CT灌注成像對(duì)急性腦梗死診斷的研究進(jìn)展

龐富梅

CT灌注成像對(duì)急性腦梗死診斷的研究進(jìn)展

龐富梅

CT灌注成像是對(duì)比劑經(jīng)靜脈團(tuán)注入后,連續(xù)快速掃描選定層面的檢驗(yàn)手段，作為一種功能成像，CT灌注成像可以早期發(fā)現(xiàn)急性腦梗死，通過(guò)分析時(shí)間-密度曲線，反映腦局部的血流動(dòng)力學(xué)改變，判定半暗帶，進(jìn)而判斷腦梗死演變，為腦梗死的診治以及預(yù)后提供很好的影像學(xué)依據(jù)。本文主要介紹了CT灌注成像原理及檢測(cè)方法,因?yàn)榧毙匀毖阅X血管病的主要病因病機(jī)為腦血流量的低灌注導(dǎo)致的，CT灌注成像可精確反映腦血流灌注的基本狀況，探討CT灌注成像對(duì)于急性腦梗死的早診斷，對(duì)于早期治療和疾病的預(yù)后均是至關(guān)重要的,具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

急性腦梗死；CT灌注成像；進(jìn)展

急性腦梗死（acute cerebral infarction，ACI）是由于腦部血管出現(xiàn)血栓或者其他原因造成腦部供血不足引起的缺血性腦血管疾病，是我國(guó)老年人致死以及致殘的主要原因之一[1-2]。CT灌注成像（computed tomography perfusion imaging，CTPI）可以精確地評(píng)價(jià)局部腦組織的血流循環(huán)狀況，通過(guò)CT灌注成像描繪的時(shí)間-密度曲線能提示與血流直接相關(guān)的指標(biāo)，在急性腦梗死的早期明確腦部有無(wú)缺血半暗帶的存在，是溶栓治療的前提，CT腦灌注成像可以清晰地了解腦血流灌注，區(qū)分缺血半暗帶以及不可逆的缺血腦組織，對(duì)于ACI的診斷有重要的診斷作用。近年來(lái)，ACI的CT灌注成像研究取得了很好的進(jìn)展，參考國(guó)內(nèi)、外近年來(lái)相關(guān)文獻(xiàn)資料，現(xiàn)綜述如下。

1 CTPI的原理和檢測(cè)方法

1.1 CTPI的原理 CTPI的理論基礎(chǔ)主要源于中心容積定律及放射性核醫(yī)學(xué)示蹤劑稀釋原理：BF=BV/MTT[3]。示蹤劑稀釋方法要求取樣期間示蹤劑未遺漏于血管外(丟失血管外須需校正),與血液完全混合,并按血流分布,示蹤劑對(duì)機(jī)體的生理觀察過(guò)程無(wú)影響,含碘對(duì)比劑靜脈注射可滿足上述要求。CTPI采用碘作為對(duì)比劑，經(jīng)靜脈團(tuán)注碘劑后，多次連續(xù)快速同層掃描選定的層面，獲得該層面內(nèi)對(duì)比劑通過(guò)腦組織的每一像素的時(shí)間-密度曲線，該曲線以注藥后CT增加值為縱軸，以時(shí)間為橫軸（一般認(rèn)為碘濃度增加1mg可增加CT值25HU[4]），該曲線主要反映組織器官中對(duì)比劑的濃度改變，間接反映組織器官灌注量的改變。應(yīng)用數(shù)學(xué)計(jì)算模式按照該曲線計(jì)算出腦血流量(CBF)、腦血容量(CBV)、平均通過(guò)時(shí)間(MTT)、達(dá)峰時(shí)間(TTP)等組織灌注參數(shù)值。CBF指單位時(shí)間內(nèi)每100g腦組織中所通過(guò)的血液流量[單位為mL/(min×100g)]，CBV代表每100g腦組織中血容量(單位為mL/100g)，MTT代表的是經(jīng)不同路徑對(duì)比劑到達(dá)腦組織特定區(qū)域的平均時(shí)間,主要是對(duì)比劑經(jīng)過(guò)毛細(xì)血管的時(shí)間,TTP代表開(kāi)始注射對(duì)比劑到濃度達(dá)到峰值的時(shí)間。利用這些參數(shù)組成的數(shù)字矩陣，經(jīng)偽彩處理后得到各參數(shù)的偽彩圖，進(jìn)而反映腦組織生理以及病理狀態(tài)下的血流動(dòng)力學(xué)變化信息，以發(fā)現(xiàn)ACI病灶的位置以及缺血范圍。

