急性缺血性脑卒中(AIS) 是常见的颅脑血管疾病，具有高发病率和高死亡率的特点^[1-2]。研究表明，颅脑血管侧枝循环状态对AIS患者血管内治疗后的临床结果有着显著的影响^[3-4]。全脑CT灌注(CTP) 图像通过显示血管闭塞与否以及血供延迟的程度，反映脑组织血供的状态。多时相CT血管成像(CTA)能的实现血流动力学的评估^[5-7]。宽体探测器CT能够同时提供全脑CTP和多时相CTA^[8-9]。全脑CTP的辐射剂量相对较高，降低管电压是常用的降低辐射剂量的方式^[10-12]，但是低管电压下CTA图像质量较差，容易影响脑血管动力学的评估。所以，在以往文献报道中，对AIS患者进行诊断时，通常采用全脑CTP和CTA联合扫描，极大地增加了患者的经济成本、时间成本和有效辐射剂量^[13]。近期，一款新型国产320排宽体探测器CT被广泛地应用在临床中^[14-16]。该宽体探测器CT在全脑CTP扫描过程中，能够对不同期相设置不同的管电压和管电流。与CTP和CTA联合扫描相比较，分段设置管电压和管电流的一站式全脑CTP成像能够显著降低辐射剂量。本研究以数字减影血管造影(DSA) 图像作为参照标准，探究固定管电压分段设置管电流的一站式全脑CTP成像在AIS患者颅脑血管侧枝循环评估中的辐射剂量和临床应用价值。

1. 临床资料：回顾性收集北辰医院2021年1月至7月期间因怀疑AIS行全脑CTP检查的病例共40例。全脑CTP检查均采用固定100 kVp管电压、分段设置管电流的扫描方式，以提高血管CTA图像质量，用于脑血管动力学评估。纳入标准：①症状发作8 h以内。②无肾功能不全病史。③无碘对比剂过敏史。排除标准：①脑出血或合并其他疾病(5例)。②全脑CTP图像双侧异常发现(3例)。最终获得病例32例，其中男17例，女15例，年龄范围48~81岁，平均年龄(63.1±7.9) 岁。所有患者签署知情同意书，入组32例患者均在接受血管内治疗前24 h内接受CTP检查。临床医师根据患者体征、实验室和放射学检查结果，使用数字血管造影机进行血管内治疗，对脑动脉闭塞段进行溶栓或(和)机械取栓。根据临床资料，所有入组患者均被诊断为AIS。

2. 全脑CTP扫描：采用宽体探测器CT (uCT960+，上海联影医疗科技股份有限公司) 进行全脑CTP扫描。CTP常规扫描参数：管电压100 kVp，分段设置管电流，扫描视野230 mm × 230 mm，覆盖范围16 cm，转速0.5 s/r。患者采用仰卧位，经肘静脉注射60 ml对比剂(碘帕醇，350 mgI/ml) 和30 ml生理盐水，使用双活塞注射器通过18 G静脉留置针以6 ml/s的速率注射。注射对比剂5 s后行CTP采集，扫描时长为55.5 s。时间序列为：5~5.5 s为平扫期，管电流为150 mAs，间隔为3 s，共扫描1次；11~15.5 s为第二时相，管电流为75 mAs，间隔为2 s，共扫描3次；17~27.5 s为动脉期，管电流为150 mAs，间隔为2 s，共扫描6次；30~36.5 s为静脉期，管电流为75 mAs，间隔为2 s，共扫描4次；40~60.5 s为延迟期，管电流为75 mAs，间隔为5 s，共扫描5次。所得数据分别重建为厚层和薄层图像用于CTP和多时相CTA分析。

3. 灌注图像重建和参数分析：Karl 3D混合迭代重建算法，滤波函数H_VSOFT_B，重建等级8，层厚5 mm，层间距5 mm。所有图像传输到联影uWS-CT后处理工作站进行处理，采用处理软件获得灌注伪彩图像，并计算灌注参数，包括：脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)、平均通过时间(MTT)、达峰时间(TTP) 和残余函数达峰时间(T_max)。参数计算时，优先采用软件自动选择的输入动脉和输出静脉，出现偏差时由负责分析的放射科医师人工校准。CBF、CBV单独或同时降低，MTT、TTP单独或同时升高即为灌注异常区域。选取显示颅脑灌注异常的层面，手动勾画感兴趣区(region of interest, ROI)，以脑中线为对称轴采用镜像法测量对侧ROI。勾画时尽量避开血管及脑沟脑裂。

4. 多时相CTA重建和分析：Karl 3D混合迭代重建算法，滤波函数H_SOFT_B，重建等级5，层厚1 mm，层间距1 mm。所有图像采用uWS-CT后处理工作站动态数据重建软件处理。图像导入软件后，软件自动识别19个期相的扫描数据，自动提取动静脉血管进行重建。最终可以获得全周期内的多时相CTA图像用于侧枝循环评估。

