龍 斌，宋少輝，彭 勇，崔 晨，韓 瑞，蔣瑋麗，張 蔚，張東友

武漢市第一人民醫(yī)院放射科 武漢 430022

顱腦CT平掃是急性缺血性腦卒中(acute ischemia stroke，AIS)治療前首選的檢查方法[1]。CT平掃上高密度血管征(hyperdense artery sign，HAS)是顱內(nèi)血管閉塞的直接征象[2]，低密度水腫區(qū)是腦梗死的征象,這兩種表現(xiàn)對治療選擇及預后評價有重要意義[3-4]。Alberta卒中項目早期CT評分(ASPECTS)是對影像學檢查圖像中缺血低密度水腫區(qū)的半定量評分方法[5]，是臨床醫(yī)生制定治療方案、合理準確預測功能轉歸的重要依據(jù)。受致密顱骨硬化偽影、高噪聲的影響，常規(guī)CT平掃對由HAS判定血管閉塞的敏感度低[6]，對早期缺血改變的診斷重復性不佳[7]。采用薄層圖像能降低部分容積效應，但會增加圖像噪聲。正弦圖確定迭代重建(sinogram-affirmed iterative reconstruction，SAFIRE)算法能降低濾波反投影(filtered back projection，F(xiàn)BP)算法的噪聲[8]。本研究對比分析了SAFIRE3和FBP算法顱腦CT平掃對AIS早期征象顯示的差異，探討顱腦CT平掃SAFIRE3算法對AIS早期篩查的價值。

1 對象與方法

1.1 一般資料連續(xù)納入2018年10月至2019年3月經(jīng)武漢市第一人民醫(yī)院腦卒中急診綠色通道就診的AIS患者，均依據(jù)AIS早期診治指南[1]確診?；颊呷朐?4 h內(nèi)完成一站式顱腦CT平掃、腦容積灌注CT(volume perfusion CT，VPCT)掃描。排除有顱腦手術病史、單純頸內(nèi)動脈閉塞者。共211例入組本研究，患者年齡26～90(63.6±11.9)歲，男136例，女75例。本研究經(jīng)該院倫理委員會審查通過，患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 CT檢查采用Siemens Somatom Definition Flash CT完成掃描。①CT平掃采用序列掃描模式，掃描參數(shù)：120 kV，參考管電流量340 mAs，準直器128×0.6 mm，螺距0.55，重建圖像層厚、層間距均為5 mm，F(xiàn)OV為25 cm。顱腦CT平掃圖像分別采用FBP、SAFIRE算法重建，窗寬/窗位為80/35 HU。FBP算法卷積核H31s，SAFIRE算法卷積核J30s，迭代級別3級。②VPCT掃描：雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射對比劑50 mL后延遲5 s啟動掃描，注射速率5.0 mL/s；掃描參數(shù)為80 kV、120 mAs，掃描范圍10 cm，準直器寬度128×0.6 mm，掃描21期，共45.54 s。掃描完成后重建5 mm和1 mm軸位圖像，傳送到MMWP工作站(西門子)，使用Inspace、NeuroPCT軟件包分別完成VPCT、4D-CTA圖像后處理。

1.3 圖像質(zhì)量評價隱藏圖像重建參數(shù)后，由兩位影像科主治醫(yī)師(閱片者1和閱片者2分別具有神經(jīng)影像診斷10 a和5 a工作經(jīng)驗)盲法閱片，用5分法評估CT平掃圖像質(zhì)量[9-10]。剔除運動偽影較重的圖像。勾畫興趣區(qū)，包括血管直徑2/3，避開血管壁鈣化。以對側顱內(nèi)動脈為參照血管(基底動脈以大腦中動脈為參照血管)，計算HAS區(qū)與參照血管CT值的比值(HAS區(qū)/參照)[10-11]。以丘腦CT值的標準差作為噪聲(N)，信噪比(SNR)=HAS區(qū)CT值/N，對比噪聲比(CNR)=(HAS區(qū)CT值-丘腦CT值)/N[9，12]。

