多层CT灌注成像技术

多层CT灌注成像技术（精选8篇）

多层CT灌注成像技术 篇1

摘要：目的研究良、恶性孤立性肺结节 (SPN) 经多层CT灌注成像技术鉴别的诊断差异。方法 整群选取该院2013年2月—2014年9月收治的86例SPN为研究对象, 其中经临床确诊恶性结节48例记为恶性结节组, 良性结节38例记为良性结节组。对该86例SPN患者行多层CT灌注成像技术鉴别诊断, 观察两组血容量 (BV) 、血流量 (BF) 、平均通过时间 (MTT) , 并在时间—密度曲线 (TDC) 基础上测量结节—主动脉强化值比 (S/A) 、结节强化值 (HU) 、达峰时间 (TTP) 等指标。比较两组诊断结果差异。结果 良性结节组BV (3.92±1.52) m L/100 g、BF (68.57±12.31) m L/min/100 g较恶性结节组显著较低, 差异有统计学意义 (P<0.05) ;良性结节组强化值 (8.62±2.41) HU、S/A (0.17±0.04) %较恶性结节组 (38.56±10.42) HU、 (0.34±0.05) %明显较低, TTP (34.8±5.24) s较恶性结节组 (21.4±3.71) s显著较长, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。结论 良、恶性结节的血流动力和形态学特征采用多层CT灌注成像技术诊断存在显著差异, 可作为临床鉴别良、恶性结节的重要依据。

关键词：孤立性肺结节,多层CT灌注成像技术,鉴别

孤立性肺结节 (SPN) 是发生于肺部组织内直径≤3 cm的呈圆形或椭圆形的细小结节状病灶, 发病机制尚未明确, 患者临床多表现为乏力、胸闷气急等症状, 严重时导致死亡, 因此早期及时诊断鉴别结节良恶性质对患者及时有效治疗和改善预后具有重要临床价值[1]。随着CT技术的发展和成熟, 医学临床发现采用多层CT灌注成像技术在鉴别SPN良恶性质具有积极效果[2], 据此该院于2013年2月—2014年9月整群选取收治的86例SPN患者行多层CT灌注成像技术鉴别诊断, 观察两组良恶性结节的诊断结果差异, 现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为整群选取该院2013年2月—2014年9月收治的86例SPN患者, 均经皮肺组织穿刺法或手术切除行组织学确诊。其中男52例, 女34例, 年龄24~80岁, 平均年龄 (52.4±6.8) 岁, 临床确诊恶性结节48例, 主要包括腺癌、鳞状细胞癌、肺泡细胞癌等类型, 良性38例, 主要包括炎性结节、结核球和错构瘤等类型。

1.2 方法

对该86例SPN患者均行多层CT灌注成像技术诊断。诊断前患者行常规呼吸训练, 取仰卧位并保持正常呼吸频率。采用该院Philips Brilliance 64排螺旋CT扫描仪行常规肺部平扫确定肺内结节灶, 再对结节病灶处性动态扫描影像诊断, 扫描参数设置为电压120 k V, 电流75~80 m A, 层后5~6 cm, 矩阵512×512, 扫描对比剂采用优维显 (300 mg/m L) 静脉注射, 剂量50~100 m L, 连续扫描45 s左右。

1.3 资料处理和分析

将扫描所得资料数据输入工作站并用GE公司CTTPerfusion3软件包对数据分析并制图, 勾画出结节病灶区并以其60%~70%的最大截面作为标准ROI, 以同层主动脉作为参照血管, 由软件分析处理可知BV、BF、MTT, 并在TDC基础上测量S/A、结节强化值、TTP等指标。

1.4 统计方法

采用SPSS19.0统计学软件对研究数据进行分析处理, 计量资料用 (±s) 表示, 组间对比进行t值检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 良、恶性结节灌注参数值测量结果比较

由表1可知, 良性结节BV、BF参数值水平较恶性结节明显较低, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。

2.2 良、恶性结节强化特征参数值测量结果比较

由表2可知, 良性结节HU、S/A较恶性结节显著较低, 良性结节TTP较恶性结节明显较长, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。

