脑灌注成像的方法及临床应用

脑灌注成像的方法及临床应用

摘要】近年来，脑灌注成像作为一种新兴的检查技术应用于临床，而多种的影

像学检查方法相继被用于脑灌注成像，但不同的检查手段各有特点。本文对多种

脑灌注成像技术的原理、临床应用及其特点进行综述。

【关键词】脑灌注成像；方法；临床应用

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2015）07-0008-02

Methods:cerebralperfusionimagingandclinicalapplicationsQianJingjing,WuQingjie.TheS econdHospitalofJiaxingCity,ZhejiangProvince,Jiaxing314000,China

【Abstract】

Inrecentyears,cerebralperfusionimagingasanewinspectiontechnologyappliedtoclinical,a varietyofimagingexaminationmethodwasusedforcerebralperfusionimaginginsuccession ,butdifferentinspectionMethods:havedifferentcharacteristics.Inthispaper,avarietyofcer ebralperfusionimagingprinciple,clinicalapplicationanditscharacteristicsweresummarize d.

【Keywords】Cerebralperfusionimaging;Methods;Clinicalapplicationof

脑灌注成像不仅能显示脑形态学的变化，而且能同时反映脑组织生理学功能

的改变，因此属于功能影像学(functionalimaging)[1]范畴。用于脑灌注成像的主要

技术有氙气增强CT(Xe-CT)、CT灌注(CTperfusion，CTP)成像、动态磁敏感对比增

强(dynamicsusceptibilitycontrast，DSC)磁共振灌注成像、动脉自旋标记(arterialspinlabeling，ASL)法、多普勒超声(Dopplerultrasonography，USG)、正电子

发射体层成像(positronemissiontomography，PET)以及单光子发射计算机断层成像(singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT)等。本文综述这些检查方法的

原理、临床应用进行对比。

1.不同脑灌注成像技术的方法和原理

1.1CT成像

1.1.1Xe-CTXe-CT是以稳定的氙气作为扩散性示踪剂，对脑血流量(cerebralbloodflow，CBF)值进行定量分析的影像学方法。氙气可通过血脑屏障弥

散入脑组织，又可反弥散回到血液中并被血液带走，其弥散能力取决于脑组织的

血容量和氙气在不同部位之间的溶解度，利用Kety-Schmidt模型，通过CT测得

氙气在各部位的时间-密度曲线(time-densitycurve，TDC)，结合氙气的血脑分配系

数λ[2]，可以计算出各部位的CBF值。

1.1.2CTPCTP是以中心容积定律(centralvolumeprincipie)理论为基础的，当静脉快速注射碘剂后，对选定层面进行电影扫描，获得该层面内每一像素的时间一密

度曲线，根据该曲线利用数学模型计算脑血流量（cerebralbloodflowCBF）、脑血

容量(cerebralbloodvolume，CBV)、平均通过时间(meantransittime，MTT)、达峰时

间(timetopeak，TTP)等参数，通过彩色编码处理得到组织灌注功能图，用来表现

并评价组织灌注状态。

1.2MR成像

1.2.1DSC灌注成像DSC灌注成像是指采用回波平面成像(EPI)技术配合静脉快

速团注顺磁性对比剂，观察脑血流动力学的改变。当顺磁性内对比剂通过局部血

管时，与周围组织的磁化率差会明显增加，缩短组织的T2或T2*，相应的，其

T2WI或T2*WI上信号会出现一过性降低。通过研究MR信号与时间的变化规律，可以得到时间-信号强度曲线(T-SI)。由于△R*(1／T2的变化率)与局部组织对比剂

浓度Cm(t)线性相关，可将T-SI曲线转换为时间-对比剂浓度关系曲线。另外，考

虑到对比剂存在再循环问题，因此，为了得到真正反映组织对比剂浓度变化的关

系曲线，常利用GammaVariate函数法对曲线进行校正。

1.2.2ASLASL主要以H+为内源性示踪剂，在成像平面的近端采用反转脉冲对

动脉血中的H+进行标记，从而反转血液中质子的磁化矢量。当标记的血液流入成像层面时，通过延迟反转时间(TI)，可以得到标记后的图像；之后，保持其他参数都不变，撤去反转脉冲后对相同层面再次成像，得到未标记的图像。标记后图像

和未标记图像之间的信号差异与脑灌注成比例，两者做差即可得到反映组织灌注

情况的CBF图。ASL包括连续性动脉自旋标记法（Continuityarteryspinnotation，CASL）和脉冲式动脉自旋标记法（Pulsedarteryspinnotation，PASL）。

1.3USG技术

USG测量颈内动脉（ICA)的血流量(BFV)主要利用不依赖于角度的双声束血流

超声技术(ADBF)，对上百个穿过血管腔的微量样本利用双超声波技术进行实时分析，通过快速傅里叶变换对微量样本的血流速度、速度分布图进行确定，再对

ICA直径进行测量，最终计算出BFV值。利用133Xe静脉清除法，已经证实同侧

脑半球的CBF值与ICA的BFV值线性相关，得到CBF=0.108×BFV+10.5[4-5]。因此，评价同侧脑半球的CBF值可以通过ICA的BFV值来完成。

1.4放射性核素显像

1.4.1PET

PET是通过静脉注入H215O后进行扫描，以动脉血中的H215O含量作为输入函数，应用Kety-Schmidt模型进行数据处理，得到CBF图；或者让受检者连续吸

人8～10minC15O2，C15O2会通过肺血管系统中碳酸酐酶的催化作用，将标记的15O原子快速转换为H215O分子，待H215O分子达到稳态时即可得到定量的CBF 图。当受检者连续吸入C15O、C15O2、15O混合气体60min以上时，可以测量局

部脑氧摄取分数(rOEF)、局部脑氧代谢率(rCMRO2)以及局部脑血容量(rCBV)。

1.4.2SPECT

SPECT通过在患者体内注入或吸入能够衰变释放出纯粹γ光子的放射性核素

或标记的化合物，并利用探测器对被检部位或脏器内的γ光子进行检测，经信号

转换和处理得到图像。这些示踪剂能快速穿透血脑屏障进入脑组织，且在脑组织

的聚集量与脑血流量成正比，故其分布可反映rCBF的大小。

2.脑灌注成像的临床应用

2.1脑血管疾病

2.1.1脑梗塞早期脑梗塞由于缺血严重程度及缺血时间的不同可以分为中心性

梗死区与缺血半暗带，缺血半暗带是梗死周边的组织具有可生存能力的低灌注区,

是功能性电活动可恢复区。实验及临床研究表明,脑卒中发病3～6h后,缺血半暗

带将发展成为不可逆的梗死灶,尽可能地保存、挽救缺血半暗带内有活力的组织是

近年来的治疗重点[6]。脑灌注成像可以有效地区分中心性梗死区及缺血半暗带。CTP和DSC灌注成像可通过分析TTP、MTT等参数确定血管是否再通及再通发生

时间，有效评价脑梗死后的缺血范围和缺血程度；ASL能够发现CBF变化的多种

方式，提示缺血症状的不同病因学基础，有助于进一步诊断和治疗。PET是体外

测量rCBF、rCBV等参数的“金标准”；通过USG测量ICA的BFV值，同样可以评价脑血管患者是否存在脑缺血。通过脑灌注成像明确缺血半暗带范围，有利于及时

进行溶栓治疗。

2.1.2脑血管狭窄颈内动脉闭塞或脑血流量不足的病人，其缺血性脑梗塞的发

生机率大大提高，其机制包括栓子脱落导致的栓塞性脑梗死及血流动力学障碍导