脑缺血的CT、MR灌注成像(2015修改版)
CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用
CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用来源:复旦大学研究生课程教学讲义CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用彭卫军吴斌复旦大学附属肿瘤医院影像中心灌注(Perfusion)是血流通过毛细血管网,将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像(perfusion imaging) 是建立在流动效应基础上成像方法,与磁共振血管成像不同的是,它观察的不是血液流动的宏观流动,而是分子的微观运动。
利用影像学技术进行灌注成像可测量局部组织血液灌注,了解其血液动力学及功能变化,对临床诊断及治疗均有重要参考价值。
灌注成像主要有两个方面的内容,一是采用对水分子微量运动敏感的序列来观察人体微循环的灌注状况,二是通过造影剂增强方法来动态的研究器官,组织或病灶区微血管灌注情况。
肿瘤的灌注研究可以评价肿瘤的血管分布,了解肿瘤的性质和观察肿瘤对于放射治疗和/或化疗后的反应。
MRI脑灌注原理及临床应用长按识别二维码即可免费看(仅限48小时)MRI零基础学习班请点击最下方阅读原文一、灌注成像的原理、技术及相关序列核医学对局部组织血流灌注成像的研究较早,CT、MRI灌注技术为近年来发展较为迅速的成像方法。
1.CT灌注CT灌注(CT perfusion)技术最早由Miles于1991年提出,并先后对肝、脾、胰、肾等腹部实质性脏器进行了CT灌注成像的动物实验和临床应用的初步探讨。
所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同时,对选定层面通过连续多次同层扫描,以获得该层面每一像素的时间-密度(time-density curve,TDC)曲线,其曲线反映的是对比剂在该器官中映了组浓度的变化,间接反织器官灌注量的变化。
根据该曲线利用不同的数学模型计算出血流量(bloodflow, BF)、血容量(bloodvolume, BV)、对比剂平均通过时间(meantransit time, MTT)、对比剂峰值时间(Transit time to the peak,TTP、毛细血管通透性等参数,对以上参数进行图像重建和伪彩染色处理得到上述各参数图。
2015中国脑出血诊疗指导规范标准
中国脑出血诊疗指导规2015-05-08 22:06来源:国家卫生计生委脑卒中防治工程委员会作者:脑卒中防治系列指导规编审委员会字体大小-|+一、概述脑出血(Intracerebral Hemorrhage,ICH)是神经外科最常见的难治性疾病之一,亚洲国家 ICH 占脑卒中患者的 25%-55%,而欧美国家 ICH 仅占脑卒中患者的 10%-15%。
ICH1 个月死亡率髙达 35%-52%, 6 个月末仍有 80% 左右的存活患者遗留残疾,是中国居民死亡和残疾的主要原因之一。
规 ICH 的诊断标准和治疗技术,有利于降低其死亡率和致残率。
二、脑出血的分类脑出血的危险因素及病因以高血压、脑血管淀粉样变性(Cerebral Amyloid Angiopathy,CAA)、脑动静脉畸形、脑动脉瘤、肿瘤卒中、凝血功能障碍等多见。
目前国际上尚无公认的分类,欧洲将 ICH 分为原发性脑出血、继发性脑出血和原因不明性脑出血;美国有学者将 ICH 命名为非动脉瘤性、非 AVM 性、非肿瘤性自发性脑出血。
原发性脑出血与继发性脑出血的分类,目前得到较多认可。
继发性脑出血一般指有明确病因的脑出血,多由脑动静脉畸形、脑动脉瘤、使用抗凝药物、溶栓治疗、抗血小板治疗、凝血功能障碍、脑肿瘤、脑血管炎、硬脑膜动静脉瘘、烟雾病、静脉窦血检形成等引起,占 ICH 的 15%-20%。
原发性脑出血指无明确病因的脑出血,多数合并有髙血压。
在我国,虽未进行大样本流行病学调査,但就现有文献资料分析,原发性脑出血合并高血压者可高达 70%-80%,所以我国一直沿用“高血压脑出血”命名。
而在国外医学文献中,多将该病统称为脑出血或自发性脑出血,约占所有 ICH 的 80%-85%。
本指导规仅限于原发性脑出血的诊断及治疗。
三、辅助检查1. 影像学检查影像学检査是诊断 ICH 的重要方法,主要包括:脑 CT、 MRI 和脑血管造影等。
CT 及 MRI 能够反映出血的部位、出血量、波及围及血肿周围脑组织情况。
CT脑灌注成像课件
建议:治 疗方案、 随访建议 等
医生签名: 诊断医生 签名,日 期等
01
02
03
