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总论　脑血管疾病的影像诊断方法

第一章　CT在脑血管疾病中的临床应用

自1895年伦琴（Wilhelm Konard Röentgen）发现X线以来，这种不可见的射线就被广泛地应用于医学影像诊断。1969年Hounsfield等在EMI（Electric and Musical Industries）研究中心从事计算机和重建技术研究，于1971年9月首次设计成计算机横断体层成像装置并安装在Atkinson-Morley医院，随后临床试验获得成功并应用于临床且取得满意效果。1972年4月在英国放射学研究年会上Hounsfield和Ambrose发表了研究成果，同时宣告EMI扫描机的诞生。这种全新的检查方法称为计算机体层摄影（computed tomography，简称CT）。

CT的基本原理是利用X线束对人体一定厚度的层面进行扫描，而后由探测器获得该层面具有信息的剩余X线量，经模/数转换输入计算机，通过计算机处理后得到扫描层面组织各体素的对应组织衰减系数，再经数/模转换，用黑白不同的灰度等级显示出来，形成CT图像。不同组织成分和病变结构的密度不同，其组织衰减系数也就不同，从而在CT图像形成不同灰阶对比。

相比于普通X线检查图像为重叠影像，CT图像是断层影像，不受端面外组织结构干扰，密度分辨率高，解剖关系明确，病变显示良好，还能够进行密度量化分析和各种后处理，对病变的检出率和正确率均较高。而且，这种方法简便、迅速、安全、无痛苦。因此，CT一经问世，就在临床上得到广泛应用，并随着扫描方法和装置设计上的更新换代及螺旋CT的出现，其应用越来越广泛。

由于受到当时科技条件（探测器、计算机及机械机构）的限制，值得提出的是在CT发明早期临床应用中只用于头部检查。其对头部疾病诊断率的提高，起到里程碑的影响。在CT发明之前，临床医生对脑血管疾患的诊断一直沿用传统的神经检查方法，仅根据病史和体征进行定位、定性诊断，往往给正确的诊断治疗带来了极大的困难。例如主要通过病史、症状等鉴别脑梗死和脑出血：脑梗死患者多有短暂性脑缺血发作或心脏病史，多在静态时发病，病情进展慢，颅内压多正常；而脑出血患者多有高血压及动脉硬化、多在动态（激动、活动）时发病且发病急、进展快，多有颅内高压症状。但是，大面积脑梗死患者出现颅内压增高，意识障碍时，酷似脑出血，两者难以鉴别；而轻度脑出血患者临床症状轻，与脑梗死相似，临床上也不好区分。有了CT之后，脑出血的CT表现为高密度阴影，而脑梗死表现为低密度阴影，两者截然不同，一目了然。

CT的问世是脑血管病诊断技术的一个飞跃，是医学影像诊断学的一次革命，基本上解决了鉴别最常见的两大类脑卒中（脑梗死和脑出血）的困难，使治疗能迅速正确地进行，提高了疗效，开创了脑血管疾病诊治的新纪元，并对脑内肿瘤等多种疾病的诊断提供了信息。为了表彰Hounsfield等对医学做出的巨大贡献，1979年瑞典斯德哥尔摩卡罗琳医学院授予Hounsfield和从事CT图像重建研究工作的Cormack教授诺贝尔医学生理奖。

一、CT平扫

CT检查自应用于临床以来就是从头部扫描开始的，尤其是对脑血管病的诊断。早在1975年William S. Fields等就在Stroke杂志上发表了《CT在脑血管病中应用》的文章，其中阐释了CT在脑血管病尤其是脑梗死和脑出血中的应用价值。我国也在20世纪80年代初开始大量引进CT并应用于临床。

（一）正常CT平扫

适用于观察自然对比度较高的血管病变，这就使得其主要作用是用于脑血管病的初步诊断（图1-1）。又由于其迅速、安全，在急病症诊治中应用广泛，可很快判断急性脑梗死和脑出血的存在。

