急性腦梗死全腦CT灌注成像掃描時間優(yōu)化

謝傳飛，孫玲玲，吳業(yè)君，郭俊辰

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110032)

急性腦梗死全腦CT灌注成像掃描時間優(yōu)化

謝傳飛，孫玲玲*，吳業(yè)君，郭俊辰

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110032)

目的探討縮短掃描時間對急性腦梗死全腦CT灌注(CTP)圖像質(zhì)量和灌注參數(shù)值的影響。方法回顧性分析30例診斷為單側(cè)急性腦梗死患者的全腦CTP資料。按不同掃描時間(56 s、52 s、48 s、44 s、40 s及36 s)分組,對灌注數(shù)據(jù)進行圖像后處理，獲得各組上矢狀竇灌注時間密度曲線(TDC)、灌注偽彩圖和灌注參數(shù)值，并記錄上矢狀竇首次通過時間。結(jié)果與掃描時間56 s組比較， 52 s組及48 s組CTP圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。掃描時間52 s組、48 s組、44 s組、40 s組和36 s組CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間呈負(fù)相關(guān)。與掃描時間56 s組比較，當(dāng)掃描時間縮短至44 s及以下時，對部分灌注參數(shù)值的測量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)。結(jié)論適當(dāng)縮短全腦CTP掃描時間，在保證CTP圖像質(zhì)量和灌注值測量準(zhǔn)確性同時，可減少輻射劑量，推薦全腦CTP選擇延遲8 s，掃描時間48 s。

腦梗死；體層攝影術(shù)，X線計算機；灌注成像；輻射劑量

全腦CT灌注(CT perfusion， CTP)是一種反映腦血流動力學(xué)變化及微循環(huán)信息的功能成像技術(shù)[1]，尤其對急性腦梗死的早期診斷、梗死中央?yún)^(qū)與周圍缺血半暗帶的判斷、臨床干預(yù)策略選擇和預(yù)后評估均有重要價值。近年來，全腦CTP逐漸應(yīng)用于臨床，但選擇的掃描時間不盡相同，且有關(guān)全腦CTP掃描時間的研究鮮見。本研究分析不同掃描時間對全腦CTP圖像質(zhì)量和灌注參數(shù)值測量結(jié)果的影響，旨在探討在不影響CTP圖像質(zhì)量的同時，如何通過縮短掃描時間降低輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年5月—10月在本院接受頭部MRI及全腦CTP檢查患者30例，男23例，女7例，年齡33～79歲，平均(60.2±10.6)歲。均為臨床懷疑急性腦梗死并于48 h內(nèi)接受頭部MRI和全腦CTP檢查，并診斷為單側(cè)急性腦梗死患者。

1.2 儀器與方法 常規(guī)頭部MR檢查：采用GE Signa HDe 1.5T MR掃描儀，常規(guī)行軸位T1WI、T2WI、T2WI FLAIR和DWI序列掃描，掃描參數(shù)：T1WI，TR 1 296 ms，TE 28 ms；T2WI，TR 4 800 ms，TE 128 ms；T2WI FLAIR，TR 8 000 ms，TE 155 ms；DWI，TR 4 475 ms，TE 92 ms，b=1 000 s/mm2；FOV 240 mm×240 mm，矩陣256×256，層厚5 mm，層間距1 mm。全腦CTP檢查：采用Philips iCT 256層CT機。先行頭部平掃，管電壓120 kV，管電流280 mAs，層厚5 mm；隨后行CTP檢查，管電壓80 kV，管電流100 mAs，層厚5 mm，掃描范圍160 mm，矩陣512×512。經(jīng)肘靜脈內(nèi)置入18G靜脈留置針，使用雙筒高壓注射器推注對比劑碘海醇(350 mgI/ml)40 ml，流速4 ml/s，隨后以相同速率推注25 ml生理鹽水,團注對比劑后8 s開始采集圖像，采用循環(huán)掃描模式、每次掃描時間為0.33 s，時間間隔4 s，重復(fù)采集14次(共獲取14個數(shù)據(jù)包)，共56 s。

