1、Application of CT Perfusion 2 一、脑灌注成像的基本问题一、脑灌注成像的基本问题*脑灌注成像是脑功能成像技术方法的一种脑灌注成像是脑功能成像技术方法的一种*活体测定脑组织灌注的影像学方法活体测定脑组织灌注的影像学方法 PET、SPECT、Xe-CT、MRP、CTP等等*通过组织器官的灌注状态从细胞水平揭示脑部通过组织器官的灌注状态从细胞水平揭示脑部 疾病如：脑梗塞、脑肿瘤等的病理、生理改变疾病如：脑梗塞、脑肿瘤等的病理、生理改变MR Perfusion的不足的不足*半定量研究半定量研究*采用的采用的EPI技术难以摆脱顺磁性伪影技术难以摆脱顺磁性伪影*Gd-DTPA经
2、血管渗漏影响经血管渗漏影响T1-低估低估rCBV*受磁场不均一性的影响较大受磁场不均一性的影响较大CT Perfusion的优势的优势 *是一种定量研究的方法是一种定量研究的方法 *图像的空间、时间分辨率高图像的空间、时间分辨率高 *影响因素少，成像时间短影响因素少，成像时间短 *多层同层技术多层同层技术CT Perfusion的优势的优势 *是一种定量研究的方法是一种定量研究的方法 1mg/ml的碘浓度相当于的碘浓度相当于25个个CT值单位（值单位（Hu）1mg碘可使碘可使1ml脑组织的脑组织的CT值增加值增加25个个Hu （注入造影剂的量可表示为注入造影剂的量可表示为“Hu ml”）故故:
3、测得局部脑组织碘的聚集量测得局部脑组织碘的聚集量,即可获得即可获得 局部脑组织的血流灌注量局部脑组织的血流灌注量二、二、CT灌注基本原理灌注基本原理 CT灌注的基本技术灌注的基本技术*对比剂的静脉团注（对比剂的静脉团注（BOLUS）*选定层面进行动态扫描选定层面进行动态扫描*获得感兴趣区获得感兴趣区Time-density Curve(TDC)*根据数学模型计算局部脑组织的血流根据数学模型计算局部脑组织的血流 灌注量灌注量CT Perfusion数学模型数学模型 *非去卷积模型非去卷积模型 *去卷积模型去卷积模型非去卷积模型非去卷积模型 1.忽略流出静脉法忽略流出静脉法 (19871987年年
4、PetersPeters最先提出，最先提出，1999.1999.KlotzKlotz和和KonigKonig应用于脑缺血研究）应用于脑缺血研究）2.引流静脉法引流静脉法 (1987.(1987.JaschkeJaschke等首先提出等首先提出)1.忽略流出静脉法忽略流出静脉法*优点优点:概念简单，便于理解概念简单，便于理解*缺点缺点:在组织器官在组织器官TDC的初始最大的初始最大 斜率这一段时间内没有静脉斜率这一段时间内没有静脉 流出，与实际情况不符，低流出，与实际情况不符，低 估估BF值值2.引流静脉法引流静脉法*优点优点:概念简单，便于理解概念简单，便于理解*缺点：缺点：a 扫描层面常不包
5、括感兴趣区扫描层面常不包括感兴趣区 的引流静脉的引流静脉 b 部分容积效应影响，部分容积效应影响，BF值低估值低估去卷积模型去卷积模型 Q(t)=F Ca(t)R(t)=Ca(t)FR(t)Q(t)=F Ca(t)R(t)=Ca(t)FR(t)代表卷积算子代表卷积算子 Q(t)Q(t)代表组织器官的代表组织器官的 TDCTDC Ca(t)Ca(t)代表动脉的代表动脉的TDCTDC F F 代表血流量代表血流量 R(t)R(t)代表推动剩余函数（代表推动剩余函数（IRFIRF）去卷积模型的优势：去卷积模型的优势：不必对组织器官的血流动力学状态做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