图1-1　正常颅脑横断面CT表现

A：脑桥层面；B：基底节层面；C：放射冠层面；D：半卵圆中心层面

（二）脑梗死CT扫描

通常脑梗死在CT的表现按时间可分为三期。第1期为发病后24小时内，且早在脑梗死超急性期（6小时内）（图1-2），CT平扫就可能发现提示脑梗死的征象：脑动脉密度增高征，局部脑肿胀征，脑实质密度降低征。第2期指发病的24小时后到2个月（图1-3）。此期可见由1周内的低密度伴部分占位效应到2～3周的等密度或接近等密度，而第4周后病灶为明显低密度。第3期指发病2个月后的病灶（图1-4），此时病灶呈软化灶而有囊变。

图1-2　超急性期脑梗死

A、B非同一患者图像，箭头所指为病灶。A：左侧大脑中动脉高密度征；B：右侧额顶叶脑回肿胀，脑实质密度略减低

图1-3　脑梗死急性期左侧额颞顶叶大面积脑梗死

（箭头所指为病灶）

图1-4　脑梗死软化期左侧额颞叶及放射冠软化灶

（箭头所指为病灶）

（三）脑出血的CT扫描

循环着的血液的CT值为36Hu，脑实质的平均CT值为33Hu，故两者在CT平扫时中无显著差异，但是当血液在脑组织中形成血肿后其平均CT值为68Hu，并在3小时达到最大，故其与正常脑组织分辨较明确，CT对脑出血的诊断有较大帮助。脑出血在CT上表现为高密度区（图1-5A），可以估计其血肿的大小，血肿的周围有低密度环，高密度区及低密度环随病程进展而逐渐缩小、消散，其中亚急性期（3天至2周）血肿密度由周围向中心逐渐降低，边缘变模糊，称为融冰征（图1-5B、C），最后血肿完全吸收（如图1-5D），周围水肿带消失，呈现为圆形、类圆形或裂隙状低密度影，大者呈低密度囊腔，即为脑软化灶。但是，对于动脉瘤和动静脉畸形（arteriovenous malformation，AVM）、海绵状血管瘤、静脉畸形等血管畸形及其他脑血管病，由于病变较小，且当没有如出血等并发症时这些疾病往往呈现为等密度或稍高密度，较难为平扫发现，所以CT平扫对它们的诊断价值有限。

图1-5　右侧基底节区脑出血

同一患者图像，箭头所指为病灶。A：急性期；B、C：亚急性期，血肿周围密度逐渐降低，边缘模糊，称为融冰征；D：晚期，血肿基本完全吸收

总之，CT平扫在脑血管疾病的临床应用中，往往起到急症诊断和筛查的作用，能确诊典型的脑梗死和脑出血，应作为诊断和鉴别此两类疾病的首选方法，但对于其他脑血管病CT平扫只作为进一步的增强检查或MRI检查的基础。

二、CT增强扫描

在CT发明初期就有学者利用增强扫描对脑血管疾病进行诊断的相关研究，而后技术日益成熟，临床应用愈加广泛。由于CT平扫仅能发现密度异常的病变组织，而像小动脉瘤等脑血管病多与正常组织密度相近，平扫易漏诊。CT增强正是通过向血管内注入人工对比剂的方式，使造影剂充满血管而在CT上呈现出高密度，或当血脑屏障破坏造影剂通过破坏的血脑屏障进入病灶而使病灶密度增高，以诊断某些脑血管疾病如动脉瘤，亚急性脑梗死等。