3 讨论

SPN作为临床常见的胸部呼吸疾病, 早期诊断和结节良、恶性鉴别对及时治疗和预后十分重要[3]。但由于传统CT依靠形态特征诊断鉴别难以达到满意的准确效果, 使得结节鉴别成为医学的难点, 近年来随着多层CT灌注成像技术的不断发展和完善, 现已初步应用临床诊断中并取得积极效果[4]。该研究通过对良性恶性结节患者的血流动力学和结节形态的扫描测量, 进一步研究多层CT灌注成像技术鉴别良、恶性结节的临床价值。

多层CT灌注成像技术较传统CT检测优点主要在于通过静脉主色对比剂充分扫描结节病灶层面并获取时—密度曲线进而反映灌注量相关参数值[5]。BV是反映结节病灶血容灌注量的重要指标, 与BF存在紧密相关性, 医学研究发现BV水平主要和血管径围大小数量以及开放度有关, 是反映结节属性的重要检测指标。医学研究发现恶性结节大多血供较充足, 这是由于微血管数量多且较密集, 而良性结节则相比血供量明显较少[6]。TDC是反映对比剂的血流动力学特性的重要信息, 曲线的属性形态直观反映结节血流情况进而可有效鉴别良恶性结节[7]。该研究结果显示, 良恶性结节灌注BV、BF参数值存在明显差异, 其中良性结节BV (3.92±1.52) m L/100 g而恶性结节则高达 (9.54±3.64m L/100 g的差异有统计学意义 (P<0.05) , 这和杨帆[8]的研究结果基本相吻合;根据TDC曲线测量可知良性结节强化值HU、S/A、TTP均明显低于恶性结节 (P<0.05) 。

综上, 良恶性结节采用多层CT灌注成像技术诊断在血流动力学和形态特征结果方面存在显著差异, 有助于临床结节良恶性鉴别。

参考文献

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多层CT灌注成像技术 篇2

[关键词] 多层螺旋CT；追踪触发技术；CT动脉血管造影

[中图分类号] R816.2   [文献标识码] B   [文章编号] 2095-0616（2011）22-117-02

多层螺旋CT 动脉血管造影（multi-slice computed tomographic angiography，MSCT）操作简便、无创。它配合强大的后处理软件，可较容易重建出多角度二维、三维的图像，在颅内动脉疾病诊断中的应用日益广泛[1]。目前颅内动脉成像的增强时相的选择常用的有固定延迟时间法、小剂量实验和造影剂追踪触发技术（Smart Prep）。追踪触发技术是一项利用智能软件，实时的监控人体的某种结构，在注射造影剂后，当达到阈值时启动增强扫描的技术。目前关于阈值的设置文献报道结论并不完全一致，而且该项技术与固定延迟时间法的对比研究尚不全面。本研究采用该技术不同阈值和固定延迟时间法对比，探讨其在颅内动脉血管成像中的应用优势及选择合理的阈值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

笔者所在医院2007年6月~2010年12月共120例颅内CTA资料。其中男73例，女47例，年龄19~85岁，平均（56.4±8.2）岁。按两种不同颅内动脉成像方法分成4组。A组：根据体循环的时间，将增强扫描的延迟时间设为19 s；B~D组：应用Smart Prep 技术实时监控，当造影剂浓度达到阈值（3组分别设定为60、75、90）后触发扫描。所得数据采用容积显示（VR）、最大密度投影（MIP）和多平面重建（MPR）3种后处理技术。从A~D组中随机抽取30例重建图像经3位专业技师进行质量比较，评价出优、良、差3个级别。另外测量增强检查后颈内动脉C1~C5段的CT值，寻找触发最佳阈值。

1.2 仪器及检查方法

检查设备采用美国GE公司生产的lightspeed 16层螺旋CT扫描机。患者采用仰卧位，上肢紧靠躯体平放，双肩尽量下垂，眦耳线垂直于扫描床，定位相采用头颅正侧位。扫描范围从颈根部到颅顶。对比剂采用欧乃派克，用量80 mL，高压注射器注射速3.5 mL/s，FOV180 mm，轴位螺旋扫描、层厚1.25 mm、层距0.6 mm、螺距 pitch 1.375∶1。

