.,CT腦灌注成像,浙江省人民醫(yī)院放射科 徐健,.,灌注成像概念,灌注成像是指通過影像學(xué)設(shè)備直觀顯示活體組織的灌注過程和作定量或半定量分析的方法單光子發(fā)射斷層成像（）正電子發(fā)射斷層成像（）和灌注成像等。,.,灌注成像的臨床意義,現(xiàn)代影像學(xué)從主要反映解剖形態(tài)學(xué)改變向著既能反映宏觀形態(tài)、又能揭示微觀代謝及功能狀態(tài)演變的方向發(fā)展定量及半定量分析組織器官的血流灌注情況，就可以量化組織器官的血流動力學(xué)變化，并同時揭示疾病的病理過程,.,CT灌注成像,CT灌注成像（CT perfusion）通過動態(tài)CT值的曲線變化和圖像處理技術(shù)，反映生理和病理狀態(tài)下腦組織的血流動力學(xué)變化信息，為腦疾病的診斷和治療提供有意義的信息。CT灌注成像技術(shù)最早應(yīng)用于腦缺血評價研究。,.,腦灌注成像發(fā)展,1980年，Axel N首次研究CT灌注成像測量腦血流量。其原理主要是放射性示蹤劑稀釋遠離和中央容積定律（central volume principle）:VF=BV/MT 碘對比劑基本符合非彌散型示蹤劑的要求，所以可以借用核醫(yī)學(xué)灌注成像的原理,.,1991年，Miles等首先提出了CT灌注成像的概念。放射性示蹤劑稀釋方法要求示蹤劑完全與血液混合，并隨血流分布且始終保持在血管內(nèi)（血管外丟失必須被校正）。因此，選擇靜脈內(nèi)注射碘對比劑可以滿足要求。,.,中心容積法,最早由Zieler和Mejo提出，由Roberts和Larson進行拓展。該理論認為腦顱腔內(nèi)有一個血管網(wǎng)，并假設(shè)血液和對比劑的血流動力學(xué)特性相同，且對比劑濃度和CT增強值的關(guān)系是線性關(guān)系，根據(jù)這種假設(shè)就可以進行腦灌注測量。,.,中心容積法,Hamberg等認為，使用等滲性對比劑的動態(tài)CT增強掃描基本滿足示蹤劑觀察組織灌注的前提條件。 Miles等也認為，由于對比劑與核素的藥代動力學(xué)極為相似，因此，可以進行動態(tài)增強CT灌注成像。,.,CT灌注成像的數(shù)學(xué)模型,CT灌注成像所使用的模型非去卷積法 Convolution去卷積法 Deconvolution,.,非去卷積法模型,包括瞬間法和斜率法 假設(shè)了所測某器官內(nèi)對比劑蓄積的速度等于動脈流入速度減去靜脈流出速度，而在一定時間內(nèi)器官內(nèi)對比劑含量等于動脈流入量減去靜脈流出量。,.,非去卷積法模型,忽略對比劑的靜脈流出，假定對比劑沒有外滲，沒有對比劑再循環(huán)，即對比劑首過現(xiàn)象-對比劑由動脈進入毛細血管流入靜脈之前的一段時間，沒有對比劑進入靜脈再次循環(huán)，計算BF、BV、MTT等參數(shù)。,.,非去卷積模型利弊,利：主要根據(jù)FICK原理進行數(shù)學(xué)計算，模型簡單弊：因未考慮靜脈的流出情況易低估BF，并且要求較高的注射速率甚至10ml/s，20ml/s（斜率法），提高操作的危險度和風(fēng)險性,.,.,去卷積模型,去卷積模型主要反映存留的對比劑隨時間變化的關(guān)系，不做與實際不相符合的假設(shè)，而是綜合考慮動脈流入量和靜脈流出量，避免了計算誤差。真實地反映了器官組織的內(nèi)部微血管動力學(xué)改變情況。,.,去卷積模型利弊,利：利用此模型計算偏差小，注射速率要求不高，5ml/s左右弊：灌注掃描時需要采集數(shù)據(jù)的時間較長，對于易受呼吸運動影響的部位，獲得成功的技術(shù)難度較大。,.,腦組織血液循環(huán)動力學(xué)的參數(shù),局部腦血流速度（region cerbral bloodflow，rCBF )、局部腦血容積（region cerebral bllod volume，rCBV）、平均通過時間（mean transit time， MTT）、表面通透性（permeability surface， ）等。