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05
THANK YOU
流和代谢情况
技术特点
采用螺旋CT 扫描技术
利用对比剂 增强扫描效 果
采用三维重建 技术,实现立 体成像
具有较高的空 间分辨率和时 间分辨率
适用于脑部缺 血性病变的诊 断和治疗评估
CT脑灌注成像临 床应用
脑卒中诊断
01
CT脑灌 注成像可 检测脑部 缺血区域
02
早期诊断 脑卒中, 预测病情 发展
03
脑外伤预后评估: CT脑灌注成像可评 估脑外伤的预后,为 治疗方案提供参考
脑外伤程度评估:通 过CT脑灌注成像可 评估脑外伤的严重程 度,为治疗提供依据
脑外伤并发症诊断: CT脑灌注成像可诊 断脑外伤并发症,如 脑积水、脑梗塞等Βιβλιοθήκη 010203
04
CT脑灌注成像操 作技巧
扫描参数设置
扫描范围:从颅底至颅顶 扫描层厚:5mm 扫描间隔:3s 扫描角度:横断位、矢状位、冠状位 扫描模式:连续扫描 扫描时间:根据患者情况调整
度等参数。
成像参数:包括时 间-密度曲线、相对 脑血容量、相对脑
血流量等。
成像特点:能够无 创、定量、动态地 评估脑部供血情况, 为临床诊断和治疗
提供依据。
成像方法
1
利用CT扫描仪 获取脑部图像
2
3
4
通过计算机软件 对图像进行处理
和分析
计算脑部血流量、 血氧饱和度等参
数
生成脑部灌注图 像,反映脑部血
图像后处理方法
阈值处理:调整图像对比度, 突出血管结构
脑缺血的CTMR灌注成像课件
0, Zhang X, Qi…
a multicenter study[J]. Radiology, 2017, 283(3):700-709.
Wang Y, Zhang XF, Wu …
早期诊断重要性
早期诊断有助于及时采取治疗措施,降低脑组织损伤程度。
脑缺血程度的评估
缺血程度评估标准
根据CT或MR灌注成像的结果,结合脑实质低密度或等密度影的范围、程度以及 脑组织血流灌注降低的程度,对脑缺血程度进行评估。
缺血程度评估重要性
准确评估脑缺血程度有助于制定合理的治疗方案和判断预后。
脑缺血治疗疗效的评价
物学等。 • 本课件中病例的代表性有限,未能涵盖所有类型的脑缺血,且部分病例的治疗方法和效果仍需进一步观察
和评估。 • 本课件中部分内容与现有的研究进展存在一定差距,未能充分反映最新的研究成果和技术进展。
未来发展的趋势和展望
• 趋势 • 随着医学影像技术和生物医学工程技术的不断发展,CTMR灌注成像技术将更加精确和可靠,成为脑缺血诊
研究现状和发展趋势。 • 通过结合具体的病例和临床实践,本课件生动形象地展示了CTMR灌注成像技术在脑缺血中的应用,使读者
更容易理解和掌握相关知识。 • 本课件提供了多种学习资源,如相关论文、参考文献、视频等,有助于读者深入学习和研究。 • 不足 • 本课件主要关注脑缺血的CTMR灌注成像技术,未涉及其他相关领域的研究和应用,如神经影像学、神经生
缺点
CT灌注成像的价格较为昂贵,且对于某些特殊情况下可能会出现假阳性或假阴性 的结果,需要结合其他影像学检查进行综合判断。
03
MR脑灌注成像(1)
MRI 脑灌注技术可以测定 CBF ,结合发病时 间 , 可以更加全面地评价脑缺血的严重程度 , 估计预后。
总结:
总之 ,MRI 灌注作为一种功能性影像能提供关 于脑缺血的更多、更全面的信息。帮助临床医 生根据患者的具体情况选择合理的治疗方案。 实现个体化治疗 ,并有助于判断患者预后和治 疗效果。
MTT较短或MTT消失
异常灌注MR表现
显示血管内造影剂 rCBV反应脑缺血的结果
脑梗死—rCBV下降, 脑缺血—rCBV正常或升高
MTT图对脑缺血性改变最敏 感
MTT延长
MR脑灌注在急性脑缺血 中的临床应用
脑缺血区血流动力学变化
1脑缺血发生后,脑血管代偿性的扩张,血管 循环阻力下降,早期局部脑血流量与平均通过 时间增加。
磁共振灌注技术的分类
1 使用外源性示踪剂,即对比剂首过磁共振灌注成像 法,以动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility weighted contrast enhanced,DSC)灌注成像最常 用。
2 使用内源性示踪剂,即利用动脉血中的水质子作为 内源性示踪剂的动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)法,由于不需注射对比剂,安全无创,因而有 着较强的临床应用潜力。(局限性)
实验和临床研究的结果都提示 , 缺血半暗带内 rCBV 和 MTT 升高 , 而 rCBF 则下降 。
rCBF rCBF
MTT ,Байду номын сангаасCBV 半暗带,无症状? MTT ,rCBV 有症状?