扫描方法：本研究分为4组，A组是根据体循环的时间、文献报道及经验，将增强扫描延迟时间设为19 s后触发扫描。B~D切观察监视屏动态曲线的变化以及预扫描层面感兴趣区内

组采用追踪触发技术，阈值设分别设为80、100、120 HU）以右侧颈总动脉作为预扫描和诊断扫描的起始层面，扫描开始密（region of interest, ROI）的图像密度变化，当造影剂浓度达到阈值后触发扫描。扫描后对图像数据采用容积显示（VR）、最大密度投影（MIP）和多平面重建（MPR）3种后处理技术。重建图像经3位专业技师进行质量比较，评价出优、良、差3个级别。

1.3 评价标准

容积显示、最大密度投影、薄层3种后处理重建图像中，颈内动脉系和椎-基底动脉系完整显示，血管表面光滑、主干及主要分支解剖结构完整清晰、完全符合诊断要求者，定为“优”，且静脉完全未显示；能全程完整显示，血管表面欠光滑，解剖结构欠清晰但能够诊断者，虽静脉显示但不影响动脉显示，定为“良”；不能全程完整显示者，或静脉显影影响动脉重建，定为“差”。

1.4 统计学处理

采用SPSS10.0软件包进行统计学处理，计数资料采用x2检验。

2 结果

2.1 多种重建图像质量比较

多层螺旋CT追踪触发技术较单纯时间设定扫描方式效果较好。B~D组追踪触发技术较A组（单纯时间设定扫描方式）成像效果明显优于A组。A组与B、C、D组比较，差异有统计学意义（x2=6.92，P均＜0.01）；C组与B、D两组比较，差异有统计学意义（x2=4.12，P均＜0.05）。见表1。

表1  多种重建图像质量比较[n（%）]

组别优良差

A3（10.0）15（50.0）12（40.0）

B24（80.0）6（20.0）0（0.0）

C28（93.3）2（6.7）0（0.0）

D25（83.3）5（17.7）0（0.0）

2.2 采用不同阈值时动脉CT值统计结果

3种不同阈值出发扫描时阈值为75 HU时颅内动脉显示较佳。见表2。

表2  采用不同阈值时动脉CT值统计结果

组别扫描起始处颈总动脉CT值X-（HU）C1段CT值（HU）C2段CT值（HU）C3段CT值（HU）C4段CT值（HU）C5段CT值（HU）

B组阈值60HU85302285276274263

C组阈值75HU180183190195200215

D组阈值90HU251262280286290307

2.3 C组阈值75 HU的图片（图1 ~ 6）

图1  C组阈值75 HU的VR图片 图2  C组阈值75 HU的VR图片

轴位 冠状位

图3  C组阈值75 HU的MIP图 图4  C组阈值75 HU的MIP图

片轴位 片冠状位

图5  C组阈值75 HU的近颅底薄层图片 图6  C组阈值75 HU的中颅部薄层图片

3 讨论

颅内动脉血管性病变临床诊断与疗效评价一直以DSA为金标准。随着CT设备和技术的发展，MSCTA被认可以作为动脉瘤术前检查的首选方法[2]。MSCTA成像方法常用有固定延迟时间法、小剂量实验和造影剂追踪触发技术。

固定延迟时间法是根据经验按照体循环的时间，将增强扫描的延迟时间设置为一定数值，在这个时间后触发扫描。优点是简单易学，但缺点是每个患者体循环时间不同，尤其心功能不全患者，体循环时间延迟，容易造成没有造影剂充盈就扫描现象；另外一方面血压高，体循环速度快的患者，容易造成动静脉同时显像现象。两者都会导致脑动脉显像差。