rCBV = rCBF X MTT。,.,腦組織血液循環(huán)動力學(xué)的參數(shù),BF：在單位時間內(nèi)流經(jīng)一定量組織血管結(jié)構(gòu)BF，單位為ml/100 gmin BV：存在于一定量組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)的BV，單位為ml100g,.,腦組織血液循環(huán)動力學(xué)的參數(shù),MTT：血液流經(jīng)血管結(jié)構(gòu)(動脈、毛細血管、靜脈竇、靜脈)時，所經(jīng)過的不同路徑的平均時間。主要反應(yīng)的是通過毛細血管的時間，單位為s,.,腦組織血液循環(huán)動力學(xué)的參數(shù),PS：對比劑由毛細血管內(nèi)皮進入細胞間隙的單向傳送速率，單位為ml/100 gmin。綜合了血腦屏障破壞這一因素,.,.,東芝Aquilion ONE 腦灌注介紹,.,腦灌注序列,.,腦灌注圖像后處理參數(shù),.,對比劑注射方案,對比劑 5.0ml/s 50-60ml注射速率 5.0ml/s 30ml,.,腦灌注參數(shù)的數(shù)學(xué)算法,.,腦灌注參數(shù)的數(shù)學(xué)算法,.,How to calculate brain tissue perfusion,.,How to calculate quantification of the amount of blood volume,.,How to calculate CBF,.,SVD + deconvolution algorithm,.,SVD + deconvolution algorithm,.,Cerebral Blood Volume,.,Mean Transit Time,.,Time To Peak,.,CT腦灌注臨床應(yīng)用,.,.,.,急性腦缺血的灌注應(yīng)用（腦梗死診斷）,急性腦缺血是常見的腦血管疾病，在早期特 別是在發(fā)病2 4 h的超急性時間內(nèi)，病灶內(nèi)主要發(fā)生含水量以及電解質(zhì)含量的變化。 常常導(dǎo)致致殘甚至死亡有研究表明，93左右的患者其灌注的改變要早于其形態(tài)學(xué)的變化,.,急性腦缺血的灌注應(yīng)用（腦梗死診斷）,CBV、 CBF、 MTT、 TTP0，局部血管灌注明顯減少 肯定診斷CBV正常、 CBF、 MTT 、TTP 或 0，局部血流灌注減少，較輕 能診斷,.,急性腦缺血的灌注應(yīng)用（溶栓評價）,Klot z E等發(fā)現(xiàn)，缺血組織存活的最低限度是 腦缺血兩側(cè) rCBF比值不低于0.20 ，一旦低 于0.2O則腦組織無法存活。CBF比值0.20 0.35之間，則表明溶栓治療有較好的效果,.,急性腦缺血的灌注應(yīng)用（預(yù)后）,在缺血腦組織MTT通過時間延長的情況下，如果腦血容量降低明顯，則為不可逆損傷；如果血容量輕度下降，則為可逆損傷。Shih等認為，病灶峰值強化越高，強化達峰時間延遲，那么臨床預(yù)后就越差。因此，病灶早期灌注情況與臨床預(yù)后有關(guān)。,.,腦腫瘤的灌注應(yīng)用（腫瘤診斷）,CT灌注成像能夠反映腫瘤的血液動力學(xué)信息，評價其血供情況。因而，通過該技術(shù)可以有助于腦腫瘤的鑒別診斷。即腦膜瘤的CBF值顯著高于垂體瘤，腦外腫瘤的PS值明顯高于腦內(nèi)腫瘤，膠質(zhì)瘤的CBF值明顯高于轉(zhuǎn)移瘤。,.,腦腫瘤的灌注應(yīng)用（放療應(yīng)用）,Hennans等認為CT灌注可以反映腫瘤中耗氧量低的細胞的多少，從而，為放療的劑量多少提供依據(jù)，判斷其療效。而PS圖像則放大了