MTT ,rCBV 或消失 脑梗死
三、评价脑缺血的程度
缺血的脑组织是否会发展为梗死 ,取决于脑组 织对缺血的耐受性、 CBF 下降程度、缺血持 续时间 3 个因素。不同的脑组织对缺血的耐受 性不同 ,神经元比神经胶质对缺血更敏感 。
CT脑灌注成像课件
脑血容量:正 常范围为1015ml/100g
脑血流速度: 正常范围为 20-30cm/s
脑血流时间: 正常范围为23秒
脑血流阻力: 正常范围为2030mmHg
CT脑灌注成像临床 应用
脑卒中诊断
CT脑灌注成像可以快速、准 确地检测脑卒中
通过CT脑灌注成像,可以评 估脑卒中的严重程度和范围
CT脑灌注成像有助于确定脑 卒中的治疗方案
技术原理
CT脑灌注成像技术是一种无创、无辐射的成像技术, 01 通过测量脑血流量、脑血容量等参数,评估脑功能
状态。
技术原理主要包括:①通过注射造影剂,使脑血流 02 量增加;②通过CT扫描,获取脑血流量、脑血容量
等参数;③通过计算机处理,生成脑灌注成像图像。
CT脑灌注成像技术具有较高的空间分辨率和时间分 03 辨率,能够清晰地显示脑血流量和脑血容量的变化,
CT脑灌注成像可以预测脑卒 中的预后和恢复情况
脑肿瘤诊断
CT脑灌注成像可以检测脑肿瘤的血流情况,
01
பைடு நூலகம்
有助于诊断肿瘤的性质和程度。
CT脑灌注成像可以提供脑肿瘤的血管分布
02
和血流量信息,有助于制定手术方案。
CT脑灌注成像可以检测脑肿瘤的复发和
03
转移情况,有助于制定治疗方案。
CT脑灌注成像可以提供脑肿瘤的代谢信息,
空间分辨率:CT脑灌注成像的空间 分辨率,用于评估脑部血流分布情况
临床应用
1
脑卒中诊断:快 速、准确地诊断 脑卒中,为治疗
提供依据
3
痴呆症诊断:对 痴呆症进行早期 诊断,为治疗提
供依据
2
脑肿瘤诊断:对 脑肿瘤进行定性、 定位诊断,为手
脑缺血的CT、MRI表现你知道吗
脑缺血的 CT、 MRI表现你知道吗脑缺血指的是因为脑血流量变少而使其无法维持正常的代谢和功能以及脑组织结构,脑灌注成像上会出现明显的低灌注改变。
脑缺血是一种多见的疾病,它的发生因素有很多,有时在疾病的治疗过程中也会因各种因素而造成脑缺血损伤,比如脑出血血肿灶周的水肿缺血、代谢中毒引起的脑病、颅内发生感染引起的缺血性脑水肿、肺性脑病、肝性脑病以及肾性脑病等等。
对于脑缺血疾病的发展以及病灶位置的诊断都需要经过CT或是MRI来确定,下面我们了解下脑缺血的CT或MRI的几种表现。
1、糖代谢异常脑缺血高血糖脑损伤:急性高血糖症可能在血管没有损伤的状态下加重脑缺血性损伤。
高血糖还会严重损害中枢神经系统。
脑乳酸会出现增加,脑血管发生痉挛和脑缺血,在CT检查下可发现豆状核以及尾状核头部高密度,病变区组织密度较高,通过MRI检查可呈现出T1WI高信号,T2WI有轻度异常或是正常,而MRS指标显示出乳酸增高的情况,肌酐有所降低,这些表现都证明了能量衰退和神经元功能已经变差。
低血糖脑损伤几乎都发生在小孩身上,成年人也会出现,但相对较少。
急性症状主要有脑缺血、脑出血、呕吐、脑梗死以及神经过敏性症状等。
如果足月的小儿血糖在300mg/L之下,成人血糖在450mg/L之下就可诊断为低血糖症。
当小儿中枢神经受到影响后主要表现出弥漫性脑缺血、脑梗死以及脑水肿,主要发生在枕叶以及基地节区。
