血流导向装置(flow diverter，FD)是针对颅内动脉瘤(intracranial aneurysm，IA)设计的一种新的血管内治疗装置。定量数字减影血管造影(quantitativedigital subtraction angiography，QDSA)依据不同的物理学原理并通过计算机软件拟合相应的数学模型对2D-DSA的原始图像进行处理，定量分析血流动力学改变，包括时间-密度曲线(time-density curve，TDC)、彩色编码成像法和光流法(optical flow，OF)。QDSA可以在术中实时完成，能优化治疗方案。现就QDSA在FD治疗IA中的应用进展进行综述。

1.TDC

        TDC即造影剂强度值随时间变化的曲线，原理是通过计算机后处理软件记录并分析连续DSA序列中每个像素点或感兴趣区域(region of interest，ROI)内造影剂强度值(包括最大强度值)，经公式转换后得到造影剂强度值随时间变化的曲线图，间接反映脑血流动力学。FD治疗IA的血流动力学参数评估中，使用TDC的相关参数包括：平均通过时间、达峰时间(time to peak intensity，TTP)、曲线下面积(areaunder the curve，AUC)、流入斜率(wash-in slope，WIS)和流出斜率(wash-out slope，WOS)等。

        Sadasivan等利用最小二乘法拟合另一特殊数学公式获取TDC，用来评估FD治疗IA，该数学模型将IA内血流动力学过程分为对流和扩散两部分，对流部分表示通过对流方式快速流入和流出IA的血流，扩散部分表示以对流方式流入IA的血流，被困在IA内不再流出或最终以扩散方式向外流出;在FD置入前，造影剂进出IA主要以对流方式;在FD置入后，造影剂流动预计将主要以扩散方式;研究发现FD置入后，对流振幅明显下降，而扩散振幅、对流指数时间常数及扩散指数时间常数均显著增加。

        Sadasivan等结合此模型回顾性分析62枚IA，对去除伪影和平衡样本后的各个亚组分析发现，当WIS差值(术后-术前)<-0.12，WIS 比值(术后/术前)<1.04，WOS比值(术后/术前)<0.6，对流振幅<0.96时，术后6个月随访时可能会进展为完全闭塞;但是相关性分析却发现这4个变量闭塞组和非闭塞组之间无统计学差异。

        造成此结果可能有：两组IA大小差异过大、部分病例存在高压注射器和静脉重叠伪影以及IA闭塞过程受包括血小板功能和计数、凝血功能、抗血小板聚集药物使用方式等因素影响。Hussein等回顾性分析31例FD治疗的颈内动脉破裂动脉瘤，发现FD术后即刻AUC比(即动脉瘤内ROI区域AUC除以载瘤动脉岩骨段ROI区域AUC)下降，则动脉瘤发生完全闭塞的可能性低。

        Brunozzi等建立模拟体内血流的体外模型，使用时间-密度指数(time-density index，TDI)进行分析，TDI定义为管道模型的横截面积与时间-密度时间(time-density time，TDT)的比值，结果发现TDI与流体流量显著相关，TDC可能是一种评估脑血流量可靠的方法。Ivanov等研究发现TDT与Hunt-Hess分级显著相关，TDT明显延迟可作为Hunt-Hess分级较高病人脑血流量降低的一个指标。

        在FD治疗IA过程中，放置一个FD装置后，是否需要立即进一步填塞弹簧圈或放置第二个FD装置，基于TDC的QDSA可提供客观的证据。但是，目前研究证据较少，而且一些可直接获得的TDC简单参数容易受到造影剂注射参数(包括注射速率、剂量、位置)的差异、血管重叠伪影等多种因素的影响，各个参数的准确性尚需进一步验证。

2.彩色编码成像技术

        彩色编码成像技术是一种计算DSA图像上每个像素点TTP值的彩色血流全循环成像技术。其原理是以TDC为基础，首先将DSA序列经计算机后处理软件获取每个像素点的TDC提取出两个重要参数(单像素点的最大强度值和TTP);然后，利用色度、饱和度、亮度色彩模型对两个参数进行彩色编码;最后，每个像素点参数被转换成相应颜色，并将动脉期、静脉期、静脉窦期的彩色图像整合到单幅图像中，更加直观地反映血流动力学情况。

        与TDC相比较，彩色编码成像技术关注的血流动力学参数仅为最大强度值和TTP，其所能包含的血流动力学信息有限。将彩色编码成像技术与TDC的相关血流动力学参数相结合，则能弥补彩色编码成像技术的不足，更有利于评估颅内血流动力学情况。目前，使用最广泛的是西门子公司开发的syngo iFlow软件。

