主动脉夹层CT血管成像常规扫描与多期扫描的研究进展

栾秋红 综述    吕梁  审校

（云南省第一人民医院，云南省昆明市西山区金碧路157号 650032）

摘要：本文阐述了CT血管成像的原理、目的及意义，分析常规CT扫描方法技术与多期扫描方法技术在诊断主动脉夹层上的应用，运用近年来新的CT设备探究多期扫描成像在主动脉夹层的影像诊断。

关键词：计算机体层成像；主动脉夹层；CT血管成像；多期扫描；Force CT

主动脉夹层(Aortic Dissection，简称AD)指主动脉内膜撕裂后动脉内的血液通过裂口进入主动脉壁内假腔，导致血管壁分层。本病最主要的因素为高血压，系高血压严重并发症之一，约有70 ～90 的AD患者并存高血压[1];其它易患因素包括 Marfan 氏综合征 、Ehlers-Danlos 综合征 、主动脉狭窄 、妊娠 、主动脉粥样硬化及创伤等[2]。 AD以男性多见，男女性别比约3∶1[3]。根据美国1980年以前的资料估计， AD的年发病率约5～10例/百万[4]，近20年来心血管影像诊断技术的飞速发展和普遍运用，许多 AD患者能在发病早期即获得确诊，因此实际发病率比以往的资料可能要高得多。我国 AD的发病率目前尚无统计资料，但由于人口基数大，高血压病患率高，以阜外心血管病医院为例，每年新增的病例就达百余例[6]，故预计全国 AD患者的绝对数很大，每年新增的病例可能超过一万余例。

目前医学上主动脉夹层常用的解剖学分型主要有 Stanford和 DeBakey分型法，主要用于评估主动脉夹层内膜裂口的位置和夹层累及的范围，Debakey分型是根据破口位置及夹层累及范围，分为三型。I型：破口位于主动脉瓣上5厘米内，近端累及主动脉瓣，远端累及主动脉弓、降主动脉、腹主动脉，甚至达髂动脉。II型：破口位置通I型相同，夹层仅限于升主动脉。III型：破口位于左侧锁骨下动脉开口以远2～5厘米，向远端累及至髂动脉。Stanford分型是根据手术的需要分为A、B两型。A型：破口位于升主动脉，适合急诊外科手术。B型：夹层病变局限于腹主动脉或髂动脉，可先内科治疗，再开放手术或腔内治疗。 其中 Stanford A型死亡率较高。研究表明，急性 A型夹层死亡率高达18～25，且近十年来死亡率居高不下[7-8]，而对 A型夹层病人快速诊断和及时的临床干预是改善生存率的关键所在。

1.CT主动脉血管成像

目前主动脉夹层的诊断主要还是依赖于影像检查，检查方法包括数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography， DSA）、 CT血管成像（ CT angiography， CTA）、超声检查及 MR血管成像（ MR angiography， MRA）等。血管腔内游离的内膜片影像是诊断主动脉夹层的主要依据，而主动脉夹层影像检的目的是确定内膜的破口位置及主要分支或腹腔器官的受累情况，以便临床医生根据诊断结果采取相应的措施。对主动脉夹层的病人情况的评估以及主动脉夹层病人术前评估和术后随访，主动脉 CTA 是目前临床上应用最广泛的检查手段。

近年来，随着CT设备的发展和完善，特别是CT设备时间分辨率的提高，CT血管成像 (CT angiograpy，CTA) 迅速发展。CTA是一种相对无创性的血管成像技术，其原理基于螺旋CT扫描和计算机三维影像后处理重建技术。 传统具有很高的空间分辨率，多年来一直为临床检查血管疾病的常规方法，但由于该技术需行动脉插管， 且注射对比剂量较大，接受 X线辐射量亦较多，因而具有一定危险性。 彩色多普勒超声不能给血管外科医生提供制定术前计划时需要的全貌，超声虽然可以显示需手术治疗的明显病变， 但许多病人仍需行术前血管造影，同时骨、空气及肠气亦可影响超声在临床上的广泛应用。 近年来，随着影像学技术的发展，MRA和CTA因相对无创伤性亦成为临床评价血管疾病的方法之一，可用于全身大部分血管。 呼吸、心搏等因素可严重影响MRA 图像质量，故胸腹部MRA成像效果目前仍不理想。因此，CTA成为了主动脉夹层临床诊断中的首选检查技术。 CTA相比Doppler超声和MRA具有以下优点：① 形成类似血管造影的图像，技术质量相对稳定。②三维重建技术可以从不同角度显示血管结构。 ③成像速度快，不受或少受呼吸、吞咽、蠕动和搏动等伪影影响。 ④对钙化斑块的识别具有较高的敏感度和特异度。