成人发生低血糖症主要是枕叶和其他部位发生脑梗死,几乎是多发的小片状以及层状坏死,层状坏死部分T1WI皮层的脑回样呈高信号,一过性脑的影像学检查有异常。
2、酒精中毒性脑缺血很多人都有酗酒的不良习惯,酒精中毒会造成身体各脏器以及中枢神经受损。
中枢神经系统受损后,人体的下肢活动协调性以及运动功能都会出现问题,也可能会发生桥脑中央以及桥脑外髓鞘溶解,在MRI检查下可见T1WI呈低信号,T2WI呈高信号,FLAIR也呈现高信号,脑室部灰质那部分也可呈现高信号。
脑缺血的ctmr灌注成像课件
能影响图像的质量和准确性。
02
扫描时间和覆盖范围
CTMR灌注成像扫描时间较长,覆盖范围有限,可能遗漏部分缺血病灶
,需要结合其他影像学检查进行综合判断。
03
定量分析的准确性
虽然CTMR灌注成像可以对脑血流量、血容量等参数进行定量分析,但
由于个体差异、扫描参数等因素的影响,定量分析的准确性可能受到一
定的限制。
CTMR灌注成像操作方法及注意事项
操作方法
包括患者准备、对比剂注射、扫描参 数设置、图像后处理等步骤。
注意事项
确保患者配合、避免运动伪影;选择 合适对比剂和注射速率;根据病变特 点调整扫描参数;熟练掌握图像后处 理技巧。
CTMR灌注成像参数设置与优化
参数设置
包括扫描层厚、重建间隔、矩阵大小等,应根据病变特点和设备性能进行合理 设置。
参数优化
针对不同病变,可优化扫描参数以提高图像质量和诊断准确性,如调整管电压 、管电流、滤波函数等。同时,还可采用多期相扫描和动态扫描技术,以更全 面地评估组织器官的血流灌注情况。
脑缺血CTMR灌注成像表现及解
04
读
正常脑组织CTMR灌注成像表现
灌注参数
正常脑组织的灌注参数如 血流量(CBF)、血容量 (CBV)、平均通过时间 (MTT)和达峰时间( TTP)等均在正常范围内 。
血流动力学的评估
通过对脑血流量、血容量等参数的测量,评估缺血区域的血流动力 学状态,有助于预测病情发展和治疗效果。
早期发现微小病变
CTMR灌注成像具有较高的空间分辨率和时间分辨率,能够早期发 现微小的缺血病灶,提高诊断的敏感性和特异性。
脑缺血CTMR灌注成像诊断限度
01
图像伪影
MR脑灌注成像
CBF
CBV
MTT
TTP
CT灌注各参数图见左侧大脑中动脉分布区CBF下 降和CBV升高,MTT和TTP见时间明显延长。
“脑梗死前期” Ⅱ1期灌注成像
• CBF中等程度的下降,脑组织由于缺血出现局部星形细胞足板肿 胀,并开始压迫局部微血管
• 灌注成像见TTP、MTT延长、rCBF下降,rCBV基本正常或轻降
TIA后1月内发生梗死者占4-8%,5年内增至2429%。
急性脑缺血研究相关概念:
当脑血流灌注压在一定的范围内波动时,机体可以通过 小动脉和毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑 血流相对动态稳定。这种小动脉和毛细血管平滑肌的代 偿性扩张或收缩又称为Bayliss效应
脑血管通过Bayliss效应维持脑血流正常稳定的能力称为 脑循环储备力( cerebral circulation reserve ,CCR)
1、脑缺血性病变
1. 灌注不足:MTT明显延长,CBV减少,CBF 明显减少。
2. 侧支循环信息:MTT延长,CBV增加或尚可。 3. 血流再灌注信息:MTT缩短或正常,CBV增
加,CBF正常或轻度增加。 4. 过度灌注信息:CBV与CBF均显著增加。
1、脑缺血性病变
