DSA、CTA 及MRA诊断颅内动脉瘤的应用评价

　　作者：梁远生,陈兵、陈立一、龙霄翱 作者单位：广东医学院附属医院神经外科,广东湛江 524001

　　【摘要】颅内动脉瘤的诊断主要依赖于影像学检查,目前可用于脑血管造影的检查手段有数字减影血管造影、计算机体层摄影血管造影及核磁共振血管造影,上述造影检查对颅内动脉瘤直观的显现,不仅可以明确诊断而且能指导手术或血管内介入治疗,然而血管造影作为一种颅内动脉瘤的重要筛查手段,但又各有着自已的特点及适用范围，本文对此进行了阐述。

　　【关键词】 颅内动脉瘤 DSA CTA MRA

　　颅内动脉瘤是蛛网膜下腔出血(SAH)最常见的病因,是一种病死率和致残率都很高的颅内疾病,但若能作到及时准确的诊断和治疗,其后果可大为改观[1]。数字减影血管造影(DSA)一直被认为是诊断颅内动脉瘤的“金标准”[2],然而由于其侵入性、造影剂过敏和肾毒性,以及可逆的和永久的神经并发症,其应用受到一定程度的限制。随着CT及MR血管造影技术的不断发展和完善,计算机体层摄影血管造影(CTA)及核磁共振血管造影(MRA)在颅内动脉瘤检出中的地位越显突出。DSA、CTA及MRA已成为目前公认最有价值的颅内血管检查手段。但它们的设备、原理不甚相同,有各自的优势和弊端,所以深入了解其特性不但是合理选择的前提,而且能为早期诊断及治疗提供充分信息和依据。本文对此3种检查方法的优缺点进行了综述。

　　1 成像原理

　　DSA是影像增强技术、电视技术和计算机技术相结合的产物,它是将造影前、后获得的数字图像进行数字减影,在减影图像中消除骨骼和软组织结构,使低浓度的造影剂所充盈的血管在减影中显示出来,有较高的图像对比度。CTA是在静脉内注射造影剂后进行头颅薄层扫描,将影像资料输入计算机,用特殊的软件包如容积重建(volume rendering,VR)、多平面重建(multiplannerreconstruction,MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、阴影遮盖法(shaded surface display,SSD)和仿真内窥镜技术(virtual endoscopy,VE)等进行三维影像重建, 特异性地显示脑血管结构。MRA是利用磁共振成像技术中流动血液的流动效应与周围静止组织的自然对比来显示血管,其基本成像原理是流动相关增强效应和相位改变效应,基于两种效应形成两种技术即时间飞跃法(time of flight,TOF)和相位比较法(phsae contrast,PC),脑动脉一般较细且迂曲,宜用三维TOFMRA技术[3],扫描后图像经计算机处理使颅内血管显影成像。

　　2 放射危险性

　　DSA检查操作中患者及操作者同时须接受长时间及较高剂量X射线辐射。CTA检查中仅患者暴露于射线中,且所需照射量仅为DSA的1/3[4],但仍有一定放射性。而MRA是利用血液流动效应,不需放射线即可获得具有良好对比度的血管影像。

　　3 简便性

　　DSA耗时长,平均约1 h,费用高,部分患者难以接受,且需提前预约,是一个需要住院的检查。CTA扫描时间仅需1 min,后期三维重建在计算机工作站进行,平均约30 min,最快仅需10～15 min,可以随时进行,不受时间限制,价格较低,且检查受病情因素限制少,尤其适用于无法耐受DSA、病情危重躁动的患者。MRA虽属于无创检查,但扫描耗时较CTA长(需10 min以上),易受移动及意外因素影响,且机器噪声大可能会导致患者情绪变化引起动脉瘤破裂再出血的可能,尤其不适合危重患者及急诊患者,并且暂不适合体内有磁性金属(如动脉瘤夹、起搏器等)的患者。

　　4 安全性

　　DSA作为一种有创性的检查,需行股动脉置管,约0.9%～2.3%的患者可能发生神经系统并发症,如缺血性脑卒中和易造成动脉瘤的破裂,也可加重和诱发脑血管痉挛的发生,约0.3%的患者会出现永久性神经功能缺损[5],约0.6%的患者会出现严重内科并发症,如腹股沟血肿、外周血管血栓形成、一过性低血压和动静脉瘘等;而且操作复杂,对操作医生的要求也高。CTA为微创检查,无需插入导管,但需经肘静脉注入碘造影剂,极少数敏感者可出现过敏反应和肾功能衰竭。MRA属无创检查,它是一种不需要引入任何造影剂的非侵入性磁共振血管造影。