1.1 CT主动脉血管成像的原理、目的

以螺旋 CT扫描机进行一次控制呼吸连续快速的容积扫描，静脉快速团注对比剂增强，获取原始数据后以计算机三维影像重建技术显示主动脉血管结构称之为 CTA。

为了顺利的进行CT血管成像，CT机必须能够在血管内对比剂增强高峰期快速获得大量薄层而且相互有重叠的横断面图像。螺旋 CT扫描是由于 X线球管向一个方向连续旋转，检查床同时向一个方向移动，大幅度提高了扫描速度，可实现一次屏气完成一个较大器官的扫描。有文献报道螺旋 CT在腹部长轴方向扫描，一次屏气40 s，球管旋转40周， 可产生100幅层厚5 mm，与邻近层面重叠3 mm的断面图像，覆盖20 cm长度。 [9]由于扫描速度快，在做增强时配合使用高压注射器，调整注射速度、相位和延迟时间， 整个兴趣扫描区的原始数据可在对比剂增强高峰期连续获得，克服了普通 CT扫描在最大增强时间内只能得到少数几幅图像的缺点， 并可以节省对比剂用量。 又由于扫描是螺旋轨迹，采集的体积数据可在一个呼吸静止期连续获得，层与层之间不会遗漏， 无呼吸运动伪影，且可以进行薄层扫描，可在扫描容积内对任意位置层面进行回顾性图像处理， 为三维影像重建提供了有利条件。

1.2 CTA的检查方法

1.2.1CTA检查设备

最早 Siemens公司设计了 somatom plus带有连续旋转 x线球管和数据收集系统扫描机， 通过准确的走床速度使患者连续移动，经螺旋式扫描获得容积数据。 近来，几乎每一个制造厂家均发展了自己的滑环技术，推出螺旋扫机，例如西门子公司最新的 Force CT， GE公司推出的64排128层宝石能谱 CT。

1.2.2常规扫描技术条件及后处理

扫描条件为80～120kV，160～250mA。一般由压力注射器经前臂静脉注射对比剂。团注的时间选择、总量、速度、预制时间对短时间的血管增强是至关重要的。不同的检查部位所行的团注方式、移床速度、层厚及间隔有所不同。如行腹部 CTA，对比剂总量90-150 ml，速度为3-5 ml/ s，30 s注完，注射至17-22 s时开始扫描，移床速度3 mm/ s，扫描层厚3 mm，间隔2 mm(有1 mm重叠)，共45层、覆盖长度9 cm[10]。颈动脉 CTA，对比剂总量90-140 ml，速度1.4-2.0 ml/ s，注射至25-35 s时开始扫描，移床速度3 mm/ s，层厚3 mm，间隔 lmm，共105-150层，覆盖长度10-15 cm[11]。为提高成像区域内解剖结构的分辨率，使用的视野较常规成像时小，如颈部通常用167mm，腹部用200mm。

CT后处理工作站拥有强大的功能，不同设备的后处理过程稍有差异。  多层螺旋CT（multisliecs helieal CT）对扫描对象进行容积数据采集，主要应用滤过反投影法以及卷积反投影法将采集的原始容积数据进行断层影像重建，在后处理工作站进行多种三维影像重组，得到更形象更全面的血管解剖影像。 临床常用的重组方法包括多平面重组（ multi- planar reformation， MPR）、最大密度投影（ maximum intensity projection， MIP）、曲面重组（ curve planar reconstruction， CPR）、容积再现（ volume rendering， VR）和仿真内镜（ virtual endoscopy， VE）法等。这些影像技术的应用使临床医生能更直观地观察主动脉夹层的整体形态，判断夹层破口情况及分支血管的受累情况，为病人治疗方案提供充足的证据。

