【摘 要】目的：以三維數(shù)字減影血管造影（three-dimensional digital subtraction angiography，3D-DSA）為“金標(biāo)準(zhǔn)”，基于CT血管成像（CT angiography，CTA）對比最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）聯(lián)合多平面重組（multiplanar reconstruction，MPR）和減影的容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）這2種圖像后處理方法之間顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量結(jié)果的差異。方法：回顧性分析重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院92例（共116個顱內(nèi)未破裂動脈瘤）患者的頭頸CTA和DSA影像資料。使用雙盲法分別在3D-DSA的VR、CTA的MIP-MPR和減影VR圖像上測量動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)，測量2次取均值，并計算相關(guān)的形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）比較觀察者間測量值的一致性，利用重復(fù)測量的方差分析或Friedman秩和檢驗比較不同后處理圖像上測量結(jié)果的差異，后續(xù)組間兩兩比較采用Bonferroni校正。采用卡方檢驗對比各組小、微小動脈瘤及寬頸動脈瘤的分布情況。結(jié)果：基于MIP-MPR、減影VR和3D-DSA測得的動脈瘤最大徑、瘤寬和瘤高在三組間整體比較時差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ２值分別為4.484、5.808、4.468，均Pgt;0.05）；而得到的頸寬、載瘤動脈的平均直徑在三組間整體比較時差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ２值分別為48.341、87.948，均Plt;0.001）；進(jìn)行后續(xù)的組間兩兩比較時結(jié)果存在差異，且這種差異在頸內(nèi)動脈虹吸部與非虹吸部2個亞組內(nèi)又有一定區(qū)別。由MIP-MPR得出的形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)均偏大，與DSA相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），除高寬比外，與減影VR相比差異也有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017）。基于減影VR進(jìn)行動脈瘤的形態(tài)學(xué)評估，僅載瘤動脈的平均直徑和大小比與DSA相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），但載瘤動脈的平均直徑測量差異在亞組分析時不明顯（Pgt;0.017）；其余參數(shù)與DSA相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017）。結(jié)論：減影VR上顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的準(zhǔn)確性優(yōu)于MIP-MPR，更適用于頸內(nèi)動脈虹吸部動脈瘤的形態(tài)學(xué)評估。

【關(guān)鍵詞】顱內(nèi)動脈瘤；圖像后處理；形態(tài)學(xué)；最大密度投影；多平面重組；容積再現(xiàn)

【中圖分類號】R743 【 文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【 收稿日期】2023-12-03

顱內(nèi)動脈瘤是常見的腦血管疾病，破裂引發(fā)的蛛網(wǎng)膜下腔出血常伴隨災(zāi)難性結(jié)局，15%的患者在入院前死亡，20%在發(fā)病后30 d內(nèi)死亡，累計死亡或致殘人數(shù)占比75%[1]。因此，動脈瘤初始破裂風(fēng)險的準(zhǔn)確評估尤其重要。既往動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)與破裂風(fēng)險的相關(guān)性已被廣泛證實，而形態(tài)學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確測量是臨床應(yīng)用的重要前提。既往研究多基于減影CT 血管成像（CT angiography，CTA）的容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）圖像測量動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)以評估其破裂風(fēng)險[2-3]，但部分臨床醫(yī)生認(rèn)為基于原始圖像的多平面重組（multiplanar reconstruction，MPR）上測量的結(jié)果更準(zhǔn)確。而最新的專家共識指出最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）結(jié)合MPR是檢出小動脈瘤和評估動脈瘤形態(tài)學(xué)的有效手段，必要時可參考原始斷層圖像[4]。目前，就應(yīng)用CT的不同圖像后處理方法上所測的顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性說法不一。鑒于此，本研究擬以三維數(shù)字減影血管造影（threedimensionaldigital subtraction angiography，3D-DSA）為“金標(biāo)準(zhǔn)”，探討CT的兩種圖像后處理技術(shù)MIPMPR和減影VR上動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的差異，為準(zhǔn)確進(jìn)行動脈瘤形態(tài)評估提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集2020年6月至2021年12月就診于重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院的顱內(nèi)動脈瘤患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)DSA或手術(shù)確診的未破裂動脈瘤；患者同時接受CTA和DSA檢查且2次檢查時間間隔不超過1個月。排除經(jīng)CT或腰椎穿刺證實為動脈瘤破裂者；梭形、夾層動脈瘤或血管畸形者；既往接受過手術(shù)治療的復(fù)發(fā)動脈瘤；無法減影或圖像重建后質(zhì)量不佳者。本研究已通過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（審查批號：K2023-214）。

