(jìn)行血管及灌注研究是因?yàn)镃T 掃描是本中心一種可即刻獲取的檢查手段，可以保證患者在偏頭痛發(fā)作期間及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。由于偏頭痛組部分患者出現(xiàn)腦組織局部血流量增高，部分患者出現(xiàn)血流量減低，且灌注異常部位不固定，所以本研究參照Wiest 等[10]和Hauf 等[11]分析灌注異常的方法，選擇鏡像ROI 區(qū)域AI 指數(shù)作為大腦兩側(cè)血流量的對(duì)比方法，進(jìn)行定量及定性數(shù)據(jù)分析。

本研究結(jié)果顯示78.5%的患者血流量圖像較對(duì)照組出現(xiàn)異常改變，多數(shù)患者出現(xiàn)顱內(nèi)血流量減低，少部分患者出現(xiàn)血流量增加，這與Totaro等[8]的研究結(jié)果一致。本研究選擇頭痛開始12 h 內(nèi)的發(fā)作期患者，掃描時(shí)間窗的差異可能是研究中血流量異常與先前結(jié)果不完全一致的原因之一[12]，并且可解釋血流量異常區(qū)域與先兆或伴隨癥狀的相應(yīng)功能區(qū)未完全相符的結(jié)果。經(jīng)典的偏頭痛頸動(dòng)脈造影研究表明偏頭痛發(fā)作時(shí)腦血流量減少從大腦后部開始，并逐漸向前擴(kuò)散[13]。所以偏頭痛發(fā)作開始到CT 檢查的時(shí)間可能決定了灌注異常的區(qū)域或性質(zhì)。本研究中偏頭痛發(fā)作12 h 內(nèi)的患者部分出現(xiàn)血流量增加，部分出現(xiàn)血流量減少，且有先兆癥狀的患者高灌注比例較無先兆患者更高，均可以用以上研究成果解釋。

本研究有19 例存在血管痙攣的患者均出現(xiàn)了部分腦葉血流量不對(duì)稱，這說明偏頭痛發(fā)作時(shí)顱內(nèi)不同區(qū)域血管痙攣程度不一致。無先兆患者出現(xiàn)血管痙攣的比例較有先兆者高，且出現(xiàn)高灌注比例很少，但多數(shù)患者存在低灌注區(qū)，且多位于顳枕葉，這與先前De Benedittis等[14]的研究基本一致。

本研究結(jié)果顯示患者出現(xiàn)異常灌注的區(qū)域與先兆癥狀或伴隨癥狀與之對(duì)應(yīng)的腦功能區(qū)基本對(duì)應(yīng)，這提示偏頭痛患者頭痛發(fā)作期與疼痛調(diào)節(jié)相關(guān)的腦功能區(qū)域灌注異常，有助于進(jìn)一步理解偏頭痛的病理生理改變[15]。除1例患者（小腦︱AI︱=32.5%）外，其余患者的低血流量區(qū)域參數(shù)值均未低于正常區(qū)域的70%，區(qū)別于腦梗，因此檢測(cè)腦血流量情況可為偏頭痛診斷提供客觀的影像學(xué)依據(jù)。

本研究是回顧性設(shè)計(jì)，從患者頭痛發(fā)作到CT 檢查的時(shí)間未能完全統(tǒng)一，可能對(duì)研究結(jié)果有一定影響，期待后續(xù)研究在檢查的時(shí)機(jī)上做統(tǒng)一化處理。由于多期相掃描輻射劑量較大，沒有對(duì)所有患者進(jìn)行縱向研究，因此仍需要大規(guī)模、多中心研究偏頭痛患者CTA及CTP成像特點(diǎn)，并期望后續(xù)研究用無放射性的磁共振血管成像和磁共振灌注成像取代CT 成像。