1.2 CTPI檢測(cè)方法 CT不同型號(hào)機(jī)器參數(shù)也各異，配有不同功能的functional CT軟件包或perfusion CT處理圖像，檢查方法也不盡相同。康孝理[5]報(bào)道CT灌注掃描前先進(jìn)行常規(guī)CT掃描，排除患者的腦出血情況，掃描層為感興趣層，多數(shù)為基底節(jié)層面，包括大腦前中后動(dòng)脈、內(nèi)囊、基底節(jié)、丘腦。應(yīng)用高壓注射器，由右肘靜脈經(jīng)迅速注入U(xiǎn)ltravist300對(duì)比劑，4mL/s注入速度，總劑量50mL。掃描條件：管電壓80kV，管電流200mA，每秒1層，掃描40s，層厚5mm。將掃描圖像發(fā)送至ADW4.2工作站，應(yīng)用GE公司Perfusion3軟件包進(jìn)行處理。輸入動(dòng)脈為大腦前動(dòng)脈，流出動(dòng)脈為上矢狀竇，獲取清晰直觀的達(dá)峰時(shí)間（TTP）、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）、腦血容量圖（GBV）、腦血流量圖（CBF）各灌注參數(shù)彩色圖像，分析較大范圍異常灌注層面，取2～5個(gè)區(qū)，避開(kāi)腦回及血管，將其灌注異常區(qū)域手動(dòng)勾畫(huà)出。

2 CTPI診斷ACI生理病理基礎(chǔ)及缺血性腦血管疾病的CTPI表現(xiàn)

2.1 CTPI診斷ACI生理病理基礎(chǔ) 腦組織正常的生理活動(dòng)依賴(lài)于一定水平的血氧供應(yīng)，當(dāng)腦血流灌注壓在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，機(jī)體可以通過(guò)毛細(xì)血管平滑肌及小動(dòng)脈的代償性收縮，維持穩(wěn)定腦血流量。灌注壓下降不超過(guò)腦的循環(huán)儲(chǔ)備能力時(shí)，CBF多正?；蜉p度下降，此時(shí)由于小動(dòng)脈和毛細(xì)血管擴(kuò)張，CBV常升高。當(dāng)CBF下降到一定程度，超過(guò)腦循環(huán)儲(chǔ)備力時(shí)，神經(jīng)元攝取葡萄糖及氧含量增高，以便維持穩(wěn)定細(xì)胞正常代謝，此時(shí)CBF多已經(jīng)下降到電衰竭閾值以下，這一階段CBF明顯下降，CBV正?；蛳陆?。隨著CBF持續(xù)減少時(shí),則出現(xiàn)膜衰竭及代謝改變，此時(shí)分子水平產(chǎn)生瀑布效應(yīng)，特點(diǎn)為腦組織由于缺血缺氧導(dǎo)致產(chǎn)生自由基過(guò)多、釋放興奮性氨基酸，以及在腦水腫、乳酸中毒、血小板活性因子等作用下，神經(jīng)元代謝異常，胞內(nèi)流入大量離子，特別是內(nèi)流鈣離子使細(xì)胞超載線粒體沉著鈣離子，導(dǎo)致神經(jīng)元不可逆性凋亡，即腦梗死。此階段CBF、CBV均明顯下降[6]。