1.2 方法

1.2.1 DSA檢查 采用AXIOM Artis Zee Ceiling型數(shù)字減影血管造影X線機(jī)進(jìn)行圖像采集，Angiomat Illumena型高壓注射器用于對比劑注射。常規(guī)術(shù)前準(zhǔn)備，采用改良式Seldinger技術(shù)行股動脈穿刺后置入6 F動脈鞘，選用5 F造影管分導(dǎo)至雙側(cè)頸內(nèi)動脈及椎動脈行選擇性血管造影，分別取正、側(cè)位像進(jìn)行三維造影，必要時可進(jìn)行斜位造影，充分顯示動脈瘤的位置和形態(tài)。圖像采集完畢后傳至syngo XWP工作站進(jìn)行血管三維重組，圖像重建的閾值固定為軟件提供的默認(rèn)值。使用的對比劑為碘普羅胺（370 mg I/mL），頸內(nèi)動脈流率3 mL/s，總量21 mL，壓力180 PSI ～200 PSI；椎動脈對比劑流率2 mL/s，總量14 mL，壓力120 PSI ～150 PSI。曝光參數(shù)為70 kV、100 mA，視野185 mm×240 mm，幀速率7.5 p/s，旋轉(zhuǎn)范圍為180°，曝光延遲時間2～4 s。

1.2.2 CTA檢查 采用TOSHIBA Aquilion ONE 320排CT機(jī)掃描?；颊咂脚P于檢查床上，固定頭部，掃描范圍從主動脈弓層面至顱頂。掃描參數(shù)如下：閾值觸發(fā)，觸發(fā)點位于降主動脈，閾值設(shè)置為150 HU～200 HU，12 s后開始監(jiān)測，達(dá)到閾值后延遲2 s觸發(fā)掃描，平掃及增強(qiáng)管電壓均為100 kV，采用自動管電流調(diào)制技術(shù)，旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r，螺距因子0.813，重建層厚0.5 mm，層間距0.3 mm，矩陣512×512，視野24 cm×24 cm。使用的對比劑為碘邁倫（400 mg I/mL），劑量和流速依據(jù)P3T個性化注射方案計算，使用生理鹽水50 mL，流率與對比劑相同。

1.3 圖像重建與分析

由2名分別具有10年和12年腦血管相關(guān)診斷工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師采用盲法分別在3D-DSA的VR圖像上調(diào)整最佳觀測角度，使瘤體與載瘤動脈顯示于同一平面，進(jìn)行動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量。1個月后，2名觀察者獨立地在CTA圖像上采用MIP結(jié)合MPR技術(shù)重建，適當(dāng)調(diào)整窗寬、窗位，使血管的三級分支顯示清晰后用相同的方法測量。再間隔1 個月，同樣2名醫(yī)師分別在GE AW4.7工作站上利用Add/Sub軟件對CTA圖像進(jìn)行減影處理，采用減影VR進(jìn)行圖像重組并進(jìn)行動脈瘤測量，每人測2 次取平均值。當(dāng)結(jié)果出現(xiàn)分歧時經(jīng)討論達(dá)成一致。測量指標(biāo)包括最大徑、頸寬、瘤寬、瘤高、載瘤動脈的平均直徑。最大徑為瘤頸中點至瘤頂?shù)淖畲缶嚯x；瘤寬即與最大徑垂直且與動脈瘤壁相交形成的最長線段；瘤高指瘤頸至動脈瘤頂?shù)淖畲蟠怪本嚯x；頸寬為動脈瘤自血管凸起根部的連線[5]。載瘤動脈的平均直徑定義為與動脈瘤相關(guān)的所有分支血管直徑的平均值。具體的測量方法見圖1。計算的動脈瘤形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)包括縱橫比（aspect ratio，AR）、瓶頸因子（bottle neck factor，BNF）、頂頸比（dome-to-neck ratio，DNR）、高寬比（height-to-width ratio，HWR）及大小比（size ratio，SR）：AR=瘤高/頸寬，BNF=瘤寬/頸寬，DNR=最大徑/頸寬，HWR=瘤高/瘤寬，SR=最大徑/載瘤動脈的平均直徑。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組間的差異用重復(fù)測量的方差分析，組間兩兩比較采用LSD法；非正態(tài)分布的計量資料用中位數(shù)（四分位間距）[Md（P25，P75）]表示，采用Friedman秩和檢驗進(jìn)行多個相關(guān)樣本的差異性分析。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）進(jìn)行觀察者間測量值的一致性評價，具體標(biāo)準(zhǔn)參考Rajabzadeh-Oghaz H 等[6]的研究。計數(shù)資料用率表示，采用卡方檢驗。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。為減少犯Ⅰ類錯誤的概率，提高統(tǒng)計的準(zhǔn)確性，不同組間的兩兩比較進(jìn)行Bonferroni校正，檢驗水準(zhǔn)α=0.017。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

