CT灌注成像原理

CT灌注成像原理、技术、临床应用principletechnologyandclinicalapplicationofCTperfusionimaging康华医院放射科梁明灌注：血流通过毛细血管网，将携带的O2和营养从动态增强CT资料中了解功能性成像静脉团注碘对比剂，对选定层面行连续扫描，获得每一像素的时间—密度曲线（time-densitycurve，TDC），计算灌注参数,经工作站得假彩编码图检查方法非离子型对比剂300mgI/ml50ml注射流量4ml/s扫描电影扫描（cine）每一层面扫50层，1层/s，共50s用去卷积算法（deconvolution）计算灌注参数红色为动脉TDC，绿色为静脉窦TDC时间-密度曲线CT灌注成像参数脑血流量（cerebralbloodflow，CBF）脑血容量（cerebralbloodvolume，CBV）平均通过时间（meantransittime，MTT）峰值时间（timetopeak，TTP）表面通透性（permeabilitysurface，PS）急性脑缺血脑动脉阻塞后,血流灌注改变早于组织学改变。灌注成像观察血流灌注状态可早期发现缺血灶，判断缺血引起脑损伤的程度CT平扫出现低密度区——可以诊断灌注成像CBV↓、CBF↓、MTT↑、TTP0，说明局部血流灌注明显减少——肯定诊断诊断脑梗死CT平扫左额颞叶大片低密度区CT增强上述病灶未见强化20小时CT平扫与增强左额颞叶病灶aCBV↓(兰黑)bCBF↓(兰黑)cMTT延长(红)d无TTP(黑)CBV↓aCBF↓bMTT↑cTTP0d灌注成像病变血流灌注明显减少，其位置与CT平扫一致CT平扫低密度区面积与各参数图低灌注区一致，1周后复查病灶不变，说明低密度区代表因血流灌注减少所致的难以恢复的缺血脑组织0510152025303540低密度CBVCBFMTTTTP面积梗死区面积比较CT平扫阴性——不能诊断灌注成像CBV正常、CBF↓、MTT↑、TTP↑或0说明局部血流灌注减少，较轻——能诊断早期诊断脑缺血CT平扫未见异常CT增强未见病灶，左额叶血管影略少2小时CT平扫与增强左额叶病灶aCBV正常bCBF↓(兰)cMTT延长(红绿)dTTP延长(绿)或无(黑)abcCBV-CBF↓MTT↑TTP↑d灌注成像该区已有血流减少的缺血表现相对灌注参数rCBVrCBFrMTTrTTP梗死0.69±0.12**0.32±0.16**15.45±6.00*-6.09±2.85可恢复1.01±0.350.66±0.1110.26±5.59-5.91±3.70病侧参数/健侧参数可恢复脑组织rCBV与rCBF均高于梗死脑组织，rMTT低于梗死脑组织,说明可恢复脑组织灌注减少轻，而梗死脑组织灌注减少严重评价一、早期发现缺血灶本组2小时，文献30分钟二、反映CBF下降程度CBF下降是影响脑损伤的重要因素CT灌注成像同PET、SPECT、PWI、氙CT相比，评价CBF具有省时（3分钟）、经济、准确的优势三、判断缺血脑组织能否恢复相对灌注参数rCBF＞0.49或rCBV＞0.85—提示缺血脑组织可恢复的可能性大参数假彩图CBF下降而CBV正常提示缺血脑组织可恢复的可能性大CBF和CBV均下降提示缺血脑组织不可恢复的可能性大CBF发现脑缺血敏感,CBV确定脑梗死较可靠发病5小时灌注CT显示右颞叶CBF下降,CBV正常,1周后MRI仅见小梗死灶,说明CBF下降而CBV正常的区域大部分为可恢复的缺血脑组织(此例临床恢复)CBF↓CBV-灌注成像与MRI(可恢复)发病20小时灌注CT显示左额颞叶CBF、CBV均下降，1周后CT平扫其低密度灶与发病时所见相同,说明CBF和CBV均下降的区域为不可恢复的缺血脑组织(此例死亡)CBF↓CBV↓灌注成像与CT(梗死)CBF↓小动脉及毛细血管扩张CBV↑或正常脑血流自身调节（autoregulation）CBF下降,CBV正常,说明缺血脑组织仍有自身调节功能,脑损伤轻,有可能恢复CBF与CBV均下降,说明缺血脑组织丧失自身调节功能,脑损伤重,不可恢复结语CT灌注成像可作为早期诊断脑缺血的影像学检查方法提供更多关于脑血流灌注的信息，评价缺血脑组织损害的程度,估计预后联合CBF和CBV图可判断缺血脑组织能否恢复对脑干、基底节腔隙性梗死诊断效果差星形细胞肿瘤肿瘤血管生成对肿瘤的发展、侵袭至关重要。