CT灌注成像医学PPT课件.ppt

CT脑灌注成像脑灌注成像浙江省人民医院放射科 徐健灌注成像概念灌注成像概念灌注成像灌注成像是指通过影像学设备直观显示活体组织的灌注过程和作定量或半定量分析的方法单光子发射断层成像（）正电子发射断层成像（）和灌注成像等。灌注成像的临床意义灌注成像的临床意义现代影像学从主要反映解剖形态学改变向着既能反映宏观形态、又能揭示微观代谢及功能状态演变的方向发展定量及半定量分析组织器官的血流灌注情况，就可以量化组织器官的血流动力学变化，并同时揭示疾病的病理过程CT灌注成像灌注成像CT灌注成像（CT perfusion）通过动态CT值的曲线变化和图像处理技术，反映生理和病理状态下脑组织的血流动力学变化信息，为脑疾病的诊断和治疗提供有意义的信息。CT灌注成像技术最早应用于脑缺血评价研究。脑灌注成像发展脑灌注成像发展1980年，Axel N首次研究CT灌注成像测量脑血流量。其原理主要是放射性示踪剂稀释远离和中央容积定律（central volume principle）:VF=BV/MT 碘对比剂基本符合非弥散型示踪剂的要求，所以可以借用核医学灌注成像的原理1991年，Miles等首先提出了CT灌注成像的概念。放射性示踪剂稀释方法要求示踪剂完全与血液混合，并随血流分布且始终保持在血管内（血管外丢失必须被校正）。因此，选择静脉内注射碘对比剂可以满足要求。中心容积法中心容积法最早由Zieler和Mejo提出，由Roberts和Larson进行拓展。该理论认为脑颅腔内有一个血管网，并假设血液和对比剂的血流动力学特性相同，且对比剂浓度和CT增强值的关系是线性关系，根据这种假设就可以进行脑灌注测量。中心容积法中心容积法Hamberg等认为，使用等渗性对比剂的动态CT增强扫描基本满足示踪剂观察组织灌注的前提条件。Miles等也认为，由于对比剂与核素的药代动力学极为相似，因此，可以进行动态增强CT灌注成像。CT灌注成像的数学模型灌注成像的数学模型CT灌注成像所使用的模型非去卷积法 Convolution去卷积法 Deconvolution非去卷积法模型非去卷积法模型包括瞬间法和斜率法 假设了所测某器官内对比剂蓄积的速度等于动脉流入速度减去静脉流出速度，而在一定时间内器官内对比剂含量等于动脉流入量减去静脉流出量。非去卷积法模型非去卷积法模型忽略对比剂的静脉流出，假定对比剂没有外渗，没有对比剂再循环，即对比剂首过现象-对比剂由动脉进入毛细血管流入静脉之前的一段时间，没有对比剂进入静脉再次循环，计算BF、BV、MTT等参数。非去卷积模型利弊非去卷积模型利弊利：主要根据FICK原理进行数学计算，模型简单弊：因未考虑静脉的流出情况易低估BF，并且要求较高的注射速率甚至10ml/s，20ml/s（斜率法），提高操作的危险度和风险性去卷积模型去卷积模型去卷积模型主要反映存留的对比剂随时间变化的关系，不做与实际不相符合的假设，而是综合考虑动脉流入量和静脉流出量，避免了计算误差。真实地反映了器官组织的内部微血管动力学改变情况。去卷积模型利弊去卷积模型利弊利：利用此模型计算偏差小，注射速率要求不高，5ml/s左右弊：灌注扫描时需要采集数据的时间较长，对于易受呼吸运动影响的部位，获得成功的技术难度较大。脑组织血液循环动力学的参数脑组织血液循环动力学的参数局部脑血流速度（region cerbral bloodflow，rCBF)、局部脑血容积（region cerebral bllod volume，rCBV）、平均通过时间（mean transit time，MTT）、表面通透性（permeability surface，）等。