6、假设，即更真实一些与实际不相符的假设，即更真实去卷积模型的影响因素去卷积模型的影响因素*需有效控制噪声需有效控制噪声*对头部移动矫正或对头部移动矫正或Registration*应计算相对小的脑内流入动脉应计算相对小的脑内流入动脉*部分容积效应影响也灌注值测量部分容积效应影响也灌注值测量三、三、CT Perfusion 2有关问题有关问题 2001年年GE Medical System 首次把多层技首次把多层技 术与术与CT灌注技术相结合，开发研制出灌注技术相结合，开发研制出CT Perfusion 2软件。软件。CT Perfusion 2 的特点的特点 *Toggling-table技术技术
7、 （多层同层动态（多层同层动态CT技术）技术）*一室一进一出模式一室一进一出模式 （在灌注成像中对流入动脉（在灌注成像中对流入动脉 和流出静脉综合考虑）和流出静脉综合考虑）四、临四、临 床床 应应 用用 1.1.材料与方法材料与方法 2.2.病病 例介例介 绍绍 3.3.讨讨 论论1.1 一般资料一般资料 脑肿瘤脑肿瘤21例（例（男男11例，女例，女10例，例，2489岁）岁）脑膜瘤脑膜瘤8例，转移瘤例，转移瘤6例，垂体瘤例，垂体瘤4例，胶质瘤例，胶质瘤3例。例。脑梗塞脑梗塞4例例1.2 检查方法检查方法设备：设备：GE LightSpeed Plus四层四层SCT*患者平卧，平静状态休息患者
8、平卧，平静状态休息30分钟分钟*先先CT平扫确定肿瘤中心部位平扫确定肿瘤中心部位*应用应用MSCT的的Toggling-table技术技术 进行肿瘤灌注扫描进行肿瘤灌注扫描扫描条件扫描条件*方式：采用电影扫描技术（方式：采用电影扫描技术（1转转/秒）秒）*参数：层厚参数：层厚10mm/2i；重建层厚为重建层厚为 10mm/2i；电压电压80kvp，电流电流 200mA*造影：经肘前静脉团注法注入造影剂，造影：经肘前静脉团注法注入造影剂，注射速度注射速度3.5ml/sec，剂量剂量50ml，扫描延迟时间扫描延迟时间5sec，总扫描时间总扫描时间 为为45sec。1.3 灌注图像分析灌注图像分析*
9、选取灌注图像选取灌注图像*图像校准处理，调整图像横向摆动偏差图像校准处理，调整图像横向摆动偏差*选择兴趣区：包括流入动脉、流出静脉选择兴趣区：包括流入动脉、流出静脉（多选上矢状窦（多选上矢状窦-25S）、）、肿瘤组织（肿瘤组织（46）*计算并分析灌注图像及灌注参数（计算并分析灌注图像及灌注参数（BF、BV、MTT、PS）2.典型病例介绍典型病例介绍2.1 脑胶质瘤的脑胶质瘤的CT灌注结果灌注结果 （灌注参数与肿瘤的级别有关）灌注参数与肿瘤的级别有关）Case-1：蔡蔡 X XX X，男，男，4949岁。岁。主诉：头痛头胀，左眼胀感两个月，主诉：头痛头胀，左眼胀感两个月，有时伴恶心。有时伴恶心。
10、脑血流速脑血流速CBF图图*胶质瘤最大胶质瘤最大CBF值值=143.08ml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBF值值=21.706 ml/100g/min*两者相差两者相差7倍倍*胶质瘤最大胶质瘤最大CBVCBV值值=2.=2.38 38 ml/100gml/100g*正常脑皮质正常脑皮质CBVCBV值值=0.535=0.535 ml/100gml/100g*相差相差4 4倍倍脑血流量脑血流量CBVCBV图图脑血流平均通过时间脑血流平均通过时间MTTMTT图图 MTTMTT轻度减低轻度减低表表面面通通透透性性PS图图*胶质瘤最大胶质瘤最大PSPS值值=11.415=11.415ml/