约50%TIA患者在发病12h内的PWI上存在异常 灌注区,主要为:
※ 当rCBF下降,rCBV正常或升高,提示脑组织仍有自调功能,即使没有再灌 注,缺血的脑组织仍可恢复或存活。若都下降,说明存在IP。
※ 当rCBF、rCBV明显下降时,则示“脑梗死前期”缺血灶进入脑梗死阶段。
接下来讨论“缺血半暗带”
1、脑缺血性病变
二、急性缺血性脑梗死
脑缺血由中央的梗死核心区、缺血半暗带 (ischemic penumbra,IP)、血流减少区构成。
脑缺血的CTMR灌注成像课件
CTMR灌注成像的技术流程
• 技术流程包括以下几个步骤:首先是确定扫描范围和参数,包括扫描 部位、层厚、间隔等;其次是静脉注射造影剂,并记录注射前后的CT 或MR影像;再次是对影像数据进行后处理,包括图像融合、时间密 度曲线绘制、血流动力学参数计算等;最后是生成灌注图像,进行定 量和定性分析。
02
通过分析这些图像,医生可以观察到组织中血流灌注的变化情
况,从而评估组织的生理功能。
在解析CT灌注图像时,医生需要了解不同颜色和灰度级别所
03
代表的造影剂浓度和灌注参数的含义。
03
CTMR灌注成像技术
CTMR灌注成像的基本原理
CTMR灌注成像是一种无创性检查技术,通过静脉注射造影剂,利用CT和MR影 像学方法,对组织血流动力学进行评估。
通过比较不同时间点的造影剂浓度,可以计算出血流 速度和血流容积等灌注参数。
扫描过程中,计算机系统实时收集并处理数据,计算 出不同时间点的造影剂在组织中的浓度。
最后,医生根据这些参数评估组织的灌注情况,诊断 疾病。
CT灌注成像的图像解析
01
CT灌注图像是由一系列连续的CT图像组成的,可以显示组织 在不同时间点的造影剂浓度分布情况。
主要包括头痛、恶心、呕吐、意识障碍、偏瘫 、失语等。
诊断
根据患者的病史、症状和体征,结合影像学检 查(如CT、MRI等)和实验室检查(如血液化 验等)进行诊断。
鉴别诊断
需要与脑出血、癫痫等疾病进行鉴别诊断,以 制定正确的治疗方案。
灌注成像
.
CPP与脑血容量
CPP轻度下降,血管扩张,维持CBF稳定, CBV可轻度升高/正常,但不易被检测
• CPP下降明显,超过脑自动调节范围,尽管血 管扩张,因CPP下降明显,不能维持血管张力 ,导致血管塌陷,导致CBV下降,需注意,灰 质白质CBV值差别较大,灰质梗死区CBV阈值 约等于白质正常CBV值。
脑血管自我调节(脑血流动力学 )
❖ 1.代偿期:轻微CCP下降,通过扩张脑阻力血管,维持 正常脑血流量(CBF),导致脑血容量(CBV),保持 正常/轻度升高,CBV升高后在CBF不变的前提下,导 致氧气、葡萄糖等在微循环的时间延长(MTT)。
❖ 2.轻度失代偿期:压力依赖的CBF下降,在脑血管扩张 作用下CBV可轻度下降,MTT延长可以使营养物质(氧 气)等在微循环停留的时间延长,组织摄氧指数升高。 CBF轻度下降对脑组织的生存可暂无影响。------benign oligemia(良性缺血)。
血压管理不是一层不变,需因人异
.
CBF、CBV不足点
CBF 、CBV,因脑组织有灰质白质之分,实际的灌注图像,存在不一致性, 脑组织有血管组织,另大血管的灌注现象,不利于确定核心区及半暗带区 域
.
MTT 平均通过时间
❖ 定义:在大脑特定部位血管内血液通过的平均时间\ ❖ MTT=CBV/CBF=MTT(核心)
❖
.