        Cattaneo等在体外模型中使用syngoi Flow评价FD规格大小和位置对IA内血流动力学的影响，结果发现当选用尺寸越接近载瘤动脉直径的FD以及将FD的中部而非近端或远端置于动脉瘤颈处时，IA内的TTP延迟越高。迟发性脑实质出血(intraparenchymalhemorrhage，IPH)是FD 术后并发症，具体机制尚不清楚，多发生在FD治疗的同侧脑实质。FD置入后的血液动力学改变可能是重要因素之一。

        对此，Brunozzi 等对53例经FD治疗的IA进行研究，由syngo iFlow计算大脑中动脉与颈内动脉通过时间的比值，结果显示IPH病人通过时间比值显著低于未发生IPH病人，提示FD置入后，增快的血流速度可能与IPH有关。使用syngo iFlow对颅内血流动力学进行评估，对提高使用FD治疗IA的安全性和有效性是有帮助的。FD治疗IA的并发症严重影响病人预后，如能结合TDC和彩色成像编码技术进一步明确血流动力学对并发症的影响，可能是未来研究方向之一。

3.OF

        DSA序列中每个像素点造影剂强度值的变化是由血流运动引起的，所以OF的原理是利用DSA原始图像序列中的每个像素造影剂强度值的时域变化以及相邻帧之间的相关性来确定每个像素点的二维运动信息，包括血流运动的方向和速度。根据这些信息还可以进一步绘制出二维平面的血流运动矢量图，箭头的指向表示血流的方向，箭头的长度则表示血流速度的快慢。但是，OF不能用于评估弹簧圈栓塞IA的血流动力学，因为IA内的弹簧圈吸收X-射线，会影响IA内造影剂强度值的计算。因此，根据FD的治疗理念，OF非常适合评估FD治疗IA的血流动力学信息。

        Chien等绘制4例FD置入前后IA内血流运动矢量图并进行分析，结果发现FD置入后瘤壁血流冲击、入射血流以及瘤内血流循环均出现明显差异。说明该技术可以用来监测FD置入引起的血流变化。Pereira 等应用OF 对21 例IA 内血流进行分析，首次提出平均动脉瘤内血流振幅(meananeurysm flow amplitude，MAFA)及MAFA 比值(MAFA ratio，MAFA-R)评估FD置入前后IA内血流变化，MAFA-R低于1.03时，术后12个月会进展为完全闭塞。

        IA内血流流场的可视化和对IA血流动力学信息的量化对于理解血流动力学在导致瘤壁变性和进展为破裂或趋于稳定的机制非常重要。Brina等使用OF 与计算流体动力学(computational fluiddynamics，CFD)分析21例囊状IA内的血流运动矢量图，比较每个IA相同投影角度的DSA原始图像、OF图像和CFD图像血流模式中入射血流方向和涡流结构，结果发现OF测得的入射血流方向和涡流结果与DSA和CFD一致性均较好。

        Cebral等以相同的投影角度将CFD三维速度矢量场投影产生二维平面的速度矢量场，却没有得出相反的结果;进一步基于CFD 计算的动脉瘤平均血流速度(mean aneurysmvelocity，VEL)与MAFA值进行线性回归分析显示，VEL与MAFA是线性相关的，表明MAFA是VEL的良好替代指标。也有研究指出CFD 分析MAFA-R可反映FD置入前后IA内血流改变。

        OF测得的二维血流运动矢量图是否真实地反映了IA内血流流场，目前存在较大分歧，未来还需要更多的研究证实。OF速度矢量场仅从一个投影角度反映IA内血流流场。在涡流结构中，难以计算出与投影角度垂直的血流信息，这可能是导致OF和CFD之间一致性较差的主要原因。

        另外，IA与载瘤动脉或分支血管的重叠有时候是无法避免的，由此可能会计算出错误的血流流场。虽然MAFA 及MAFA-R是可靠的，但其在预测FD治疗IA的血栓形成的能力仍需进一步研究。

        总之，QDSA可在术中实时定量监测IA的血流动力学，对辅助IA的治疗有独特优势，是CFD所不能替代的。但QDSA技术的参数在FD治疗IA中的价值需进一步研究。同时，造影剂注射方案(包括注射速率、剂量、位置)及数据采集如X线成像角度及时间的差异都会获得的血流动力学参数产生影响。

        来源：黄鑫根,周小兵,张林峰,李彬,汪阳.定量DSA在血流导向装置治疗颅内动脉瘤中的应用[J].中国临床神经外科杂志,2022,27(11):943-945.