小剂量实验是追踪触发技术监控前做小剂量试验，用以确定理论阈值。方法是在主动脉弓层面选取ROI，经肘静脉高压注射造影剂20 mL，低剂量（120kv，40MA）同层扫描，待时间-密度曲线的峰值出现后停止扫描。因诊断扫描的延迟时间最低值为3.0 s，所以峰值前3.0 s所对应的CT值即为该增强扫描的阈值。但是进行小剂量实验不仅消耗额外的对比剂，而且增加了操作环节，延迟了检查时间，

追踪触发技术的方法为首选在CT平扫基线上设感兴趣区，在感兴趣区内监测的图像密度变化。手动打开监测开关，注射对比剂，CT机在基线层面用低剂量辐射透视监测感兴趣区的CT值的变化，当造影剂浓度达到阈值后触发扫描。采用团注对比剂追踪触发技术不仅可以减少CT辐射剂量，减少对比剂数量，而且实现了扫描的个体化和最优化[3]。

追踪触发技术要点总结：本技术成功的关键在于设置恰当的触发阈值，阈值的确定又因扫描机型、预扫描平面的不同而有较大的差别。Claves等[4]报道用非离子型对比剂靶血管密度为150~200 HU最佳，阈值偏低，扫描过早扫描点位于时间-密度曲线的上升段；阈值偏高，扫描过迟，扫描点位于时间-密度曲线的下降段。这将导致靶血管密度低于100 HU或高于250 HU都会引起失真。本研究把监测点设在颈总动脉起始部，阈值设为60、75、85。本组资料表明，对比剂注速在3.5 mL/s时，CT阈值为75 HU时，图像质量最好。另外头颈部保持静止也比较重要。对于颅内血管性病变的患者，往往躁动，特别是合并脑出血的患者难以控制头部移动，导致血管成像模糊，无法清晰显示颅内动脉，所以追踪触发技术前一定要让患者保持安静状态，必要时给予镇静剂以免发生运动伪影。对于清醒的其应叮嘱患者避免不必要的吞咽动作。感兴趣区定位要准确[5]。因为颈部血管复杂，而且还有淋巴结，解剖结构容易混淆。对于刚刚应用追踪出发技术的技师，应熟悉解剖结构，避免ROI定位错误。产生不必要的错误。

综上所述，多层螺旋CT采用追踪触发扫描技术有助于提高颅内动脉图像成像质量。应用追踪触发扫描感兴趣区的阈值设立在本实验研究中CT值设定为75 HU，成像效果较好，但要取得最佳图像，CT阈值设定还等待进一步的研究。

[参考文献]

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多层CT灌注成像技术 篇3

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集本院2002年1月~2008年1月经手术病理(10例)或穿刺活检(7例)证实的17例女性乳腺肿块患者,年龄27~63岁,平均46.7岁。17例中2例同侧乳腺有2个病灶,3例双侧乳腺有病灶,共22个病灶。所有病例均在CT检查后1周内完成手术。病理证实乳腺癌9例,其中浸润性导管癌7例,导管内癌2例;良性肿块8例,其中纤维腺瘤6例,小叶增生2例。

1.2 检查方法

采用TOSHIBA Aquilion4(TSX-101A)MSCT扫描机,患者取仰卧或俯卧位,先行胸部平扫,然后选取乳腺肿块的中心层面行灌注扫描,使用电影模式,管电压120 k V,管电流60 m A,2圈/s,层厚为5mm,4层/s,数据采集时间50 s,扫描延迟时间10 s,对比剂总量50 m L,注射流率3.5 m L/s。

1.3 数据处理

使用Ascend Dynamic CT perfusion system全身灌注软件,对生成的动态图像数据和图像强度随时间变化的相关信息进行分析,以考察各种与灌注相关的参数情况,用去卷积算法得出各灌注参数值:血流量(blood flow,BF)、血容量(blood volume,BV)、平均通过时间(mean transit time,MTT)、毛细血管通透性(permeability surface,PS)。

1.4 统计学处理

测量所得的数据用SPSS 11.0统计学软件进行处理,按病理结果的良恶性分组,各组间的均数比较用t检验,用均数±标准差表示,统计各灌注参数(BF、BV、MTT、PS)平均值的差异,以P<0.05表示差异有显著性。