脑灌注压干预因素
1.平均动脉压: ❖ a.血压 ❖ b.体外反搏术
❖
❖ 2.颅内压: ❖ a.肿瘤 ❖ b.脑水肿 ❖ c.脑出血
.
CTP/MRP灌注主要参数
❖ 初级参数:CBV(脑血容量),CBF(脑血 流量),MTT(平均通过时间),TTP(达峰 时间) ;TMAX ,Delay time
脑血管灌注成像临床应用
CT灌注成像的理论基础为核医学的放射性示踪剂 稀释原理和中心容积定律(central volume principle):BF= BV/MTT。 BF指在单位时间内流经一定量组织血管结构的血 流量(ml/min/ml); BV指存在于一定量组织血管结构内的血容量 (ml/g);MTT指血液流经血管结构时,包括动脉、 毛细血管、静脉窦、静脉,所经过的路径不同, 其通过时间也不同,因此用平均通过时间表示, 主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间(S); TTP指TDC上从对比剂开始出现到对比剂达峰值 的时间(S)。
“脑梗死前期”:
从CBF变化过程看,脑血流量的下降到急性脑梗死的发生,经历3个变化时期: 1 由于脑灌注压下降引起脑局部血流动力学异常改变 2 脑局部CCR失代偿性低灌注所造成的神经元功能改变 (这2个过程合称为梗死前期) 3 当CBF下降超过CMR才发生不可逆转的神经元形态学改变,即脑梗死
25
ml/100g/min
7
二.磁共振灌注成像(Perfusionweighted MR imaging,PWI)
磁共振灌注成像是指用来反映组织的微血 管灌注分布及血流灌注情况的磁共振检查 技术。目前依据其成像原理可大致分为二 种类型,即对比剂首过灌注成像、动脉血 质子自旋标记技术。
8
一、对比剂首过灌注成像 (dynamic contrast enhanced MRI,DCE MRI)
CBF—每克组织中所包含液体流量(ml/g/s)
中心容积定律(central volume principle):BF= BV/MTT。
动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI,DCE MRI)磁共振
脑缺血的CT、MR灌注成像
CT、MR的脑灌注成像
(CT Perfusion,CTP)
( MR Dynamic susceptibilitycontrast imaging ,DSC)
1、明确有无脑局部缺血灶(梗死前期缺血、梗死外围的半暗带)2、局部脑血流异常的解剖信息(分型) ※阻塞型 ※动力型3、对治疗方法及结果的评价4、了解脑血流动力学功能信息(脑微循环状态;对缺血灶分期)※局部脑血流量下降或升高?※局部脑血管扩张或收缩?※局部血流速度变化情况?5、了解脑局部血管的储备能力※激发(负荷)实验(乙酰唑胺负荷试验)6、其他脑血管病之外的应用,例如评价脑肿瘤等
MTT计算
CBV
MTT= CBF
CBF计算: t Cv(t)= F∫Ca(τ)R(t–τ)dτ
0 Cv(t)=体素对比剂浓度 F=CBF Ca(τ)=动脉流入函数
对感兴趣区的层面进行连续扫描
利用这些层面的数据进行图像重组
time
CT灌注成像-动态扫描
右侧额叶梗死灶:绿色为其时间密度曲线对侧为镜像对照:蓝色为其时间密度曲线动脉输入函数(AIF):红色曲线
CT灌注成像后处理
获得4种参数的伪彩图
磁共振灌注参数图与对应的时间-信号曲线
首过
再循环
1、局部脑血流量(regional cerebral blood flow, rCBF)在单位时间内流经一定量脑组织血管结构的血容量,其值越小,脑组织血流量越低。2、局部脑血容量(regional cerebral blood volume, rCBV)存在于一定量脑组织血管结构内的血容量。3、局部平均通过时间( regional mean transit time, rMTT )指血液流经血管结构时,包括动脉、毛细血管、静脉,所经过的路径不同,其通过时间也不同,因此用平均通过时间表示,主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间(血液由动脉流入至静脉流出的时间)。该值大,说明微循环不畅。4、达峰时间( time to peak, TTP)指对比剂至脑内兴趣区达到峰值的时间。其值越大意味着对比剂团峰到达脑组织的时间越晚。