1.4 血管閉塞判定標準依據(jù)Koo等[10]的研究，CT平掃圖像上顱內(nèi)血管密度局限性增高(CT值>43 HU且與參照血管密度比>1.2)判定為HAS，提示血管閉塞。以4D-CTA診斷結果作為顱內(nèi)血管閉塞的金標準。

1.5 ASPECTS評分VPCT圖像上將腦血流量(cerebral blood volume，CBV)低于2.0 mL/100 mg的區(qū)域判定為梗死區(qū)[13-14]。CT平掃圖像上以腦實質(zhì)密度低于鄰近或對側正常腦實質(zhì)、灰白質(zhì)界限消失、腦回腫脹、腦溝變淺為低密度區(qū)[1]。分別對CT平掃、VPCT圖像進行ASPECTS評分。ASPECTS評分時，前循環(huán)大腦中動脈供應區(qū)10個區(qū)域各計1分，共10分；后循環(huán)單側丘腦、小腦、大腦后動脈區(qū)域各計1分，中腦、橋腦各計2分，共10分；ASPECTS評分為從10分中減去腦實質(zhì)低密度區(qū)對應的分數(shù)[15]。

1.6 統(tǒng)計學處理使用SPSS 16.0進行數(shù)據(jù)分析。兩閱片者圖像質(zhì)量評分一致性評價采用Kappa檢驗。兩種算法CT平掃圖像質(zhì)量各定量指標的比較采用配對t檢驗。兩種算法對血管閉塞診斷結果的比較采用配對χ2檢驗。兩閱片者對CT平掃、VPCT圖像ASPECTS評分的一致性、CT平掃與VPCT圖像ASPECTS評分的一致性均采用組內(nèi)相關系數(shù)(ICC)和Cronbach′sα系數(shù)進行評價。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 兩種算法CT平掃圖像質(zhì)量的比較典型病例的重建圖像見圖1。兩算法均未出現(xiàn)評分為1分、2分的圖像；兩閱片者圖像質(zhì)量的評分一致性較高(表1、2)。SAFIRE3與FBP算法下的圖像質(zhì)量定量指標的比較見表3。

表1 SAFIRE3算法CT平掃圖像質(zhì)量評價結果 例

表2 FBP算法CT平掃圖像質(zhì)量評價結果 例

表3 SAFIRE3和FBP算法CT平掃圖像質(zhì)量定量指標的比較(n=60)

2.2 兩種算法CT平掃對血管閉塞的診斷結果見表4～6。211例中，4D-CTA診斷血管閉塞105例(49.76%)。①49例SAFIRE3、FBP算法CT平掃均診斷顱內(nèi)血管閉塞，分別為M1-M2段3例、M2-M3段4例、M1段19例、M2段10例、M3段4例、大腦后動脈3例、基底動脈4例、椎動脈V4段3例，且均經(jīng)4D-CTA證實。②2例SAFIRE3、FBP均示基底動脈HAS陽性，但4D-CTA結果為重度狹窄。1例SAFIRE3判定為基底動脈HAS陽性，F(xiàn)BP不能確定，4D-CTA則示基底動脈正常。③8例SAFIRE3判定為HAS陽性，其中3例M3段、2例A2段，3例基底動脈；而4D-CTA證實為血管閉塞；因血管壁偏心性鈣化導致FBP漏診。④ 7例SAFIRE3示基底動脈HAS陽性，但其中有4例FBP提示HAS陽性，最終3例由4D-CTA證實為血管閉塞。SAFIRE3、FBP算法診斷血管閉塞的敏感度分別為57.1%和49.5%，差異無統(tǒng)計學意義。