11、min/100gml/min/100g*正常脑皮质正常脑皮质PSPS值值=0.70867=0.70867ml/min/100gml/min/100g*相差相差1616倍；肿瘤界限清晰倍；肿瘤界限清晰手术所见：手术所见：肿瘤灰白色，鱼肉状，界不清，大小肿瘤灰白色，鱼肉状，界不清，大小为为5 5cmcm5cm5cm6cm6cm，瘤体内有陈旧血瘤体内有陈旧血0.50.5mlml。病理：间变型星形细胞瘤病理：间变型星形细胞瘤(IIIIII级级)部分呈胶质母细胞改变部分呈胶质母细胞改变2.2 脑膜瘤的脑膜瘤的CT灌注结果灌注结果 *CBF值一般值一般200ml/100g/min以上以上 *CBV值一般值
12、一般3ml/100g左右左右 Case-2：林林 X XX X，男，男，3737岁岁 主诉：头晕伴耳鸣半年主诉：头晕伴耳鸣半年脑血流速脑血流速CBF图图*脑膜瘤最大脑膜瘤最大CBFCBF值值=252.46=252.46ml/100g/minml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBFCBF值值=13.375=13.375ml/100g/minml/100g/min*相差相差1919倍倍*脑膜瘤最大脑膜瘤最大CBVCBV值值=2.81=2.81ml/100gml/100g*正常脑皮质正常脑皮质CBVCBV值值=0.312=0.312 ml/100gml/100g*两者相差两者相差9 9倍倍
13、脑血流量脑血流量CBV图图脑平均通过时间脑平均通过时间MTTMTT图图 病变与正常脑组织值近似病变与正常脑组织值近似脑脑表表面面通通透透性性PS图图*脑膜瘤最大脑膜瘤最大PS值值=41.914ml/min/100g*正常脑皮质正常脑皮质PS值值=0.39592ml/min/100g*两者两者PS值相差甚大，肿瘤界限甚清值相差甚大，肿瘤界限甚清病理：脑膜瘤病理：脑膜瘤(上皮细胞型上皮细胞型)2.2 脑膜瘤的脑膜瘤的CT灌注结果灌注结果 Case-3Case-3：宁宁 X XX X，男，男，4747岁岁 主诉：主诉：1 1年内多次抽搐，年内多次抽搐，记忆力低，记忆力低，反应迟钝。反应迟钝。脑血流速
14、脑血流速CBF图图*脑膜瘤最大脑膜瘤最大CBFCBF值值=18.978=18.978ml/100g/minml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBFCBF值值=56.228=56.228ml/100g/minml/100g/min*正常脑组织高于病灶约正常脑组织高于病灶约3 3倍倍*脑膜瘤最大脑膜瘤最大CBVCBV值值=1.20=1.20ml/100gml/100g*正常脑皮质正常脑皮质CBVCBV值值=1.05=1.05 ml/100gml/100g脑血流量脑血流量CBV图图平均通过时间平均通过时间MTT图图*脑膜瘤最大脑膜瘤最大MTTMTT值值=16.27=16.27secsec*
15、正常脑皮质正常脑皮质MTTMTT值值=1.30=1.30secsec*两者相差近两者相差近1010倍倍脑脑表表面面通通透透性性PS图图*脑膜瘤最大脑膜瘤最大PS值值=20.388ml/min/100g*与正常脑组织相差较大与正常脑组织相差较大手术所见：手术所见：右额叶肿瘤病灶，界限清楚，质地硬，右额叶肿瘤病灶，界限清楚，质地硬，包膜完整光滑，大小约包膜完整光滑，大小约565cm3病理：脑膜瘤病理：脑膜瘤(上皮细胞和纤维细胞混合型上皮细胞和纤维细胞混合型)2.3 垂体瘤的垂体瘤的CT灌注灌注 Case-4Case-4：于于 X XX X，男，男，4848岁岁 主诉：左眼视力下降主诉：左眼视力下降