rCBV=rCBF X MTT。脑组织血液循环动力学的参数脑组织血液循环动力学的参数BF：在单位时间内流经一定量组织血管结构BF，单位为ml/100 gmin BV：存在于一定量组织血管结构内的BV，单位为ml100g 脑组织血液循环动力学的参数脑组织血液循环动力学的参数MTT：血液流经血管结构(动脉、毛细血管、静脉窦、静脉)时，所经过的不同路径的平均时间。主要反应的是通过毛细血管的时间，单位为s 脑组织血液循环动力学的参数脑组织血液循环动力学的参数PS：对比剂由毛细血管内皮进入细胞间隙的单向传送速率，单位为ml/100 gmin。综合了血脑屏障破坏这一因素东芝东芝Aquilion ONE 脑灌注介绍脑灌注介绍脑灌注序列脑灌注序列脑灌注图像后处理参数脑灌注图像后处理参数对比剂注射方案对比剂注射方案对比剂 5.0ml/s 50-60ml注射速率 5.0ml/s 30ml脑灌注参数的数学算法脑灌注参数的数学算法脑灌注参数的数学算法脑灌注参数的数学算法How to calculate brain tissue perfusionHow to calculate quantification of the amount of blood volumeHow to calculate CBFSVD+deconvolution algorithmSVD+deconvolution algorithmCerebral Blood VolumeMean Transit TimeTime To PeakCT脑灌注临床应用脑灌注临床应用急性脑缺血的灌注应用急性脑缺血的灌注应用（脑梗死诊断）（脑梗死诊断）急性脑缺血是常见的脑血管疾病，在早期特 别是在发病2 4 h的超急性时间内，病灶内主要发生含水量以及电解质含量的变化。常常导致致残甚至死亡有研究表明，93左右的患者其灌注的改变要早于其形态学的变化急性脑缺血的灌注应用急性脑缺血的灌注应用（脑梗死诊断）（脑梗死诊断）CBV、CBF、MTT、TTP0，局部血管灌注明显减少 肯定诊断CBV正常、CBF、MTT、TTP 或 0，局部血流灌注减少，较轻 能诊断急性脑缺血的灌注应用急性脑缺血的灌注应用（溶栓评价）（溶栓评价）Klot z E等发现，缺血组织存活的最低限度是 脑缺血两侧 rCBF比值不低于0.20，一旦低 于0.2O则脑组织无法存活。CBF比值0.20 0.35之间，则表明溶栓治疗有较好的效果 急性脑缺血的灌注应用急性脑缺血的灌注应用（预后）（预后）在缺血脑组织MTT通过时间延长的情况下，如果脑血容量降低明显，则为不可逆损伤；如果血容量轻度下降，则为可逆损伤。Shih等认为，病灶峰值强化越高，强化达峰时间延迟，那么临床预后就越差。因此，病灶早期灌注情况与临床预后有关。脑肿瘤的灌注应用脑肿瘤的灌注应用（肿瘤诊断）（肿瘤诊断）CT灌注成像能够反映肿瘤的血液动力学信息，评价其血供情况。因而，通过该技术可以有助于脑肿瘤的鉴别诊断。即脑膜瘤的CBF值显著高于垂体瘤，脑外肿瘤的PS值明显高于脑内肿瘤，胶质瘤的CBF值明显高于转移瘤。脑肿瘤的灌注应用脑肿瘤的灌注应用（放疗应用）（放疗应用）Hennans等认为CT灌注可以反映肿瘤中耗氧量低的细胞的多少，从而，为放疗的剂量多少提供依据，判断其疗效。而PS图像则放大了肿瘤血流灌注状态，能够更加清楚的显示肿瘤范围，这些将为脑肿瘤的手术与放疗提供更为准确的定位诊断。脑血管闭塞性病变的灌注应用脑血管闭塞性病变的灌注应用CT灌注成像能够反映梗死周围的侧支代偿灌注的情况同时也可以显示有无新的低灌注缺血区，也可以显示扫描层面的血流关注状态，检出低灌注区。Thank you！