为了准确判断出主动脉夹层破口位置和累及范围，应对已确诊主动脉夹层的病人行主动脉增强扫描。影像数据经后处理得到的影像重组为断层提供了重要的补充，且能直观地显示出夹层的形态，但不同重组技术有优势不同。 MPR可以在原始数据的基础上选择兴趣点进行二维图像重组，显示主动脉夹层累及的范围、内膜破口、假腔内血栓有较大意义，有助于辨别主动脉夹层的分型[12-13]。 CPR技术可以使得弯曲的血管被“拉直”，显示主动脉的全貌，血管被拉直后，长度和宽度就可以测量出来，对于手术和介入性治疗有帮助。 MIP影像能真实地反映主动脉的密度，可以清楚显示血管壁的钙化及其分布，对术后主动脉支架的形态及位置显示良好，但在真假腔密度差异不大时，难区分真假腔及撕裂的内膜片[12，14]。 VR重组影像接近真实的主动脉外形，可以清晰地显示内膜片的起始端及形态，真假腔显示极高，能较好地显示出分支与夹层真假腔的关系[14]，为临床医生提供了更直观的信息。 VE类似于腔镜技术，能观察到主动脉腔内情况，清洗的显示真假腔及内膜片三者的关系，破口位置，判断内膜撕裂的范围及分支的受累情况[15-16]，为临床医生提供更多的治疗依据，有助于决定手术方式及治疗的方案。

2.CT 诊断主动脉夹层

2.1 CT诊断主动脉夹层的价值

CT 上主动脉管腔内剥脱的内膜片影像及双腔结构影像是主动脉夹层的特征性表现[11]。在CT平扫时，常见主动脉壁的钙化，钙化的内膜向血管腔内移位。假腔内血流缓慢，易形成血栓，在平扫时表现为主动脉壁不对称性增厚的影像特征， 内膜较光整；新鲜血栓为高密度影像，陈旧性血栓为较低密度影像；夹层伴血栓形成时会经常与主动脉壁内血肿混淆。平扫的其他影像特征包括主动脉增宽、主动脉渗出、心包积液、胸腔积液等。

增强 CT扫描能更清楚地显示低密度的内膜片，有时可以看到内膜片与主动脉管壁构成的两个假腔[17]。如果在某一层面看到管腔中的低密度不连续，或对比剂将两个管腔联通，就可以初步判定夹层破口的位置。夹层假腔在影像上多呈新月形，半包绕真腔；如果破口位于主动脉弓上方，假腔多数位于左后方；如果破口位于腹主动脉，则假腔多位于左后方[18]。如果假腔内伴有血栓形成时，CT增强扫描表现为管腔内有不规则的低密度充盈缺损；假腔被血栓完全填充时，对比剂很少进入假腔；若夹层范围较局限时，可能被误诊为动脉瘤 [19]。主动脉夹层真假腔血流动力学有差异，真腔排空速度较快，增强早期真腔密度高于假腔。 以头足方向扫描，可见胸主动脉中真腔 CT值高于假腔， 而到主动脉远端会显示真腔CT值低于假腔。由于扫描的差异，同一病人在相同扫描条件下，不同时期的影像也可出现真假腔CT值的差异。

2.2 CT诊断主动脉夹层的优势

MDCTA因具有空间分辨力高、扫描时间短、能清晰显示主动脉的解剖结构及其他软组织情况等优点，已广泛应用于主动脉夹层的诊断及术后随访评估中。近些年来，由于 CT设备探测器数目不断增加，双管球及双套探测系统的应用，宽螺距的扫描方案使主动脉全程扫描可以缩短到2 s以内，且对主动脉及其他软组织均能清晰成像，实现了低剂量扫描[20-21]。另外，对比剂跟踪延时扫描技术的研究与应用，使得主动脉影像质量上升到一个更高水平。对怀疑有主动脉夹层及主动脉瘤等急症病人，首先行MDCTA 检查是最优的选择。

2.3 MDCTA 评估主动脉夹层的局限性

常规 MDCTA只能显示静态的 CT影像，只能显示心动周期中某一时间点的影像。但受到心脏搏动的影响，通常会产生运动伪影[22]，CT表现主要为主动脉根部两条平行的弧形低密度影，不易将其与累及根部的主动脉夹层区分，可能得到假阳性的结果[22-24]，对外科手术方法的选择会产生影响， 甚至可能危及病人的生命[25]。

常用的 MDCT扫描只能得到单相的 CT影像，并不是所有夹层内膜片及受累器官的都能在反映出来。主动脉增强 CT 扫描影像有时很难发现其他撕裂口。非急性期的主动脉夹层患者内膜上一般有多个破口，受空间分辨力的影响，远端较小的破口不易显示。