1.3 圖像后處理 將獲得的全部灌注圖像導(dǎo)入Philips工作站。選取較粗大顯示較好的大腦中動脈M1段作為輸入動脈[2]，相鄰層面上矢狀竇作為輸出靜脈，然后由軟件自動生成上矢狀竇時間密度曲線(time density curve, TDC)和腦血流量(cerebral blood flow， CBF)、腦血容積(cerebral blood volume， CBV)、平均通過時間(mean transit time， MTT)灌注偽彩圖，將上矢狀竇TDC達(dá)平臺期最早時間點定義為上矢狀竇首次通過時間并記錄，測量健側(cè)(病變側(cè)鏡像區(qū))、缺血側(cè)梗死中央?yún)^(qū)和梗死周邊區(qū)的CBV、CBF和MTT灌注參數(shù)值，作為56 s組；對同一患者采用同樣方法分別選取掃描時間52 s(前13個數(shù)據(jù)包)、48 s(前12個數(shù)據(jù)包)、44 s(前11個數(shù)據(jù)包)、40 s(前10個數(shù)據(jù)包)及36 s(前9個數(shù)據(jù)包)的圖像后處理獲得上矢狀竇首次通過時間、灌注偽彩圖和灌注參數(shù)值，分別作為52 s組、48 s組、44 s組、40 s組、36 s組。

1.4 CTP圖像質(zhì)量主觀評分 由2名高年資放射科醫(yī)師對CTP圖像質(zhì)量進行盲法評分，采用3級評分法：1分為圖像無法重建或圖像質(zhì)量不能滿足對異常灌注區(qū)的識別；2分為圖像能夠重建，圖像質(zhì)量基本滿足對異常灌注區(qū)的識別，部分與正常灌注區(qū)域邊界模糊；3分為圖像質(zhì)量可較好滿足對異常灌注區(qū)的識別，與正常灌注區(qū)域邊界清晰。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 18.0統(tǒng)計分析軟件。對灌注參數(shù)值進行正態(tài)性檢驗及方差齊性檢驗，符合正態(tài)分布及方差齊性資料，進行配伍組設(shè)計的單因素方差分析；不符合正態(tài)分布及方差齊性，進行配伍組設(shè)計的非參數(shù)檢驗。CTP圖像質(zhì)量主觀評分應(yīng)用非參數(shù)檢驗。2名醫(yī)師對圖像質(zhì)量評分的一致性采用Kappa檢驗，Kappa值>0.75為一致性好；0.40～0.75為一致性一般；<0.40為一致性差。CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同掃描時間對CTP圖像質(zhì)量主觀評分的影響 2名醫(yī)師對圖像質(zhì)量主觀一致性評分Kappa值為0.91，一致性好。52 s組、48 s組與56 s組比較，CTP圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，44 s組、40 s組、36s組與56 s組比較，CTP圖像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，見表1。各組灌注圖和TDC圖見圖1。

表1 2名醫(yī)師對各組CTP圖像質(zhì)量評分及比較(例)

2.2 CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間相關(guān)性分析 掃描時間52 s組、48 s組、44 s組、40 s組和36 s組圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)，見表2。

2.3 不同掃描時間下各灌注參數(shù)值的比較 不同掃描時間對健側(cè)灌注參數(shù)的影響見表3；不同掃描時間對缺血側(cè)大腦半球梗死中央?yún)^(qū)及周邊異常灌注區(qū)灌注參數(shù)的影響見表4、5。

圖1 不同掃描時間的腦灌注圖和上矢狀竇TDC圖 A～D.56 s組MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC； E～H.52 s組MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC； I～L.48 s組MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC； M～P.44 s組MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC；Q～T.40 s MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC； U～X.36 s組MTT、CBF、CBV灌注圖和TDC

表2 CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間相關(guān)性分析

表3 各組健側(cè)腦灌注參數(shù)值比較(±s)

表3 各組健側(cè)腦灌注參數(shù)值比較(±s)

組別CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s組2．94±1．2348．29±27．065．03±2．2252s組2．95±1．2549．38±28．525．10±2．2548s組2．98±1．2750．92±32．015．14±2．4644s組3．14±1．48?55．38±37．83?5．17±2．5140s組3．27±1．59?60．18±40．56?5．19±2．28?36s組3．32±1．75?62．14±39．72?5．97±4．06?F值4．054．832．46P值<0．01<0．010．03

注：*：與56 s組比較，P<0．05

表4 各組缺血側(cè)梗死中央?yún)^(qū)灌注參數(shù)值的比較(±s)

表4 各組缺血側(cè)梗死中央?yún)^(qū)灌注參數(shù)值的比較(±s)

組別CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s組1．35±1．6718．67±5．0615．45±4．2752s組1．43±1．1418．34±5．5715．90±4．7648s組1．48±1．3217．98±6．0516．19±5．0644s組0．97±1．6515．48±6．86?16．67±5．3240s組0．76±0．89?12．48±6．94?19．70±6．20?36s組0．33±0．74?7．14±5．72?23．06±6．76?F值3．014．482．79P值0．01<0．010．02