表4 SAFIRE3、FBP算法CT平掃對血管閉塞的診斷結果 例

表5 SAFIRE3、FBP算法CT平掃對血管閉塞的診斷效能

表6 SAFIRE3、FBP算法CT平掃對血管閉塞診斷結果的比較 例

2.3 兩種算法ASPECTS評分的比較兩閱片者間SAFIRE3-ASPECTS、FBP-ASPECTS、CBV-ASPECTS評分的ICC分別為0.611(a=0.756，P<0.001)、0.480(a=0.651，P<0.001)、0.891(a=0.942，P<0.001)。以閱片者1的評分為最終結果，SAFIRE3-ASPECTS、FBP-ASPECTS、CBV-ASPECTS評分的中位數(shù)(四分位數(shù))分別為7(6,8)、7(6,8)、6(5,7)分。SAFIRE3-ASPECTS、FBP-ASPECTS評分與CBV-ASPECTS評分的ICC分別為0.663(a=0.897，P<0.001)、0.516(a=0.779，P<0.001)。

3 討論

HAS是顱內(nèi)血管閉塞的直接征象，與腦梗死后出血性轉化和遠期神經(jīng)功能恢復相關[16]。薄層掃描雖能提高HAS檢出的特異度(92.5%～96.6%)，但圖像噪聲增大，敏感度降低(41.2%～63.4%)[17]，血管壁粥樣硬化斑塊也是導致HAS假陽性的原因[9]。本研究結果顯示，SAFIRE3、FBP算法CT平掃圖像上HAS區(qū)CT值和HAS區(qū)與參照的CT值的比值差異無統(tǒng)計學意義；兩種算法診斷血管閉塞的特異度分別為93.4%、92.5%，差異亦無統(tǒng)計學意義。雖然Lombardi 等[18]的研究認為迭代算法能提高HAS區(qū)的CT值，但也有研究[19]認為SAFIRE算法不會改變組織CT值。上述差異可能由不同設備迭代重建原理不同所致。

SAFIRE算法圖像噪聲低于FBP算法，且能降低血管邊緣硬化偽影，特別是鈣化管壁的硬化偽影[19]。本研究中FBP漏診8例伴血管壁鈣化的HAS，此2例被SAFIRE3算法檢出。2例基底動脈HAS經(jīng)4D-CTA證實為重度狹窄，推測是血管栓塞后體內(nèi)纖溶酶原激活劑受體被激活，出現(xiàn)血管部分再通[20]。SAFIRE3、FBP算法檢出HAS的敏感度分別為57.1%和49.5%。

缺血性腦卒中CT平掃低密度區(qū)代表腦缺血不可逆損傷[21]，出血性轉化風險高[22]，受閱片者經(jīng)驗影響大，CT平掃受急診條件限制，易漏診[7]。本研究結果顯示，兩閱片者SAFIRE3-ASPECTS評分的ICC優(yōu)于FBP-ASPECTS，且SAFIRE3-ASPECTS與CBV-ASPECTS結果一致性優(yōu)于FBP-ASPECTS。表明SAFIRE3算法下閱片結果可重復性有改善。腦缺血早期細胞毒性水腫表現(xiàn)為腦皮層腫脹。腦皮層鄰近顱骨，易受顱骨硬化偽影影響，迭代重建顱骨的硬化偽影減少[23]，SAFIRE3重建圖像上腦皮層腫脹更易識別，根據(jù)腦腫脹區(qū)可以進一步找到鄰近腦白質(zhì)的低密度區(qū)，對腦梗死低密度區(qū)檢出率提高。本研究中SAFIRE3算法顱腦圖像質(zhì)量優(yōu)于FBP，與國內(nèi)相關研究[24]結果一致。腦灰白質(zhì)對比提高，可提高早期腦缺血征象的辨識度。

本組病例只對臨床常用5 mm層厚的SAFIRE3算法CT平掃圖像進行了分析，對于更薄層厚、SAFIRE其他級別的迭代重建結果沒有進行比較。

綜上所述，SAFIRE3算法能提高顱腦CT平掃圖像質(zhì)量，降低顱腦CT圖像的噪聲，有利于AIS低密度腦梗死區(qū)的檢出和HAS的顯示。