2.2 缺血性腦血管疾病的CTPI表現(xiàn) 腦組織在缺血后是否會(huì)演變成為腦梗死與CBF之間密切相關(guān)。當(dāng)CBF急劇降低時(shí)，神經(jīng)元攝取葡萄糖及氧含量增加，以便維持穩(wěn)定細(xì)胞正常代謝，無(wú)法進(jìn)行腦代謝儲(chǔ)備時(shí)，便會(huì)引發(fā)缺血性腦疾病。高培毅等[7]報(bào)道，CBF下降至ACI需經(jīng)歷3個(gè)反應(yīng)步驟：首先是因腦灌注壓降低導(dǎo)致的大腦局部血流動(dòng)力學(xué)變化；其次是局部大腦循環(huán)的儲(chǔ)備力產(chǎn)生低灌注失代償性引發(fā)的神經(jīng)元變化；最后因CBF降低水平超過(guò)腦代謝儲(chǔ)備能力才導(dǎo)致神經(jīng)元形態(tài)無(wú)法出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)性變化，產(chǎn)生ACI。大腦缺血最早期，腦血流速度減低，局部腦微血管未出現(xiàn)代償性擴(kuò)張,灌注圖像可見(jiàn)CBV及CBF、MTT正常，TTP延長(zhǎng)。腦灌注壓逐漸下降，局部腦微血管代償性擴(kuò)張,引發(fā)CBV升高，以達(dá)到穩(wěn)定CBF。CT灌注成像除TTP延長(zhǎng)外,按照中心容積定律CBF=CBV/MTT,MTT延長(zhǎng),灌注成像見(jiàn)TPF和MTT延長(zhǎng)，CBF和CBV可維持正常水平，或者CBF降低、CBV保持正常或者稍有上升，而該階段CT平掃和磁共振檢測(cè)顯示不出異常，提示雖然發(fā)生缺血但為可存活的腦組織；之后局部腦動(dòng)脈的灌注壓會(huì)繼續(xù)降低，導(dǎo)致缺血加重，而此時(shí)血管擴(kuò)張已經(jīng)達(dá)到上限，大腦的自動(dòng)調(diào)節(jié)失代償，又因側(cè)支循環(huán)的建立不佳，導(dǎo)致CBF和CBV均降低，MTT以及TTP延長(zhǎng)，最終造成缺血處腦組織產(chǎn)生無(wú)法逆轉(zhuǎn)的損傷。隋昕等[8]認(rèn)為T(mén)TP的延長(zhǎng)是血流速度減慢或側(cè)支循環(huán)代償造成，TTP對(duì)缺血灶的敏感度較高,為顯示腦灌注損傷的最敏感指標(biāo),能早期發(fā)現(xiàn)腦缺血性病變。MTT為局部腦微循環(huán)血流時(shí)間的客觀標(biāo)準(zhǔn),反映腦灌注壓情況。因此，MTT延長(zhǎng)對(duì)腦微循環(huán)灌注的敏感性較高。高培毅等[9]認(rèn)為MTT是用于辨別腦組織缺血及正常情況的敏感指標(biāo),然而對(duì)于出現(xiàn)缺血后大腦損傷程度及出現(xiàn)ACI可能性的評(píng)價(jià)不如CBF與CBV，CBF和CBV是判斷ACI最可靠的判斷指標(biāo)，其中CBV是判斷梗死灶特異性最好的指標(biāo)，CBV升高表示腦循環(huán)有良好的代償能力，而CBV值下降得越明顯，表示ACI發(fā)生的可能性越大。劉海峰等[10]研究認(rèn)為因血管狹窄或閉塞導(dǎo)致供應(yīng)區(qū)CBF≤20mL/(min×100g)（占正常30%～40%），大腦血容量顯著降低，即發(fā)生腦梗死。