16、1 1年年脑血流速脑血流速CBF图图*垂体瘤最大垂体瘤最大CBFCBF值值=60.566=60.566ml/100g/minml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBFCBF值值=13.767=13.767ml/100g/minml/100g/min*垂体瘤垂体瘤CBFCBF值高于正常脑组织约值高于正常脑组织约5 5倍倍脑血流量脑血流量CBV图图脑平均通过时间脑平均通过时间MTT图图该例该例CBV和和 MTT值均相差不值均相差不大大脑脑表表面面通通透透性性PS图图*垂体瘤最大垂体瘤最大PS值值=30.380ml/min/100g*正常脑皮质正常脑皮质PS值值=0.19022ml/min/
17、100g*相差甚大，肿瘤界限甚清晰相差甚大，肿瘤界限甚清晰病理：垂体嫌色细胞腺瘤病理：垂体嫌色细胞腺瘤2.4 脑转移瘤的脑转移瘤的CT灌注结果灌注结果 CASE-5：王王 X X，男，男，64岁岁 主诉：头痛主诉：头痛2-3个月，记忆力下降个月，记忆力下降 既往：既往：“右肺腺癌右肺腺癌”一月前一月前MRI-未见异常未见异常脑血流速脑血流速CBF图图*转移瘤最大转移瘤最大CBF值值=47.283ml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBF值值=13.925ml/100g/min*两者相差约两者相差约3.5倍倍脑血流量脑血流量CBV图图脑平均通过时间脑平均通过时间MTT图图该病例该病例 M
18、TT值相差不大值相差不大该病灶该病灶CBV值较正常增大约值较正常增大约5倍倍脑脑表表面面通通透透性性PS图图*转移瘤最大转移瘤最大PS值值=15.825ml/min/100g*正常脑皮质正常脑皮质PS值值=0.16633ml/min/100g*PS值相差甚远，肿瘤病灶界限清晰值相差甚远，肿瘤病灶界限清晰2.5 脑肿瘤术后复查脑肿瘤术后复查 CASE-6：刘刘 X X，女，女，52岁岁 病史：脑胶质瘤术后病史：脑胶质瘤术后4年复查年复查 研究认为：研究认为：MRP：rCBF值增加值增加2.6倍以上倍以上 则提示有肿瘤的复发。则提示有肿瘤的复发。(SugaharaSugahara T,et al.
19、AJNR T,et al.AJNR，2000,21:901-9092000,21:901-909）CTP:本例本例CBF值达值达110ml/100g/min （肿瘤复发）肿瘤复发）脑血流速脑血流速CBF图图*复发肿瘤最大复发肿瘤最大CBF值值=113.36ml/100g/min*正常脑皮质正常脑皮质CBF值值=45.989ml/100g/min*相差约相差约2.5倍倍脑血流量脑血流量CBV图图脑平均通过时间脑平均通过时间MTT图图（CBV和和 MTT均相差不大，约均相差不大，约2倍）倍）脑脑表表面面通通透透性性PS图图*复发肿瘤最大复发肿瘤最大PS值值=14.932ml/min/100g*正常
20、脑皮质正常脑皮质PS值值=0.96793ml/min/100g*相差约相差约14倍，病灶界限清晰倍，病灶界限清晰3.结结 论论 *PS图像有助于肿瘤病变范围的确定图像有助于肿瘤病变范围的确定 *肿瘤性病变的肿瘤性病变的CBF值明显提高值明显提高 脑膜瘤胶质瘤脑膜瘤胶质瘤转移瘤转移瘤 不同肿瘤有一定的交叉不同肿瘤有一定的交叉 *复发肿瘤的复发肿瘤的CBF值增加约值增加约2.5倍倍 其其CBF值可达值可达110ml/100g/min左右左右 *同种肿瘤的同种肿瘤的CBF值不一定相近值不一定相近(如脑膜瘤如脑膜瘤)*MTT值的临床意义尚有待于进一步研究值的临床意义尚有待于进一步研究CT Perfusion 技术临床价值预测技术临床价值预测:*脑肿瘤的定性诊断与分级，判断预后脑肿瘤的定性诊断与分级，判断预后*明确肿瘤的界限明确肿瘤的界限*肿瘤放疗后疗效的评价肿瘤放疗后疗效的评价*鉴别肿瘤放疗或手术后坏死与复发鉴别肿瘤放疗或手术后坏死与复发*肿瘤立体定向穿刺活检肿瘤立体定向穿刺活检