5. 侧枝循环评估：由一名放射科医师(阅片经验为3年) 采用双盲法进行阅片，分别基于全脑CTP、多时相CTA联合全脑CTP两种模式，采用5分法对侧枝循环进行评估。评分标准：1分表示没有或很少有血管参与侧枝循环；2分表示静脉期末期，部分血管参与侧枝循环；3分表示静脉期之前，部分血管参与侧枝循环；4分表示静脉期末期，侧枝循环完成；5分表示静脉期之前，侧枝循环完成。对入组患者接受血管内治疗前获取的DSA图像进行收集，由另外一名放射科医师(阅片经验为4年) 采用同样的评分方法评价侧枝循环状态。以DSA评估结果作为标准，计算基于全脑CTP、多时相CTA联合全脑CTP两种模式评估侧枝循环状态的准确率，准确率的计算公式为：准确率= (N/Total)×100%。式中，N等于分别采用两种模式评估侧枝循环状态时，所获得的与基于DSA评估结果一致的患者数，Total等于入组患者总数。

6.有效辐射剂量：记录容积CT剂量指数(CTDI_vol) 以及剂量长度乘积(DLP)，计算有效剂量(E)，E=DLP×k，k为权重因子，本研究中采用美国医学物理师协会(AAPM) 推荐的权重因子k=0.002 1 mSv·mGy^-1·cm^-1[17]。

7.统计学处理：采用SPSS 22.0软件进行统计分析。计量资料采用x±s表示。采用Shapiro-Wilk检验验证数据的正态分布，采用Pearson相关系数分析相关性，采用配对t检验比较核心梗死区域和对侧半脑健康区域的灌注参数，P<0.05认为差异有统计学意义。以DSA的结果作为参照，计算不同评价方法的一致性和准确率。不同方法评分结果与DSA结果之间的一致性采用Kappa分析，Kappa值>0.75表示一致性很好，Kappa值在0.40~ 0.75之间表示一致性较好，Kappa值<0.40表示一致性较差。置信区间(confidence interval, CI) 设置在95% (95% CI)。

1. 辐射剂量：平均CTDI_vol为(184.18±15.9) mGy。相较于文献报道的80 kVp固定管电压、固定管电流的全脑CTP，CTDI_vol相当(184.19 mGy)^[18]。一站式全脑CTP的平均DLP为(2 947.1±255.3) mGy·cm，平均有效辐射剂量E为(6.1±1.5) mSv，与文献中一次检查中分别进行CTP和CTA扫描的有效辐射剂量(10 mSv) 相比降低了39%^[19]。

2. 灌注参数分析：在所有入组患者中，与对侧健康区域相比，核心梗死区域的CBV和CBF明显下降，TTP、MTT和T_max明显延长，差异有统计学意义(t=-6.11、-7.47、12.34、8.58、10.05，P<0.01)，见表 1和图 1。

表 1(Table 1)

表 1 核心梗死区和对侧健康区域灌注参数比较(x±s) Table 1 Comparison of perfusion parameters between the infarct lesions and their contralateral regions (x±s) 灌注参数 核心梗死区 对侧健康区域 t值 P值 CBV (ml/100 g) 2.46±1.06 5.09±2.40 -6.11 <0.01 CBF[ml/ (100 g·min)] 12.13±4.57 22.85±12.31 -7.47 <0.01 MTT (s) 11.73±3.12 6.86±2.04 8.58 <0.01 TTP (s) 40.60±6.52 24.00±5.70 12.34 <0.01 Tmax (s) 17.50±6.25 4.62±2.00 10.05 <0.01 注：CBV. 脑血容量；CBF. 脑血流量；MTT. 平均通过时间；TTP. 达峰时间；Tmax. 残余函数达峰时间

表 1 核心梗死区和对侧健康区域灌注参数比较(x±s) Table 1 Comparison of perfusion parameters between the infarct lesions and their contralateral regions (x±s)

注：DSA. 数字减影血管造影；CTA. CT血管成像 图 1 1例右侧大脑中动脉M1段急性闭塞患者前及术后CTP图像    A. DSA图像。右侧大脑中动脉M1段急性闭塞(白色箭头)，右侧半脑组织无代偿，侧枝循环评分为1分；B. 术前多时相CTA图像。图像显示与DSA保持一致，右侧大脑中动脉有明显的闭塞(白色箭头)，结合CTP图像，侧枝循环评分为1分；C. 术后多时相CTA图像。右侧大脑中动脉闭塞消失，血供恢复正常(白色箭头)，结合CTP图像，侧枝循环评分为5分 Figure 1 CTP imaging before and after surgery of a patient with acute occlusion of the right middle cerebral artery    A. DSA confirms occlusion of the right middle cerebral artery (white arrow), collateral circulation score with 1; B. The multi-phase CTA shows that there is no circulation on the ischemic site (white arrow), collateral circulation score with 1; C. The multi-phase CTA shows the postoperative change of occlusion (white arrow), collateral circulation score with 5