　　5 显影能力

　　5.1 DSA的显影能力

　　DSA显影具有如下优点：⑴空间分辨率最高, 可显示直径很小的脑血管穿支动脉,近年来3DDSA及旋转DSA技术的应用能够准确显示直径在2 mm以下的小血管图像,如行选择性插管时直径200μm以下的小血管及病灶也能很好显示;可清晰显示各级脑血管分支的大小、位置、形态和变异的能力,使其对颅内脑血管病具有较高的诊断准确性;且旋转DSA和3DDSA具有旋转和三维成像功能,为多角度观察提供了方便,有效排除了血管成角、重叠等因素的干扰,进一步提高了脑血管病的确诊率,其中3DDSA不仅能以高分辨率清晰地显示脑血管解剖结构,还可通过减少曝光次数来减小放射剂量。⑵在显示血管的同时,还可以动态观察血管内血液动力学情况和血管狭窄程度。⑶可以在检查过程中进行血管内治疗。

　　其缺点主要表现在：⑴SAH急性期患者血管痉挛致载瘤动脉或动脉充盈不够,血管走行重叠,成角及投射角度选择不当等原因造成部分患者漏诊和误诊;⑵在急性蛛网膜下腔出血6h内行DSA检查有诱发再出血的危险[6];⑶有血栓形成的动脉瘤显影不清或无法显影。

　　5.2 CTA的显影能力

　　CTA显影具有如下优点：⑴利用VR、MPR、MIP、SSD、VE等及近来发展的螺旋CT减影技术及应用伪彩色成像技术使具有不同值的组织以不同颜色显示,在很大程度上解决了靠近颅骨血管的显示问题,可显示颅底骨性结构与颅内动脉瘤的关系,并为手术设计手术入路提供了重要信息[7]。研究显示减影技术的应用发现对靠近颅底骨处的微小动脉的检出方面更有优势[89]。⑵可显示载瘤动脉钙化,载瘤动脉钙化明显的病例,术中调整瘤夹的方向和位置可能增加发生并发症的风险,通过CT内镜技术可以了解血管内部情况为下一步治疗带来方便。⑶通过工作站模拟手术入路,可提高手术成功率[10]。⑷利用减影技术去除骨性结构对血管的影响,尤其颅底及颈椎对颅内动脉的影响,可达到与DSA相似的效果。⑸同时显示双侧颈动脉、椎基底动脉系统、Willis环,利于观察颅内动脉供血全貌并进行两侧血管对比,这是DSA难以做到的。⑹显影不受局部血流状态如涡流、钙化、血栓形成的影响,此亦优于DSA及MRA。

　　其缺点主要是：⑴只能观察血管解剖结构而不能了解血流动力学情况,不能动态反映血流情况。⑵静脉注射造影剂后一次性成像,不能避免由于血管痉挛因素而使成像质量欠佳且无法避免静脉污染。⑶对细小动脉显影欠佳,延迟时间难以精确,尤其对于严重脑血管痉挛者。⑷极少数破裂动脉瘤萎陷明显,CTA不能显示瘤体;不能动态观察到对比剂外溢,对破裂口位置(瘤颈、瘤体或瘤顶)难以准确判断,此与DSA无法比拟。⑸在减影技术中整个扫描过程中要保持患者不能动,否则层面重合不好,并且减影的信噪比取决于对比剂到达靶血管的浓度,减影效果难以保证。由于去除了颅底骨,SSD空间感没有常规强,信息丢失多或图像失真,且对大脑未梢小血管显示不如DSA。⑹动脉瘤颈部细长的动脉瘤血液或造影剂难以进入瘤体致动脉瘤显影不佳。

　　5.3 MRA的显影能力

　　MRA显影具有如下优点：⑴MRA是目前唯一的无创伤性、无辐射危害的、快捷敏感性高的脑血管造影技术。⑵MRA图像与DSA图像有良好的相关性,高场强(1.5T 以上)MRA成像接近DSA,对动脉瘤的细节及瘤颈的显示具有独特的优势,能任意方向显示动脉瘤与瘤颈关系,并能较准确测量动脉瘤大小、瘤颈及载瘤动脉直径,动脉瘤与载瘤动脉关系。⑶病变显示不受颅骨影响。⑷采用3DTOF MRA还可清楚显示腔内血栓。⑸电解可脱弹簧圈(GDC)介入栓塞术后用MRA检查安全且有良好的成像质量[11]。⑹有血栓形成的动脉瘤仍可清晰显示。⑺可以用于血液流动速度测量。