3.多期CT扫描诊断主动脉夹层

3.1多期 CT扫描主动脉夹层的征象

多期扫描对于真假腔判断的准确率更高，“双腔”或“多腔”的显示是诊断主动脉夹层的征象。但是进一步判断哪个腔是真腔 ，哪个腔是假腔对于临床的意义重大。大多数医生对疑似主动脉夹层的患者行 CT 增强扫描选择造影剂注入后 20～25s进行[3-5]。在实际工作中 ， 我们可以进一步采取多期扫描技术， 在22 s、35～39 s、60s进行多次扫描成像模式 。 其原因主要是主动脉夹层患者多数为中老年人 ，合并动脉粥样硬化 、血管扭曲等症状 ，血液循环阻力增加;会导致血流动力学的改变 。单期增强扫描会使真假腔的判断率降低 。多期扫描可以将前期扫描真腔显示不佳或真假腔对比度差的病例进行再扫描， 从而提高了诊断的准确率。除此之外，通过一些新设备的新技术，如Force CT的多期扫描成像，可以大幅度减低患者接受的辐射剂量，单期扫描成像时可以减低辐射剂量达80-90%，可以最大程度避免患者接受过多的辐射剂量。

多期扫描可以有效判断主动脉夹层破口数目及假腔血流情况，单期或双期增强扫描可能会漏诊。制定多期扫描的方法，从多个不同扫描时期观察真假腔内造影剂的变化，准确判断真假腔，为临床治疗及判断提供有利的影像学数据。

3.2多期扫描方式的优势

传统诊断主动脉夹层的方法是介入下血管造影技术 ，它是诊断主动脉夹层的“金标准” 。但是血管造影有创伤性 ，费用较高，重复性较差。螺旋 CT的出现，特别是多层螺旋 CT，可以全面、无创地对患者进行检查，对于主动脉夹层患者术后复查及随访意义重大。多期扫描的方法对内膜片的显示、主动脉夹层病变的“双腔”或“多腔”结构，进一步鉴别真假腔有着重大的临床意义 。CT 在诊断主动脉夹层的价值上已经被大多数临床医生所认可， 其诊断价值日益提高 。

4.未来进展

4.1 force ct

Force CT是德国西门子公司2017年最新推出的、当今世界上最先进的 CT设备，其快速、精准、安全的临床信息采集特点对超低剂量体检、肿瘤早期筛查、大范围血管检查、心脏冠脉检查、全器官灌注检查，及国际上最前沿的 CT能量学成像方面等具有领先的优势。

4.1.1 安全筛查

美国预防服务工作组（USPSTF）和《中国原发性肺癌诊疗规范》（2015版）指出：低剂量CT是唯一被推荐用于低剂量肺癌筛查的方法，但常规CT的辐射剂量较高。Force CT则将肺癌筛查的辐射剂量降低到约0.5msv，使肺癌筛查更加的安全。Force CT的低剂量Turbo Flash成像模式对于体部的螺旋扫描可以降低90%的辐射剂量，运用于主动脉CTA单期或多期扫描可以有效减少患者接受的辐射剂量。

4.1.2快速扫描

心脏检查只需0.13秒，全身大血管检查仅需1 s，轻松应对胸痛三联征、主动脉夹层、脑中风患者的心脑联合扫描等急诊检查；实现任意心率下的自由成像，甚至可以在无需屏气的情况下实现对心脏的快速检查，满足快速、健康体检的需求，对于主动脉夹层患者，较高的时间分辨率可以满足多期成像的要求。

4.1.3精细成像

具备业内最小的小焦点技术，真正实现业内最高的各向同性图像分辨率，针对主动脉夹层的内膜片、主动脉壁的斑块及术后支架结构等精细结构的显示提供硬件保障，从而提高工作效率、减少漏诊率。同时，常规 CT仅能分辨组织器官在形态，密度上的变化， 通过Force CT的双能量成像则对于人体内不同物质种类、数量上的变化，进行诊断，对于板块的检出具有重要意义，双能量 CT的应用可以更早发现主动脉病变，对于患者的远期具有一定的指导意义这是目前CT临床应用中最先进和最前沿的领域。

综上所述，主动脉CTA是当前诊断主动脉夹层的首选的无创性检查方法，多期动态CTA扫描方案在主动脉夹层诊断中具有巨大潜力，随设备及技术的进步，多期动态CTA扫描方式将会在主动脉夹层的诊断、真假腔的判断、动脉斑块及内膜片的评估中发挥更大的作用，但本方法的实际临床应用仍需要进一步的临床研究证实。

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