3. 侧枝循环评分：CTP图像对侧枝循环的评分为(2.78±1.58)分，多时相CTA联合CTP的评分为(3.03±1.45分)，DSA的评分为(2.94±1.44分)，见图 2。CTP和DSA的评分显著相关，Pearson相关系数为0.95 (95% CI：0.89~0.97，P<0.01)。多时相CTA联合CTP和DSA的评分显著相关，Pearson相关系数为0.98 (95% CI：0.96~ 0.99，P<0.01)。

注：CTP. CT灌注成像；CBV. 脑血容量；CBF. 脑血流量；MTT. 平均通过时间；TTP. 达峰时间 图 2 1例右侧大脑中动脉M1段急性闭塞患者DSA及CTA图像    A~D. 术前CTP图像。右侧半脑灌注参数CBV和CBF明显下降，MTT和TTP明显上升(白色箭头)，侧枝循环评分为1分；E~H. 术后CTP图像。右侧半脑灌注参数CBV和CBF恢复正常，MTT和TTP有所下降(白色箭头)，侧枝循环评分为4分 Figure 2 DSA and CTA imaging of a patient with acute occlusion of the right middle cerebral artery    A-D. Preoperative CBV, CBF, MTT, and TTP maps, collateral circulation score with 1; E-H. Postoperative CBV, CBF, MTT, and TTP maps, collateral circulation score with 4

CTP评估侧枝循环结果和DSA的一致性较好(Kappa=0.64，t=0.73，P<0.01)。联合使用多时相CTA和CTP与DSA的一致性很好(Kappa=0.88，t=0.99，P<0.01)。以DSA评估结果作标准，使用CTP、多时相CTA联合CTP的准确率分别为71.9%和90.6%。

本研究以DSA图像作为参照标准，探究了在固定管电压，分段设置管电流的一站式全脑CTP成像在AIS患者侧枝循环评估中的辐射剂量和临床价值。研究结果表明，分段设置管电流的一站式全脑CTP能够同时提供可靠的CTP和多时相CTA，合理降低患者辐射剂量。借助多时相CTA联合全脑CTP能够准确有效地评估AIS患者颅脑血管的侧枝循环状态。

作为急性缺血性脑卒中患者侧枝循环评估的“金标准”，DSA具有极高的时间分辨率和空间分辨率，但DSA检查是有创的，具有一定的风险。以往研究表明，多时相CTA能够反应多个时间点的血管血供状态，有助于对侧枝循环进行评估^[4]。本研究结果表明，固定管电压(100 kVp)、分段设置管电流的一站式全脑CTP成像能够同时提供可靠的CTP和多时相CTA。借助于多时相CTA联合CTP对颅脑血管侧枝循环的评估有着非常高的准确性，评估结果与基于DSA图像诊断的结果保持着较高的一致性。

在本研究中，通过采用固定管电压、分段设置管电流的方式来降低患者受到的辐射剂量，同时为了保证结果的准确性，所有图像均在100 kVp管电压下获得。最终平均CTDI_vol为184.2 mGy，和以往采用80 kVp管电压的研究相当^[18-20]。本研究中，有效辐射剂量为6.1 mSv，低于文献中分别进行全脑CTP和血管CTA扫描的累积辐射剂量(10 mSv)^[19]。100 kVp的血管图像相较于80 kVp能够更好地显示血管的结构，图像细节显示效果好，有助于医生更好的判断血管充盈状态，评估血管侧枝循环^{[13, 21]}。本研究中一站式全脑CTP的分段管电流设置，获得了准确可靠的分析结果并合理降低了患者辐射剂量。

64排及以上的CT能够对部分脑组织进行CTP检查，但是由于覆盖范围不够，大范围病变无法显示详细的信息^[22]。本研究中使用的宽体探测器CT能够实现全脑CTP检查。在入组患者中，有多名患者出现了多处颅脑血管狭窄或者闭塞。通过全脑CTP和多时相CTA，医生能够更加全面且客观地评价患者的情况，避免病灶的遗漏。同时，一站式全脑CTP成像可以获得多个时间点的颅内血管CTA图像，减少患者接受CTA检查的次数，降低了辐射引起损伤的风险。

本研究存在一些不足之处。首先，缺乏随访的信息，对于侧枝循环与预后之间的内在联系无法进行分析。其次，本研究选择固定管电压100 kVp，分段设置管电流的方式，而在低剂量全脑CTP的相关研究中，将管电压从100 kVp降低到80 kVp是最常见的做法。为了进一步合理降低辐射剂量，综合使用分段设置管电压和管电流进行全脑CTP检查的可行性是有必要进行探究的。

综上所述，通过在一站式全脑CTP成像中采用固定管电压、分段设置管电流的方式，能够在保证分析结果准确可靠，并合理降低患者的辐射剂量。一站式全脑CTP成像能够同时提供可靠的全脑CTP和多时相CTA图像，联合使用多时相CTA和全脑CTP，可以对AIS患者的侧枝循环状态进行准确有效地评估。

利益冲突  无

作者贡献声明  刘青负责实验设计和论文草稿撰写；李伟栗、王娇娇负责数据收集和图像评估；张宗望负责数据统计和分析；徐士杰、韩锦涛负责论文修改；许建辉负责方案构思、论文的撰写和修改