注：*：與56 s組比較，P<0．05

表5 各組缺血側(cè)梗死周邊區(qū)灌注參數(shù)值的比較(±s)

表5 各組缺血側(cè)梗死周邊區(qū)灌注參數(shù)值的比較(±s)

組別CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s組3．26±1．2128．16±7．129．56±3．4152s組3．04±1．0428．03±7．349．91±3．7548s組2．88±1．2327．28±8．0510．22±4．0144s組2．90±1．2933．45±9．86?10．97±4．3240s組2．16±1．89?36．52±10．01?11．78±5．23?36s組1．89±1．80?37．34±11．02?13．26±6．23?F值3．144．272．52P值0．01<0．010．02

注：*：與56 s組比較，P<0.05

3 討論

3.1 低輻射劑量全腦CTP在急性腦梗死的臨床應(yīng)用 近年來，全腦CTP已基本取代了原有的局部層面腦CTP技術(shù)，有效解決了原有成像技術(shù)不能評估全腦血流灌注狀態(tài)、易遺漏掃描范圍外異常灌注等問題[3-5]。但全腦CTP技術(shù)伴隨輻射劑量增加，故如何優(yōu)化掃描參數(shù)，降低輻射劑量同時保證診斷需求一直是臨床關(guān)心的問題。目前降低全腦CTP輻射劑量的常用技術(shù)有：①管電壓技術(shù)，Li等[6-7]發(fā)現(xiàn)在全腦CTP掃描中，將70 kV與80 kV管電壓相比，在提高圖像質(zhì)量的同時可有效降低輻射劑量；②管電流技術(shù)，Murphy等[8]對37例急性腦梗死患者CTP的研究發(fā)現(xiàn)，50 mAs管電流組相對于常規(guī)100 mAs管電流組，在局部缺血區(qū)域、梗死灶及正常腦組織的CBF及CBV值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義；③掃描時間分辨率技術(shù)，王菁等[9]研究發(fā)現(xiàn)，腦CTP掃描時間分辨率降低，對灌注相對值的影響較對灌注絕對值的影響小，掃描間隔時間可延長至4 s；④迭代重建技術(shù)，研究[10-11]表明迭代重建技術(shù)可以提高腦CTP圖像質(zhì)量，同時大幅度降低輻射劑量。筆者發(fā)現(xiàn)有關(guān)全腦CTP掃描時間的研究鮮有報道，而Hirata等[12-13]早期對局部層面腦CTP掃描時間有相關(guān)研究。

3.2 CTP圖像質(zhì)量主觀評分分析 在不同掃描時間下，對CTP圖像質(zhì)量主觀評分分析發(fā)現(xiàn)：與56 s組相比，52 s組和48 s組CTP圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而44 s組、40 s組、36 s組CTP圖像質(zhì)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義。與楊秀軍等[13]提出的應(yīng)將中國人的CTP掃描延遲時間定為8 s，掃描時間定為40 s的結(jié)論有所不同。筆者分析可能原因為：①研究樣本量不同，本研究樣本量相對較多；②本研究采用自身對照，分析不同掃描時間對圖像質(zhì)量的影響；③掃描時間分辨率不同；④掃描范圍不同。

3.3 CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間相關(guān)性分析 腦CTP通過外周靜脈注入對比劑后，連續(xù)測得組織的衰減值，減去基線值，獲得組織灌注的TDC，通過對輸入動脈和輸出靜脈數(shù)據(jù)進行計算機處理獲得灌注偽彩圖。Hirata等[12]研究發(fā)現(xiàn)，掃描時間大于上矢狀竇首次通過時間對灌注參數(shù)值的真實性很重要。本研究進一步探討CTP圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn) 52 s組、48 s組、44 s組、40 s組和36 s組圖像質(zhì)量主觀評分與上矢狀竇首次通過時間呈負(fù)相關(guān)，在掃描時間≤52 s時，上矢狀竇首次通過時間越早，圖像質(zhì)量可能越好，且隨著掃描時間縮短，其相關(guān)性越顯著。筆者發(fā)現(xiàn)隨掃描時間縮短，當(dāng)掃描時間靠近上矢狀竇首次通過時間時，灌注圖像質(zhì)量明顯降低，不能滿足診斷需求。在腦CTP檢查中，是否可根據(jù)患者上矢狀竇首次通過時間，確定掃描終點時間，制定個體化掃描方案，還有待進一步探討。