共納入未破裂顱內(nèi)動脈瘤患者92 例，其中男性30 例（32.6%），年齡41～74 歲，平均（56.40±8.88）歲；女性62 例（67.4%），年齡28～78 歲，平均（55.35±10.57）歲。共計116個動脈瘤，按照部位劃分：頸內(nèi)動脈海綿竇段動脈瘤8 個（6.9%），頸內(nèi)動脈床突段動脈瘤11個（9.5%），頸內(nèi)動脈眼段動脈瘤48 個（41.4%），頸內(nèi)動脈后交通段動脈瘤17 個（14.7%），脈絡(luò)膜前動脈動脈瘤4個（3.4%），大腦前動脈動脈瘤2個（1.7%），前交通動脈動脈瘤7個（6.0%），大腦中動脈動脈瘤14個（12.1%），基底動脈動脈瘤4個（3.4%），小腦后下動脈動脈瘤1個（0.9%）。

2.2 觀察者間測量結(jié)果的一致性比較

不同觀察者在減影VR的重建圖像上測量的瘤寬一致性中等（ICC=0.722），而其他指標(biāo)的觀察者間一致性均較好（ICC=0.783～0.988），見表1。

2.3 不同后處理圖像上動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量結(jié)果的差異性分析

2.3.1 MIP-MPR 和DSA 形態(tài)學(xué)參數(shù)測量結(jié)果對比 MIPMPR上測得的動脈瘤頸寬和載瘤動脈平均直徑偏小，與DSA相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），而其在瘤體最大徑、瘤寬和瘤高顯示方面，與DSA 相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017），見表2。按動脈瘤在頸內(nèi)動脈虹吸部與否進(jìn)行亞組分析時，與DSA相比，MIP-MPR組動脈瘤的頸寬在虹吸部動脈瘤中差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），而在非虹吸部動脈瘤中差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017），見表3。此外，依據(jù)MIPMPR測量結(jié)果計算的形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)均偏大，與DSA相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），見表4。

2.3.2 減影VR和DSA形態(tài)學(xué)參數(shù)測量結(jié)果對比 減影VR上測得的動脈瘤頸寬、最大徑、瘤寬和瘤高稍偏大，但與DSA相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017）；而載瘤動脈的平均直徑偏小，與DSA相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017）；然而，按動脈瘤在頸內(nèi)動脈虹吸部與否進(jìn)行亞組分析時，載瘤動脈平均直徑測量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017），見表2、3。此外，依據(jù)減影VR 上的測量值計算的AR、BNF、DNR、HWR 與DSA相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017）；而減影VR上得出的SR值稍偏大，與DSA相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），見表4。

2.3.3 MIP-MPR 和減影VR 形態(tài)學(xué)參數(shù)測量結(jié)果對比 MIP-MPR上測得的動脈瘤瘤頸和載瘤動脈的平均直徑均偏小，與減影VR相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），這種差異在虹吸部或非虹吸部動脈瘤間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017）；而就動脈瘤的最大徑、瘤寬和瘤高的測量而言，MIPMPR與減影VR兩組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017），見表2、3。MIP-MPR上得出的AR、BNF、DNR和SR均偏大，與減影VR 上的值相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.017），在HWR方面，MIP-MPR上的值也偏大，但與減影VR相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.017），見表4。