CTP脑灌注成像
CTP脑灌注成像什么是脑灌注成像?利用CTP和MRP进行的灌注影像已经成为检查脑卒中患者脑血流灌注情况的常规手段。
尽管还缺乏一定的证据证明灌注影像是脑卒中评估的一项必不可少的检查,很多中心已经开始利用灌注影像对患者进行脑血流评估。
它是对选定感兴趣层面进行连续动态扫描,获得所选层面的每一像素的时间密度曲线,并通过数学模型处理得到:脑血流容量(cerebral blood volume,CBV)、脑血流流量(cerebral blood flow,CBF)、对比剂平均通过时间(mean transit time,MTT)、对比剂峰值时间(time to peak,TTP)等血流动力学参数和灌注图像表现,评价脑组织的灌注状态,是一种功能成像。
脑灌注参数解读TTP达峰时间(TTP):从造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始,至造影剂达到最大量的时间(s)。
MTT平均通过时间(MTT):造影剂从颅内的动脉侧到静脉侧所需要的时间,所有通过时间的平均值(s) 。
CBF脑血流量(CBF):以每100g脑组织内每分钟的血流毫升数[ml/(100g.min)],人类的灰质约为:80ml/(100g.min);白质为:20ml/(100g.min)。
CBV脑血容量(CBV):每100g脑组织内含血容量的多少[ml/100g],正常成人约为4-5ml。
TmaxTime to Top(Tmax):指碘对比剂可以到达所有组织的时间,代表脑组织储存血液功能达到最大值的时间,是反应组织灌注改变及脑组织梗死的敏感指标。
半暗带——将Tmax大于6秒、小于10秒的脑组织区域定义为半暗带,是最广泛被接受的指标;此时CBV正常或轻度增加。
核心梗死区——将Tmax大于10秒以上,CBV出现下降时,此区域脑组织定义为核心梗死区。
脑灌注分期目前国内常用的脑灌注分期参照高培毅等研究将梗死前低灌注状态分为四个期:Ⅰ1期:TTP延长,MTT、rCBF 和rCBV正常;Ⅰ2期:TTP和MTT延长,rCBF正常,rCBV正常或轻度升高;Ⅱ1期:TTP、MTT延长以及rCBF 下降,rCBV 基本正常或轻度下降;Ⅱ2期:TTP、MTT延长,rCBF 和rCBV 下降。
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由上述4种参数而获得相应彩图
CBF 脑血流量
CBV 脑血容量
MTT 平均通过时间
TTP 达峰时间
4种伪彩图,反映了4种血液动力学的参数
灌注成像,是看脑组织微循环的灌注图,更是看参数!
目前对急性缺血性脑血管病的研究主要集中在脑 梗死发生的早期或超早期诊断上,包括MR扩散 加权成像、MR、CT灌注成像等。
1、局部脑血流量(regional cerebral blood flow, rCBF)在单位时间内流经 一定量脑组织血管结构的血容量,其值越小,脑组织血流量越低。
2、局部脑血容量(regional cerebral blood volume, rCBV)存在于一定量 脑组织血管结构内的血容量。 3、局部平均通过时间( regional mean transit time, rMTT )指血液流经血 管结构时,包括动脉、毛细血管、静脉,所经过的路径不同,其通过时间也 不同,因此用平均通过时间表示,主要反映的是对比剂通过毛细血管的时 间(血液由动脉流入至静脉流出的时间)。该值大,说明微循环不畅。 4、达峰时间( time to peak, TTP)指对比剂至脑内兴趣区达到峰值的时 间。其值越大意味着对比剂团峰到达脑组织的时间越晚。
由于受各种因素的影响,国内脑梗死患者能够在发 病后6小时内接受治疗的大约 为 25~31%,个别地 区仅为7%。真正意义上能行之有效广泛应用于临床 “早期诊断和早期治疗”仍很有限 。其中,根本的 原因是就诊时间与检查方法 先谈一下:“脑梗死前期”的脑缺血灌注成像
● “梗死前期”脑缺血灌注成像
急性脑缺血研究:相关概念