3.4 ROI灌注參數(shù)值的分析 通過對ROI灌注參數(shù)值的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)掃描時間減少到44 s時，與56 s組相比，對健側(cè)大腦半球和缺血側(cè)大腦半球梗死中央?yún)^(qū)CBF測量值差異有統(tǒng)計學(xué)意義；當(dāng)掃描時間減少到40 s時，與56 s組相比，對缺血側(cè)大腦半球梗死周邊區(qū)MTT、CBF及CBV測量值差異有統(tǒng)計學(xué)意義。腦CTP灌注參數(shù)值直接影響急性腦梗死患者梗死中央?yún)^(qū)與周圍缺血半暗帶的影像評估[14]，將影響臨床治療決策實施，因此本研究認(rèn)為為保證灌注參數(shù)值的準(zhǔn)確性，循環(huán)掃描時間應(yīng)大于44 s。本研究樣本量較小，縮短掃描時間減少輻射劑量的掃描方案以及如何個體化選擇掃描終點時間還有待更大樣本量的進一步探討。

總之，適當(dāng)縮短全腦CTP掃描時間，在保證CTP圖像質(zhì)量和灌注值測量準(zhǔn)確性同時，可減少輻射劑量。本研究結(jié)果推薦全腦CTP選擇延遲8 s，掃描時間48 s。

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《CT/MR/DSA/乳腺技師業(yè)務(wù)能力考評核心考點與精選習(xí)題》出版發(fā)行

由南京軍區(qū)南京總醫(yī)院王駿主編的《CT/MR/DSA/乳腺技師業(yè)務(wù)能力考評核心考點與精選習(xí)題》一書出版發(fā)行。本書針對全國醫(yī)用設(shè)備使用人員(CT/MR/DSA/乳腺技師)業(yè)務(wù)能力考評專門編寫了核心考點，旨在通過關(guān)鍵性的理論和知識點的學(xué)習(xí)，在極短的時間內(nèi)掌握醫(yī)用設(shè)備的重點內(nèi)容。再通過精選的習(xí)題，鞏固和查找使用人員對本專業(yè)知識的掌握程度和薄弱環(huán)節(jié)。該書不僅僅是全國醫(yī)用設(shè)備使用人員(CT/MR/DSA/乳腺技師)業(yè)務(wù)能力考評的專用書，同時也是職稱考試、入院前準(zhǔn)入制考試、三基考試及在校學(xué)生考試的必備考試類用書。

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OptimizingscanningtimeofCTperfusionimaginginacutecerebralinfarction

XIEChuanfei,SUNLingling*,WUYejun,GUOJunchen
(DepartmentofRadiology,theFourthAffiliatedHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110032,China)

ObjectiveTo explore the effect of scanning time on CT perfusion (CTP) imaging quality and the accuracy of parameters in acute stroke patients.MethodsCTP data of 30 patients with unilateral acute cerebral infarction were investigated retrospectively. CTP data with scanning times of 56 s, 52 s, 48 s, 44 s, 40 s and 36 s were analyzed for image post-processing, the time density curves (TDCs) of the superior sagittal sinus (SSS), perfusion maps and the parameter values of ROI were obtained, and the first passage time of SSS was recorded.ResultsCompared with 56 s group, there was no significant difference of the image quality in the scanning time of 52 s group and 48 s group (bothP>0.05). The image quality was significantly negatively correlated with the first passage time of SSS in 52 s group, 48 s group, 44 s group, 40 s group and 36 s group. Compared with 56 s group, there were significant differences in partial parameters of ROI when the scanning time was 44 s (allP<0.05).ConclusionDecreasing whole-brain CTP scanning time reasonably can ensure the image quality and the accuracy of parameters and reduce the radiation dose. The whole-brain CTP with delay of 8 s, and scanning time of 48 s are recommended.

Brain infarction; Tomography, X-ray computed; Perfusion imaging; Radiation dosage

10.13929/j.1003-3289.201703089

R743.3; R814.42

A

1003-3289(2017)10-1488-05

遼寧省自然科學(xué)基金(2013021035)。

謝傳飛(1989—)，男，重慶人，在讀碩士。研究方向：腦CT灌注成像。E-mail： xiecf111@126.com

孫玲玲，中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院放射科，110032。E-mail： sunll106@163.com

2017-03-17

2017-07-17