2.4 不同后處理方式下顱內(nèi)動脈瘤大小和瘤頸直徑的分布情況

按瘤體最大徑以3 mm和5 mm的閾值進(jìn)行動脈瘤大小分類，MIP-MPR組有38個（32.8%）微小動脈瘤，減影VR組中41 個（35.3%），3D-DSA 中43 個（37.1%）；小動脈瘤在MIP-MPR組有43個（37.1%），3D-DSA組和減影VR組中均為39 個（33.6%）；組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ２ =0.633，P=0.959）。此外，寬頸動脈瘤在MIP-MPR中有54個（46.6%），而減影VR和3D-DSA中均有71個（61.2%），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ２ =6.752，P=0.034）。典型病例見圖2，患者，女性，28歲，左側(cè)頸內(nèi)動脈虹吸部不規(guī)則動脈瘤。圖中白色箭頭所指處代表顱內(nèi)動脈瘤的顯示受周圍組織結(jié)構(gòu)影響。

3 討論

顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確評估對動脈瘤的破裂風(fēng)險評估、治療方案選擇和預(yù)后預(yù)測具有重要意義。目前，已有研究基于人工智能在動脈瘤測量和分析方面進(jìn)行了初步嘗試，并發(fā)現(xiàn)了自動測量的應(yīng)用潛力[6-7]，但各模型的可解釋性和有效性待驗證，臨床使用受限。而基于動脈瘤圖像的直接手動測量簡便、直觀，臨床應(yīng)用廣泛，但需深入探討可能影響手動測量的因素，提高測量準(zhǔn)確度。耿介文等[8]發(fā)現(xiàn)不同經(jīng)驗的醫(yī)師在3D-DSA上測量動脈瘤形態(tài)學(xué)長度類參數(shù)時相對準(zhǔn)確，而測量入射角度時觀察者間一致性較差。本研究在CT不同后處理圖像上對比常規(guī)長度類參數(shù)測量差異的同時，創(chuàng)新性地分析了多個常用于破裂風(fēng)險評估的形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)，結(jié)果顯示CT圖像后處理方式的選擇可能影響動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的準(zhǔn)確性，整體上，減影VR上的測量結(jié)果比MIP-MPR更準(zhǔn)確，更適用于頸內(nèi)動脈虹吸部動脈瘤的形態(tài)學(xué)評估。

CTA有多種后處理技術(shù)如MIP、MPR、VR等，可充分顯示動脈瘤的形態(tài)及與周圍組織結(jié)構(gòu)的關(guān)系，各種方式各有特點，優(yōu)勢互補(bǔ)。MIP對密度變化較敏感，可清晰顯示血管的狹窄、擴(kuò)張及充盈缺損，易于區(qū)分血管內(nèi)的鈣化和對比劑，但其為二維顯示，易受觀測角度的影響，遺漏部分信息；而MPR可從任意角度斜面重建，彌補(bǔ)了MIP的不足[4]。Kim HJ等[9]測量顱內(nèi)動脈瘤徑線時發(fā)現(xiàn)，瘤頸直徑測量值的觀察者內(nèi)和觀察者間的異質(zhì)性高于測得的瘤高和瘤寬，但該研究排除了形狀復(fù)雜的動脈瘤，且測量基于CTA的VR和3D-TOF MRA的MIP圖像，結(jié)果可能受圖像重建算法的影響，應(yīng)用相對局限。而本研究基于同一種檢查方式對比不同圖像后處理技術(shù)對動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的影響，減少了混雜因素的干擾，實用性強(qiáng)。本研究發(fā)現(xiàn)MIP-MPR 和減影VR均可準(zhǔn)確反映瘤體的最大徑、瘤高及瘤寬，而載瘤動脈的平均直徑和頸寬的測量結(jié)果在不同后處理圖像中具有異質(zhì)性。其中MIP-MPR瘤頸測量的差異主要體現(xiàn)在頸內(nèi)動脈虹吸部動脈瘤上，提示測量差異的形成可能與動脈瘤周圍的環(huán)境相關(guān)。頸內(nèi)動脈虹吸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周圍毗鄰硬膜環(huán)、結(jié)締組織、神經(jīng)、骨等多種組織結(jié)構(gòu)，瘤頸的顯示可能受干擾。此外，此處血管走形迂曲，當(dāng)動脈瘤過大時可能與周圍的載瘤動脈重疊，遮擋部分瘤頸。而減影CTA可有效去除顱底骨質(zhì)結(jié)構(gòu)，全方位、直觀立體地顯示顱內(nèi)血管全貌，充分展示動脈瘤形態(tài)及與周圍血管的空間位置關(guān)系，在虹吸部動脈瘤顯示方面優(yōu)勢顯著。蔣永明[10]發(fā)現(xiàn)多層螺旋CT的VR重建的動脈瘤檢出率及圖像質(zhì)量均高于MIP 和MPR。王曉慧等[11] 報道3D-CTA（即減影CTA 的VR）可準(zhǔn)確診斷顱內(nèi)動脈瘤，其顯示的頸寬及最大徑與3D-DSA一致。而本研究更深入細(xì)致地分析了多 個動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)及其衍生指標(biāo)，結(jié)果顯示減影VR上得出的動脈瘤頸寬、最大徑等形態(tài)學(xué)參數(shù)及其衍生指標(biāo)相對準(zhǔn)確，且這種差異不受動脈瘤在虹吸部與否的影響，進(jìn)一步證實了減影VR在動脈瘤評估中的優(yōu)勢。