CT灌注成像可观察肿瘤微血管血流灌注状态——CBF与CBV（反映MVD）和肿瘤血管通透性——PS（反映微血管成熟状态），有助于星形细胞肿瘤的诊断和分级评价灌注和通透性标准CBF超过正常脑白质20%者为高灌注，高于脑白质但不超过20%者为相对低灌注PS超过正常脑白质20%者为高通透性，高于脑白质但不超过20%者为相对低通透性星形细胞肿瘤CT灌注与强化对照无明显强化或轻微强化的肿瘤均为相对低灌注;明显强化的肿瘤多为高灌注，少数为相对低灌注,说明强化程度与灌注多一致不论强化有无及程度，绝大多数肿瘤为高表面通透性，说明表面通透性增高比强化更为恒定星形细胞肿瘤级别与CT灌注表现低级别星形细胞肿瘤多为相对低灌注、高通透性高级别星形细胞肿瘤多为高灌注、高通透性星形细胞肿瘤的CBF、CBV、PS均与肿瘤的MVD呈正相关，说明三个参数可反映肿瘤微血管形成的多少肿瘤级别与MVD密切相关，高级别肿瘤的MVD大于低级别肿瘤的MVD依CBF、CBV、PS可判断肿瘤级别肿瘤级别同CBF、CBV、PS和肿瘤MVD对照肿瘤血管生成肿瘤级别灌注、通透性判断肿瘤级别的阈值CBF＞42.01ml/min/100g——高级别（敏感性：86％；特异性：81％）CBV＞3.95ml/100g——高级别（敏感性：71％；特异性：72％）PS＞10.50ml/min/100g——高级别（敏感性：86％；特异性：82％）肿瘤级别与正常脑白质PS比较低级别、高级别肿瘤PS值分别是正常脑白质的15倍、35倍肿瘤的表面通透性不论低级别或高级别均增高，说明肿瘤血管是不成熟血管，低级别增高较少，高级别增高明显，因此PS值对诊断肿瘤和分级更有价值相对低灌注、相对低通透性,说明为低级别肿瘤MRI+CCT+CCBF↓CBV↓PS↓MVD↓a.MRI+Cb.CT+Cc.CBF↓（黑）d.CBV↓（兰）e.PS↓（黑）f.MVD低低级别肿瘤右侧额叶纤维星形细胞瘤（Ⅱ级）高灌注、高通透性，说明为高级别肿瘤a.CTb.CT+Cc.CBF↑（兰）d.CBV↑（绿）e.PS↑（红）f.MVD高CTCT+CCBF↑CBV↑PS↑MVD↑高级别肿瘤右侧额叶胶质母细胞瘤（Ⅳ级）小结CBF、CBV和PS值可反映肿瘤微血管形成的多少及其成熟程度，有助于诊断和分级表面通透性高低比灌注大小对肿瘤诊断和分级更重要假彩色编码图上病灶面积大小可反映肿瘤的大小可判断肿瘤的高级别区域，便于准确活检和手术结语根据有限的病例资料与经验，认为脑CT灌注成像技术可用于诊断与探索急性脑缺血和星形细胞肿瘤的诊断与分级CBF单位时间内流经一定量脑组织的血液量，单位ml/100g/minCBV一定量脑组织的血液容量，单位ml/100gMTT对比剂通过脑组织的路径不同，通过时间也不相同，因此用平均通过时间表示，单位minTTP从对比剂开始出现到其浓度达到峰值的时间，单位min急性脑缺血临床资料35例，年龄18～74岁，33例成功起病时间2小时～34天影像学检查CT平扫灌注CT影像随诊：起病1周之内复查CT平扫或MRI大脑半球缺血：21例梗死组15例可恢复组6例脑干梗死5例基底节腔隙梗死7例此12例CT平扫和灌注CT均表现阴性，1周后复查发现病灶星形细胞肿瘤临床资料（一）拟诊星形细胞肿瘤25例星形细胞肿瘤18例慢性炎症5例血管畸形出血2例临床资料（二）星形细胞肿瘤18例低级别星形细胞瘤（WHOⅡ级）7例高级别星形细胞肿瘤11例间变性星形细胞瘤（WHOⅢ级）8例多形性胶质母细胞瘤（WHOⅣ级）3例星形细胞肿瘤CT灌注与强化对照强化灌注轻度强化或不强化肿瘤6例中等以上强化肿瘤12例低灌注、高通透性低灌注、低通透性高灌注、高通透性51210不明显强化的肿瘤均为低灌注明显强化的肿瘤多为高灌注，但少数为低灌注不论有无强化，多数肿瘤为高通透性，与肿瘤血管成熟不良有关星形细胞肿瘤级别与CT灌注表现低级别星形细胞肿瘤7例高级别星形细胞肿瘤11例低灌注、高通透性低灌注、低通透性高灌注、高通透性51129低级别星形细胞肿瘤多为低灌注、高通透性高级别星形细胞肿瘤多为高灌注、高通透性星形细胞肿瘤鉴别诊断血管畸形出血低灌注、低通透性慢性炎症高灌注、低通透性CTCBF↓CBV↓PS↓低灌注、低通透性，与肿瘤不同a.CTb.CBF↓（兰黑）c.CBV↓（绿黑）d.PS↓（黑）左侧额叶AVM出血T2WICBF↑CBV↑PS↓高灌注、低通透性，与肿瘤不同a.T2WIb.CBF↑（绿）c.CBV↑（绿）d.PS无变化（黑）e.PET低代谢左额叶慢性炎性肉芽肿