根据扫描方法的不同，CT增强可分为普通增强扫描、CT动态增强扫描、延迟增强扫描等，其中常用的是普通增强扫描（图1-6）。在脑血管疾病的临床应用中，动脉瘤、血管畸形（图1-7）普通增强时多表现为明显强化且边界清楚。增强形态因病而异，动脉瘤多为圆形，内有血栓时可有靶征；AVM呈虫曲状、点状或小片状强化，显示出畸形血管团等。所谓动态增强扫描就是在造影剂注入体内后的不同时相进行连续扫描，以了解病灶的循环规律。在CT平扫的基础上，增强扫描能发现更多的病变，且根据造影剂在病灶分布、浓集和扩散的特点可更加深入地反映病灶的病理性质，为临床提示脑出血病因、鉴别病变良恶性（图1-8）等提供很大的帮助。

图1-6　正常CT增强

箭头所指为正常强化血管。A：基底节层面；B：放射冠层面

图1-7　血管畸形（箭头所指为左侧放射冠畸形血管影）

图1-8　脑内多发转移瘤

黑色箭头所指为多发小片状强化病灶，白色箭头所指大片低密度为水肿带

三、CT血管造影

CT血管造影（CT angiography，CTA）是通过向静脉内高速注入碘对比剂、利用计算机三维重建技术获得血管3D影像的一种方法（图1-9），一般采用的有MIP法和VR法。众所周知，脑血管疾病诊断的“金标准”仍是数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）。但是，CTA只需要注射造影剂就能获得三维的血管及邻近骨骼图像，相比于DSA需要穿刺动脉及复杂、昂贵的操作，CTA更加安全、快速、简便、无创。而且，自从1989年CT由单层螺旋进入到现在的多层螺旋时代，CTA也相应地跨入了“多层”时代，320排动态容积CTA已能够实现。同时随着图像工作站性能改善，CTA图像的时间分辨率和空间分辨率获得空前提高，甚至获得四维动态CTA图像。

图1-9　正常CTA图像

A：正常CTA带骨图像；B：正常CTA去骨图像。天蓝色箭头所指为大脑前动脉，红色三角所指为大脑中动脉，绿色箭头所指为后交通动脉，深蓝色箭头所指为大脑后动脉，红色箭头所指为基底动脉，粉色箭头所指为椎动脉

通过多角度旋转方向，CTA可清晰详细地显示动脉瘤（图1-10）的起始部位、瘤体伸展方向及其与周围血管的关系，动脉狭窄或闭塞（图1-11）的部位、狭窄程度、长度以及侧支血流供应等。越来越多的研究和临床应用表明在脑血管疾病诊断上CTA能够获得与DSA相同甚至更好的效果，在对微小动脉瘤、AVM、脑血管狭窄等的显示和诊断作用已经能够某种程度上取代DSA，其在脑血管疾病的应用上将会越来越广泛。

图1-10　左侧大脑前动脉A1段动脉瘤

图1-11　烟雾病

双侧大脑中动脉及大脑前动脉未见明确显示，局部见紊乱血管网

四、CT灌注扫描

CT灌注（CT perfusion，CTP）可以理解为加强版的CT动态增强扫描，但是CTP对时间分辨率要求很高，造影剂注射速度也要比动态增强快。其在脑部疾病的应用始于1992年东芝公司的报道。CT灌注成像（图1-12）利用团注对比剂和亚秒级快速扫描的方法，同时获得多个脑灌注参数图，包括脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、达峰时间（time to peak，TTP）和平均通过时间（mean transit time，MTT），准确地反映脑组织的血流灌注情况，评价其血流动力学改变。目前，CT灌注成像已经成功地应用于急性缺血性脑血管病（图1-13）的早期诊断（急性脑缺血发病6小时内显示出病灶的敏感度为90%，特异度达100%），通过计算血流量可进行半定量分析，判断缺血范围并推测半暗带区域（区分可逆性与不可逆性缺血脑组织），为确定适当的治疗方案提供可靠依据。此外，CT灌注成像还能够区分急性脑梗死与短暂性脑缺血发作（TIA），随访观察病变发展变化，以及进行临床治疗效果评估等。总之，这项技术是CT在脑血管病尤其是缺血性脑血管病的临床应用中非常有发展前景的成像技术。