CT灌注成像基本原理及临床应用现状

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1、•96••综述与讲座•辽宁医学杂志2003年第17卷第2期CT灌注成像基木原理及临床应用现状大连医科大学第一临床学院放射科(116011)伍建林辽宁省盘锦市第二人民医院放射科张德辉CT灌注成像(CTpeHusionimaging)是CT功能成像屮重要的技术方法Z—，它可从组织细胞水平和微循环水平来揭示人体组织器官的正常牛理及病理解剖和病理生理的改变，因此在人体脏器功能的评价、脑梗死的早期诊断和脑肿瘤的诊断与鉴别诊断以及疗效评价等方面均口J提供更冇价值的信息。90年代以來CT灌注成像技术发展十分迅速，预示着CT成

2、像技术不但可以清晰直观地显示组织器官和病变组织的解剖与病理解剖形态学的信息，而且在未来疾病的功能成像诊断中将发挥重要的作用。1脑CT灌注成像的基木原理以下以脑的CT灌注成像为例简要介绍其基本原理。所谓脑CT灌注成像是指在静脉注射碘对比剂的同时，对选定的层面进行连续多次的CT扫描，以获得该层而内每一像素的时间密度曲线(TDC),利用该曲线通过不同的数学模型计算出以下参数：脑血流量(CBF).脑血容量(CBV).平均通过时间(Mlvr)和对比剂峰值时间(lvrP)。脑CT灌注技术是一种定量研究的方法，其图像的空间、

3、时间分辨率均很高,影响因素少、成像时间短，还可以采用多层同层技术，因此在脑部疾病和其他脏器疾病的诊断及鉴别诊断屮冇其独特的价值。根据研究，img/ml的碘浓度相当于25个CT值单位(Hu),BIJimg碘可使lml脑组织的CT值增加25个Hu【】］,贝I」注入脑造影剂的量可表示为“Hu・ml”。因此，如果测得局部脑组织或其他实质脏器碘的聚集量，即可获得其局部血流灌注量。CT灌注成像的数学计算模型包括非去卷积模型(Nondcconvolution)和去卷积模型(Deconvolution)两大类］。前者应用Fic

4、k原理，即组织器官中造影剂蓄积的速度等于动脉流入速度减去静脉流出速度的原理。它乂包描两种计算方法，一种是忽略静脉流出法，其基本理论认为，在对比剂由动脉流入开始到其到达引流静脉之前这段吋间内，所有的对比剂均存留在组织器官内而没冇对比剂的流出，其优点是概念简单，便于理解，但缺点是假设在组织器官TDC的初始最大斜率这一段时间内没有静脉流出，与实际情况不符，因此将低估BF值；另外一种方法是引流静脉法，它的优点也是概念简单，便于理解，但缺点是扫描层面常不包括感兴趣区的引流静脉，或者有部分容积效应影响，因此BF的计算值将偏

5、高。一去卷积模型：卷积的概念十分复杂.可利用以下公式表示：Q(t)一FCa(t)oR(t)=Ca(t)oFR(t)其屮，o代表卷积算子(convolutionaloperator),Q(t)代表组织器官的TDC,Ca(t)代表动脉的TDC,F代表血流量，R(t)代表推动剩余函数(IRF),它反应的是注射对比剂后组织器官屮存留的对比剂随吋间的变化量。在CT灌注研究屮利用已知的Q(t)>Ca(t)i

6、-算FR(t)的过程称之为去卷积。其优点是不必对组织器官的血流动力学状态做一些与实际不相符的假设，即更加真实。但也有

7、很多因素影响去卷积模型的计算值，如需要有效控制噪声，对头部移动进行矫正，要计算相对小的脑内流入动脉及部分容积效应的影响等。2CT灌注成像的临床应用现状2.1急性脑缺血性疾患的检出和诊断目前，脑CT灌注成像的主要临床作用就是评价脑缺血的情况。冇文献报道］,CT灌注技术可以早在脑缺血出现症状30分钟后发现异常，表现为杲常脑灌注区的CBF值减低，CBV正常或轻度生高，MTT基木正常，TTP延长或消失。而普通CT图像一般要在脑缺血24小吋后才能显示病灶，即使是磁共振弥散加权成像(DwT)最早也要到3小时左右才能显示病灶

8、。所以，CT灌注成像是早期发现、早期诊断脑缺血病变的最理想影像学方法，可及时指导临床的溶栓治疗，其目的在于及早和最大限度恢复血流以挽救那些功能尚可能恢复的脑组织，即半暗带组织。CT灌注技术在鉴别脑梗死区和半暗带组织方面也很有价值。口前鉴别的方法有两种：一是利用CBF的相对值(缺血侧的CBF与健侧的CBF值的比值，UPrCBF)來鉴别，研究认为，一般rCBFffi高于0.20的脑组织区域为半喑带组织【4］；二是根据CBV值來区分梗死区和半喑带组织，理论上半暗带组织的CBV正常或轻度增高，而脑梗死组织的CBF和CB

9、V同时减低。一般一个完整的CT检查程序包括平扫、CT血管造影和CT灌注，即可提供溶栓治疗的全部信息，而不必进一步做MR检查］。2.2人体实质脏器的应用研究CT灌注技术不但可应用于脑部疾病的诊断，而11还可应用于体部一些实质脏器功能和疾病的评价和诊断。如利用CT灌注技术可以测得正常肝脏的肝动脉灌注量(HAP)、门静脉灌注量(PVP)和肝灌注指数(HPI二HAP/HAP+PVP)等。研究发