　　其缺点主要是：⑴空间分辨率、血管显示的精确度较低,分辨率尚不如DSA,立体形态描述不如3DCTA,易受血肿、水肿以及脑软化灶信号影响。与DSA和CTA对比研究显示, 对一、二级血管及各主要静脉窦显示清楚, 对前、后交通动脉显示敏感性、特异性低。⑵对血流速度、流量有限或以湍流为主的颅内动脉瘤不敏感。⑶走行于扫描层面而非垂直的血管、扭曲的血管及分叉的血管因饱和作用造成信号丢失,局部狭窄或扩张的血管及大的动脉瘤,由于血流的不均匀性,因湍流或涡流造成血液中质子群失散,导致丧失,致使上述性质的血管显示差或出现夸大效应。⑷对早期的SAH不太敏感,亦不能显示动脉瘤的钙化。⑸与CTA一样,重建效果与操作者的相关性大,影响病变显示人为的因素较多。

　　6 CTA、MRA在颅内动脉瘤的筛查及术后随访中的应用

　　随着医学影像技术发展,越来越多未破裂的颅内动脉瘤被发现, 同时兼顾简便、创伤小、费用低及诊断的高准确性、高敏感性和高特异性等已成为公众及医务工作者对以社区筛查为目的的检查手段的基本要求,为此CTA及MRA从DSA等多种血管成像技术中脱颖而出[12]。CTA可发现直径2mm[1314]以上的动脉瘤, Villabanca[15]等报道,对于数字减影血管造影未显示的微小动脉瘤,可在颅脑CT血管造影上显示,这表明颅脑CT血管造影对动脉瘤敏感度高。而且CTA在颅内动脉瘤手术夹闭后长期随访中具有重要意义,运用重建及减影技术可清楚显示颅内动脉瘤夹与血管的关系,早在20世纪末CTA已成为国外颅内动脉瘤高危人群的筛选工具。然而MRA也是一重要筛选方法,其敏感性较CTA稍低,然而有学者提出MRA对动脉瘤的敏感性为90%,而结合MRI敏感性可提高到97%[16],适合于直径大于3mm的动脉瘤,但目前暂不适宜用于夹闭术治疗后随访,因为可能会造成检查中瘤夹撕裂血管引起致命性后果。对于弹簧圈介入治疗后的患者,Yamada等[17]认为与DSA相比,MRA在剩余流量的测量上更具优势,三维涡流自旋回波序列完全抑制线圈网眼的高信号强度,从而区分该信号是否由血栓造成,两者对病变动脉的显示一致,研究显示高场下弹簧圈所致伪影并未明显影响对动脉瘤残腔的评价，MRA在长期随访中可代替DSA,而弹簧圈在多层CTA检查中伪影较大,难以对术后动脉瘤体是否消失和载瘤动脉情况作出较好的评价[18]。

　　7 小结

　　DSA以其高特异性、高敏感性和高准确性仍是目前公认的脑血管疾病诊断、术前评估和评价其它血管影像学技术的“金标准”,但仍有5%～10%假阴性率,近年出现的无创血管成像技术在很大程度上弥补了DSA的不足。急症或门诊患者可先行CT平扫,若证实有自发性SAH或颅内血肿并怀疑脑血管疾病,特别是颅内动脉瘤者应立即行CTA或MRA检查以明确病因。对于有介入治疗指征CTA或MRA显示欠佳者,DSA既可明确诊断又可继续进行介入治疗。颅内动脉瘤夹闭术后复查可用CTA,弹簧圈介入治疗者可复查MRA,以替代DSA[19]。随着时间的推移,脑血管成像的设备不断更新换代,成像技术的不断完善,越来越多的学者提出“查找动脉瘤行DSA是否仍有必要?”的疑问[20]。然而DSA、CTA、MRA各具特点,在临床中应视患者的实际情况如病情、年龄、耐受程度、经济状况等情况,选择最适宜的检查方法,以充分发挥各成像技术的最佳效用,达到最佳诊断和治疗的目的。

　　【参考文献】

　　[1]Piotin M, Gailloud P, Bidaut L, et al. CT angiography, MR angiography and rotational digital subtraction angiography for volumetric assessment of intracranial aneurysms. An experimental study[J]. Neuroradiology, 2003,45(6):404409.