当脑血流灌注压在一定的范围内波动时,机体可以通过小动脉和毛细血管平 滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑血流相对动态稳定。这种小动脉和毛细血 管平滑肌的代偿性扩张或收缩又称为Bayliss效应 脑血管通过Bayliss效应维持脑血流正常稳定的能力称为脑循环储备力 ( cerebral circulation reserve ,CCR) 氧和葡萄糖的摄取率增加,以便维持细胞代谢的正常和稳定,这种能力称为 脑代谢储备力( cerebral metabolism reserve,CMR )
磁共振“灌注”成像 (指DSC)
CBF计算: t Cv(t)= F∫Ca(τ)R(t–τ)dτ 0 Cv(t)=体素对比剂浓度 F=CBF Ca(τ)=动脉流入函数 MTT计算 CBV MTT= CBF CBV计算 ∞ ∫ tCv(τ)dτ -∞ CBV= ∞ ∫ Ca(τ)dτ -∞
CT CT\MR灌注成像操作
◆ CT灌注成像( CT Perfusion,CTP)
◆ XeCT灌注成像(氙气CT只获得CBF参数,辅助设备昂贵) ◆ SPECT或PET灌注成像(血流灌注、能量代谢、神经受体 等功能),检测CBF更敏感( 低于50ml.10CT Perfusion,CTP) ( MR Dynamic susceptibility contrast imaging ,DSC)
MR
• 经静脉快速注入非离子型碘(MR为 钆制剂)对比剂后,延迟5秒(MR 稍长)进行动态扫描 • 在图像工作站作图像后处理,对动 态CT或MR图像进行分析并计算脑 血流动力学的有关参数图 • 根据色阶分别形成4种参数的彩图 • CT约40-50秒,MR约90-100秒完成 扫描
CT灌注成像-动态扫描
灌注成像:是靠血液动力学的参数来评价脑组织的病理变化
CT灌注理论基础
• 放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律. • 1mg的碘使1ml的组织CT值增加25Hu,可以根据 核医学的放射性示踪剂稀释原理,通过定量测定 局部脑组织的碘聚集量,经计算得出局部脑组织 的血流灌注量 • CBF= CBV MTT
“脑梗死前期”:
从CBF变化过程看,脑血流量的下降到急性脑梗死的发生,经历3个变化时期: 1 由于脑灌注压下降引起脑局部血流动力学异常改变 2 脑局部CCR失代偿性低灌注所造成的神经元功能改变 (这2个过程合称为梗死前期) 3 当CBF下降超过CMR才发生不可逆转的神经元形态学改变,即脑梗死
ml/100g/min
1、MR动态磁敏感对比成像( dynamic susceptibility contrast imaging , DSC)磁化敏感效应,T2*信号降低。EPI记录对比剂首过的全过程 2、MR动脉自旋标记成像( arterial spin labeling imaging ,ASL)不使 用造影剂,但信息量少 3、 T1-DCE-MR脑灌注成像研究 (北医 张玉东 等,2011年)
脑灌注成像的目的
1、明确有无脑局部缺血灶(梗死前期缺血、梗死外围的半暗带) 2、局部脑血流异常的解剖信息(分型) ※阻塞型 ※动力型 3、对治疗方法及结果的评价 4、了解脑血流动力学功能信息(脑微循环状态;对缺血灶分期) ※局部脑血流量下降或升高? ※局部脑血管扩张或收缩? ※局部血流速度变化情况? 5、了解脑局部血管的储备能力 ※激发(负荷)实验(乙酰唑胺负荷试验) 6、其他脑血管病之外的应用,例如评价脑肿瘤等
在外周静脉快速注入碘对比剂
对感兴趣区的层面进行连续扫描
time
利用这些层面的数据进行图像重组
CT灌注成像后处理
右侧额叶梗死灶:绿色为其时间密度曲线 对侧为镜像对照:蓝色为其时间密度曲线 动脉输入函数(AIF):红色曲线
获得4种参数的伪彩图
再循环 首过
磁共振灌注参数图与对应的时间-信号曲线
CT与MR灌注成像研究参数和图像
缺血性脑血管病的 CT、MR灌注成像
中国石油中心医院
杨景震
注:内有动画设置,浏览最好使用放映模式
内 容
● 脑灌注成像的基本概念
● “梗死前期”脑缺血灌注成像
● 缺血半暗带(ischemic penumbra)
附:灌注成像对后循环缺血的诊断与评价
● 脑灌注成像的基本概念
脑灌注成像应用种类
◆ MR ―灌注‖成像( perfusion-weighted imaging,PWI或PI )