3 急性腦梗死CT灌注成像研究進(jìn)展及其局限性

3.1 CTPI對(duì)ACI的早期診斷以及意義

3.1.1 ACI早期的CT診斷 ACI的患者在疾病早期（特別是超急性期6h內(nèi)），因僅為病灶含水量以及組織電解質(zhì)含量發(fā)生變化，引起的CT值變化不大，平掃CT只能觀察到大腦側(cè)裂變窄、腦溝模糊變淺、腦回腫脹、大腦中動(dòng)脈密度增高，腦基底節(jié)和島葉結(jié)構(gòu)模糊不清以及灰白質(zhì)不清等間接征象[11]，部分病患無(wú)明顯陽(yáng)性表現(xiàn)。孫延春等[12]對(duì)50例腦梗死發(fā)病6h內(nèi)的病患進(jìn)行首次CT平掃，24h進(jìn)行CT或MRI復(fù)查明確為缺血性腦梗，其中30例發(fā)現(xiàn)有腦梗死征象，20例未發(fā)現(xiàn)異常。李彬等[13]對(duì)60例超急性期腦梗死患者行多層螺旋CT平掃和灌注成像，60例患者中僅15例患者經(jīng)普通CT掃描發(fā)現(xiàn)疑似腦缺血病變，其余45例患者腦CT掃描未發(fā)現(xiàn)明顯的病變。60例患者大腦CT灌注圖上均發(fā)現(xiàn)與患者臨床癥狀對(duì)應(yīng)的腦缺血區(qū)域，并伴不同程度梗死灶，腦血管灌注成像在急性腦缺血患者發(fā)病6h內(nèi)，診斷敏感性為95%以上，特異性為100%。因此，采用CT灌注成像進(jìn)行ACI早期診斷的敏感率顯著高于普通CT。

3.1.2 ACI早期MRI與CTPI診斷比較 MRI也是診斷ACI的有效方法之一，比CT平掃顯示病灶早，常規(guī)MRI在缺血5～6h可開(kāi)始出現(xiàn)異常改變[14]，但通常是12h才發(fā)現(xiàn)腦梗死病灶[15]，磁共振擴(kuò)散加權(quán)像（DWI）對(duì)超急性期梗死的診斷具有明顯優(yōu)勢(shì)。夏征云[16]和李軍等[17]認(rèn)為高場(chǎng)強(qiáng)DWI最早可在腦梗死發(fā)病后30min確診。夏征云[16]報(bào)道低場(chǎng)強(qiáng)磁DWI腦梗死后3h內(nèi)陽(yáng)性率38%，6h內(nèi)陽(yáng)性率60%。梁東輝等[15]報(bào)道高場(chǎng)強(qiáng)DWI對(duì)6h內(nèi)腦梗死陽(yáng)性率100%。但由于高場(chǎng)強(qiáng)磁共振機(jī)價(jià)格昂貴，普及率低，檢查時(shí)間長(zhǎng)，而且做磁共振之前必須行CT平掃排除腦出血。而CT平掃排除腦出血后直接行CTPI，不用搬動(dòng)病患，CTPI也能在出現(xiàn)癥狀30min后即顯示異常病灶，并從影像學(xué)角度證實(shí)缺血半暗帶的存在，能真正地反映腦缺血的范圍[18]。因此，CTPI比MRI也有優(yōu)勢(shì)。

3.1.3 CTPI對(duì)ACI早期診斷的意義 早期ACI診斷是為了挽救病患腦組織缺血的半暗帶存活組織，及時(shí)制定對(duì)應(yīng)的治療方案。缺血半暗帶是周?chē)Ｋ澜M織低灌注區(qū)，具有可生存能力,結(jié)局一是自發(fā)凋亡或進(jìn)展為梗死，二是恢復(fù)正常,所以治療重點(diǎn)為挽救半暗帶[19]。由于缺血半暗帶存在個(gè)體差異,它不僅存在于發(fā)病后6h的超急性期。最新文獻(xiàn)表明,缺血半暗帶進(jìn)展至最終梗死窗時(shí)間更長(zhǎng),可達(dá)24h[19-20]。以往溶栓療法只按照患者的CT影像情況、臨床特征、發(fā)病時(shí)間等決定，忽略了腦血管組織存在個(gè)體差異、缺血耐受程度差異以及側(cè)支循環(huán)建立等方面因素，以至于判斷不夠客觀和準(zhǔn)確。根據(jù)CT灌注成像判斷腦梗死有無(wú)缺血的半暗帶存活組織進(jìn)行溶栓更客觀準(zhǔn)確。耿建紅等[21]研究發(fā)現(xiàn)ACI中心區(qū)CBF、CBV明顯降低，MTT延遲；缺血邊緣區(qū)CBF降低，CBV正常或輕度降低，MTT明顯延遲；腦組織的CBF、CBV由缺血中心區(qū)向外逐漸增高，MTT逐漸縮短，呈階梯樣改變，表明存在缺血半暗帶，且缺血半暗帶的rCBF＞0.25，rCBV正?；蜉p度升高或輕度降低（rCBF和rCBV分別為患側(cè)CBF和CBV除以正常對(duì)側(cè)的相應(yīng)值），并以此為依據(jù)進(jìn)行溶栓治療，效果明顯。楊春燕等[20]和向永華等[22]研究與耿建紅等[21]研究結(jié)果基本相同，不同的是在梗死中心區(qū)MTT縮短，與后者M(jìn)TT延遲相反，可能與掃描范圍和數(shù)學(xué)計(jì)算模式不同有關(guān)。