形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的差異對動脈瘤評估有潛在影響。寬頸動脈瘤的治療方式復(fù)雜且復(fù)發(fā)風(fēng)險高[12-15]。本研究顯示MIP-MPR 上動脈瘤的頸寬偏小，且有17 例（14.7%）寬頸動脈瘤被歸入窄頸動脈瘤的類別，這種測量差異可能影響動脈瘤治療策略選擇和預(yù)后評估。載瘤動脈的直徑與血管內(nèi)介入術(shù)中支架的選擇緊密相關(guān)。本研究中，動脈瘤載瘤動脈的平均直徑由高到低依次為3D-DSA，減影VR，MIP-MPR，其中MIP-MPR 與DSA 相比測量差異最大，而減影VR與DSA的差異在亞組分析時不顯著。這種差異將影響血管內(nèi)介入術(shù)中支架的選擇，選用的支架過小可能造成支架貼壁不良。支架貼壁不良可能引發(fā)血栓、動脈瘤內(nèi)漏、支架移位等并發(fā)癥，影響患者的療效[16]。因此，需結(jié)合多種圖像后處理技術(shù)從多角度進(jìn)行載瘤血管的評估。

不同形態(tài)學(xué)指標(biāo)對顱內(nèi)動脈瘤的破裂風(fēng)險有不同影響，其中SR是預(yù)測動脈瘤破裂風(fēng)險的關(guān)鍵指標(biāo)。SR越大，瘤體破裂風(fēng)險越高[17]。在本研究中基于減影VR和MIP-MPR得出的SR值均高于3DDSA上的值，除了SR外基于VR得出的所有形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)與3D-DSA相似，而MIP-MPR上的動脈瘤形態(tài)學(xué)衍生指標(biāo)整體偏大。這可能影響動脈瘤破裂風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性及可靠性。因此，醫(yī)生在應(yīng)用時需結(jié)合各種后處理技術(shù)整體評估，而不能單純依靠某一形態(tài)學(xué)指標(biāo)主觀判斷。

本研究的局限性：首先，僅為單中心研究，結(jié)果仍需進(jìn)一步證實。其次，納入的病例數(shù)有限，但是研究對象均為未破裂的顱內(nèi)動脈瘤，且DSA和CTA檢查的時間間隔不超過1 個月，避免了動脈瘤破裂后的形態(tài)改變和動脈瘤生長對測量結(jié)果的影響，樣本具有代表性。此外，本研究的數(shù)據(jù)全部基于手動測量，相對耗時且未與人工智能對比，后續(xù)有待納入更多病例進(jìn)一步探索。

由本研究可知，顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量的準(zhǔn)確性與CT圖像后處理方式及頸內(nèi)動脈虹吸部的結(jié)構(gòu)存在關(guān)聯(lián)。整體而言，基于減影VR的測量值比MIP-MPR 更準(zhǔn)確，更適用于頸內(nèi)動脈虹吸部動脈瘤的觀測。測量的準(zhǔn)確性與臨床診療的有效性密切相關(guān)，臨床實踐中需根據(jù)動脈瘤形態(tài)及部位選擇合適的圖像重建方法，或采用多種圖像后處理技術(shù)相結(jié)合綜合評估。

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（責(zé)任編輯：曾 玲）