　　[2]Karamessini M T, Kagadis G C , Petsas T, et al. CT angiography with three dimensional techniques for the early diagnosis of intracranial anearysms. Comparison with intraarterial DSA and he surgical findings[J]. Eur J Radiol, 2004,49(3):212223.

　　[3]Choi C G， Lee D H， Lee J H， et a1.Detection of intracranial atherosclerotic stenoocclusive disease with 3D Timeofflight magnetic resonance angiography with sensitivity encoding at 3T [J].AJNR，2007，28(3)：439446.

　　[4]Harrison M J, Johnson B A, Gardner GM, et al. Preliminary results on the management of unruptured intracranial aneurysms with magnetic resonance angiography and computed tomographic angiography[J].J Neurosurgery,1997,40(5)947957.

　　[5]Leffers A M, Wagner A. Neurologic complications of cerebral angiography. A retrospective study of complication rate and patient risk factors[J]. Acta Radiol, 2000,41(3):204210.

　　[6]Farb R I, McGregor C, Kim J K, et al. Intracranial arteriovenous malformations: realtime autotriggered elliptic centricordered 3D gadoliniumenhanced MR angiographyinitial assessment[J]. Radiology, 2001,220(1):244251.

　　[7]朱玉森，黄砚玲，李松柏，等.多层面螺旋CT血液铸型技术诊断脑动脉瘤的临床应用价值[J].中华放射学杂志，2002，36(8)：754759.

　　[8]吕发金，谢鹏，罗天友，等.数字减影CT血管成像在蛛网膜下腔出血诊断中的价值[J].中国医学影像学技术，2007，23(1)：4548.

　　[9]Sakamoto S,Kiura Y,Shibukawa M,et al.Subtracted 3D CT angiography for evaluation of internal carotid artery aneurysms :comparison with conventional digital subtraction angiography[J].AJNR,2006,27(6):13321337.

　　[10]Ahmetogˇlu A, Kosucu P, Dinc H, et al. Multislice CT angiography in the diagnosis and characterization of cerebral aneurysms[J]. Tani Girisim Radyol,2003,9(3):302308.

　　[11]Brunereau L, Cottier J P, Sonier C B, et al. Prospective evaluation of timeofflight MR angiography in the followup of intracranial saccular aneurysms treated with Guglielmi detachable coils[J].J Comput Assist Tomogr,1999,23(2):216223.

　　[12]刘崎，陆建平，王飞，等.三维动态增强MR血管造影对颅内动脉瘤的诊断价值[J].中华放射学杂志，2003，37(3)：238242.

　　[13]Nakajima Y, Yoshimine T, Yoshida H, et al. Computerized tomography angiography of ruptured cerebral aneurysms: factors affecting time to maximum contrast concentration[J].J Neurosurg,1998,88(4):663669.

　　[14]Zouaoui A, Sahel M, Marro B, et al. Threedimensional computed tomographic angiography in detection of cerebral aneurysms in acute subarachnoid hemorrhage[J].Neurosurgery,1997,41(1):125130.

　　[15]Villablanca J P, Martin N, Jahan R ,et al. Volumerendered helical computerized tomography angiography in the detection and characterization of intracranial aneurysms[J]. J Neurosurg, 2000, 93(2):254264.

　　[16]张成琪, 张增芳, 柳澄. MRA在诊断颅内动脉瘤中的应用[J]. 医学影像学杂志,2004,14(1):1719.

　　[17]Yamada N, Hayashi K, Murao K, et al. Timeofflight MR angiography targeted to coiled intracranial aneurysms is more sensitive to residual flow than is digital subtraction angiography[J]. AJNR Am J Neuroradiol.2004,25(7):11541157.

　　[18]Majoie C B，Sprengers M E，van Rooij W J，et a1.MR angiography at 3T versus digital subtraction angiography in the followup of intracranial aneurysms treated with detachable coils [J].AJNR，2005,26(6)：l3491356.

　　[19]Urbach H，Dorenbeck U ，von Falkenhausen M，et a1.Threedimensional Timeofflight MR angiography at 3 T compared to digital subtraction angiography in the followup of ruptured and coiled intracranial aneurysms:a prospective study [J]. Neuroradiology，2008，50(5):383389.

　　[20]Bash S, Villablanca J P, Jahan R, et al. Intracranial vascular stenosis and occlusive disease: evaluation with CT angiography, MR angiography, and digital subtraction angiography[J]. AJNR Am J Neuroradiol, 2005,26(5):10121021.