3.2 CTPI對(duì)ACI檢測(cè)的局限性 通常而言，任何一種診斷方式在臨床均無(wú)法達(dá)到100%的適用范圍。CTPI亦如此，由于CTPI需要用到對(duì)比劑，所以碘過(guò)敏病患不能使用。CTPI需快速注射對(duì)比劑，不是所有病患都能耐受，另外CTPI檢查受到掃描范圍的限制,不能全面地反映腦組織血流動(dòng)力學(xué)狀況,掃描層面之外的病灶易漏診?；颊叩倪\(yùn)動(dòng)性可產(chǎn)生灌注值誤差。因X線束偽影硬化可顯著影響灌注CT結(jié)果，當(dāng)觀察視野出現(xiàn)高密度金屬影，周?chē)鷮?duì)比劑出現(xiàn)高密度偽影時(shí)慎用灌注CT檢查。

4 小結(jié)

顱腦CT掃描是診斷腦梗死最有效的手段之一,但CT平掃在缺血發(fā)生24h后才能顯示腦實(shí)質(zhì)密度變化,MRI特別是高場(chǎng)強(qiáng)DWI能發(fā)現(xiàn)超急性期腦梗死，但CT的特異性較MRI好。急性腦血管意外患者急診常規(guī)CT檢查排除腦出血，CTPI快速簡(jiǎn)便、圖像空間分辨率高，有利于早期診斷，早治療。CTPI與腦部、頸部CTA聯(lián)合應(yīng)用于臨床,作用顯著。雖然CTPI還有一些局限性，但隨多層螺旋CT和后處理軟件不斷升級(jí),進(jìn)而一次性全腦成像，CT灌注成像將有更大的臨床價(jià)值和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛釗.CT灌注技術(shù)在急性腦梗死中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2012，21（2）：119-120.

[2] 丁娟,孫鋼,李國(guó)英,等.320排CT全腦動(dòng)態(tài)CTA 對(duì)腦血管病變的診斷價(jià)值[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2010,26(7):934-937.

[3] 黃求理.320排動(dòng)態(tài)容積掃描CT臨床應(yīng)用價(jià)值探討[J].現(xiàn)代實(shí)用醫(yī)學(xué),2011,23(8):847-848.

[4] 朱建國(guó),楊亞芳,劉斐,等.CT灌注成像聯(lián)合磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像診斷急性腦梗死[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2011,27(4):710-713.

[5] 康孝理.CT腦灌注成像在腦梗死前期診斷中的應(yīng)用[J].中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥,2010,17(27):90-91.

[6] 金征宇.多層螺旋CT影像診斷學(xué)[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2009：31-32.

[7] 高培毅，林燕.腦梗死前期腦局部低灌注的CT灌注成像表現(xiàn)及分期[J].中華放射學(xué)雜志，2003，37（10）：882-886.

[8] 隋昕，盧潔，李坤成,等.CT灌注成像在大腦中動(dòng)脈狹窄或閉塞中的初步應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2009，25（4）：521-524.

[9] 高培毅，梁晨陽(yáng)，林燕.腦梗死前期腦局部微循環(huán)障礙動(dòng)態(tài)CT灌注成像的實(shí)驗(yàn)研究[J].中華放射雜志,2003，37（8）：887-889.

[10] 劉海峰，龍斌，陽(yáng)義，等.128層螺旋CT4D技術(shù)對(duì)急性腦梗死患者溶栓治療前后腦血流動(dòng)力學(xué)改變及血管成像的評(píng)價(jià)[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2012，22（11）：1813-1815.

[11] 喬建民.早期腦梗死的CT診斷價(jià)值探討[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué),2012，21（8）：195.

[12] 孫延春,吳靜.常規(guī)CT掃描診斷50例超急性期缺血性腦梗死的價(jià)值[J].中國(guó)民康醫(yī)學(xué),2010，22（21）:2732-2734.

[13] 李彬，楊建林，吉六舟，等.多層螺旋CT血管成像及全腦灌注成像在超早期腦梗死前期診斷中的應(yīng)用價(jià)值[J].河北醫(yī)藥，2013，35（10）：1496-1498.

[14] 宋段,解明,王銳,等.CT灌注成像和磁共振彌散成像在急性腦梗死診斷中的應(yīng)用價(jià)值[J].內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)雜志,2009，41（9）:1061-1063.

[15] 梁東輝，李志平，石偉輝,等.彌散加權(quán)成像對(duì)超急性期腦梗死的診斷價(jià)值[J].白求恩軍醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，11（5）:467,671.

[16] 夏征云.低場(chǎng)強(qiáng)磁共振彌散加權(quán)成像在早期腦梗死中的診斷價(jià)值[J] .中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥,2011,6(22):49-50.

[17] 李軍,鄭后珍,劉福生.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在急性腦梗死診斷中的應(yīng)用價(jià)值[J].山西醫(yī)藥雜志,2013,42(5):532-533.

[18] Wang XC，Gao PY，Xue J，et al．Identification of infarct core and penumbra in acute stroke using CT perfusion source images［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2010，31(1):34-39．

[19] 徐建國(guó)，曹治，吳華,等.CT腦灌注成像對(duì)早期腦梗死缺血半暗帶診斷的初步研究[J].現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué)，2010，19（2）：112-114.

[20] 楊春燕，梅友泉.64排動(dòng)態(tài)CT腦灌注成像在腦梗死缺血半暗帶中的臨床應(yīng)用[J].實(shí)用醫(yī)技雜志，2012，19（7）：683-685.

[21] 耿建紅,劉志輝,劉美萍，等.CT灌注成像在急性腦梗死患者溶栓療效評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].山東醫(yī)藥,2012,52(42):44-45.

[22] 向永華，王波，金科.等.320排動(dòng)態(tài)容積CT全腦灌注成像在腦梗死缺血半暗帶分期中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2012，20（5）：331-334.

CT perfusion imaging is after intravenous bolus injection of contrast agent,conducted an inspection of selected aspects of fast continuous scanning method,as a functional imaging,CT perfusion imaging for early detection of acute cerebral infarction,by analyzing the time-Density curve,reflecting changes in local cerebral hemodynamics determine penumbra,and then determine infarct evolution,providing a good basis for the radiological diagnosis of cerebral infarction and prognosis. This paper describes the principles of CT perfusion imaging and detection methods,because of acute ischemic cerebrovascular disease pathogenesis mainly low cerebral blood flow perfusion caused,CT perfusion imaging can accurately reflect the underlying condition of cerebral perfusion explore CT perfusion imaging of acute cerebral infarction for early diagnosis,treatment and prognosis for early stage disease are critical,have broad clinical application.

Acutecerebral infarction; CT perfusion imaging; Progress

10.3969/j.issn.1009-4393.2015.24.004

廣西 545007 廣西省柳州市柳鐵中心醫(yī)院西環(huán)分院放射科 （龐富梅）