2 结果

乳腺癌组与良性肿块组的各项灌注参数结果,见附表。乳腺癌组的BF、BV、PS平均值明显高于乳腺良性肿块组,两者之间的差异具有统计学意义(P<0.05),而MTT平均值的差异无统计学意义。本组22个病灶中,常规CT诊断正确的有8个病灶(良性3个,恶性5个),不能定性的有10个病灶,诊断错误的有4个。CT灌注成像诊断正确的有13个病灶(良性5个,恶性8个),不能定性的有6个病灶,诊断错误的有3个。其中常规CT不能定性的10个病灶中,CT灌注成像定性正确的有4个。

3 讨论

CT灌注成像是近年来开发的一种无创性评价组织器官血流灌注的新方法[4~6],是在同层动态CT及图像处理技术的基础上发展起来的,利用静脉注射对比剂对选定层面进行快速动态扫描,以层面内每个像素的增强率计算其灌注值,并以灰阶或伪彩色显示,形成组织器官的定量或半定量图像,并且可得到时间-密度曲线(time density curve,TDC),根据该曲线利用不同的数学模型计算出灌注参数,包括血流量、血容量、对比剂平均通过时间及达峰时间等,用这些参数及相应的伪彩色图来评价组织器官的灌注状态,反映组织器官的血流动力学及功能改变[5~7]。

肿瘤的新生血管是肿瘤生长和发展过程中极为重要的成分,同时血管生成也是肿瘤侵袭和转移的重要条件,肿瘤血管的新生情况是评价肿瘤生长、转移、良恶性及恶性程度的重要指标[5~7]。同样,乳腺癌的新生血管形成在肿瘤的生长、侵袭转移中起着非常重要的作用,乳腺癌组的血流量高于良性肿块组,说明乳腺癌属于血供丰富的肿瘤,这与癌组织代谢活跃、生长旺盛的生物学特征相符合。乳腺癌组织血管生成增多,血流丰富,但呈不均匀分布状况,癌灶边缘的血流高于中心区域,其微血管密度和血管通透性明显增高,导致乳癌组织的血容量、血管通透性高于良性肿块组(P<0.05),呈高灌注状态。平均通过时间指对比剂由供血动脉进入组织并到达引流静脉所需时间的平均值,本研究乳癌组和良性肿块组MTT值差异无统计学意义(P>0.05)。

乳腺癌的影像学诊断主要依靠钼靶X线摄影和超声[6,7],主要是观察乳癌的大体形态学改变,对其功能的观察有很大的局限性,而乳腺CT灌注成像可反映瘤体的血流动力学变化并可进行定量分析,乳腺癌血流量及血容量增加,是因为乳腺癌组织内有大量的促血管形成因子,它们促进肿瘤血管生成,而且这些微血管的血管壁内皮细胞是不完整的,细胞间隙较大,引起对比剂外渗,使乳腺癌处于高灌注状态[6~8]。而良性肿块生长缓慢,其血液和营养供应能够相对得到满足,很少发生中心坏死,因此,瘤体内血流和表面渗透性较均匀,同时,良性肿瘤血流量与正常乳腺组织类似,血管形成相对成熟,使良性肿块灌注较低。故能够根据以上血流灌注特点对乳腺癌和乳腺良性肿块进行鉴别[7~9]。因此,CT灌注成像在乳腺癌与乳腺良性肿块的诊断、鉴别诊断、疗效评价及判断预后等方面有很大的应用价值。

参考文献

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多层CT灌注成像技术 篇4

1 资料与方法

1.1 一般资料

2010年6月-2013年6月我院经手术病理证实的甲状腺病变患者62例, 均行CT灌注成像。其中, 男20例, 女42例;年龄23~78岁, 中位年龄42岁。良性结节40例, 其中结节性甲状腺肿8例, 甲状腺腺瘤32例;恶性结节22例, 其中乳头状腺癌12例, 滤泡状腺癌10例, 实验室检查无甲状腺功能亢进。

1.2 检查方法

采用东芝256多层螺旋CT机, 检查前训练患者呼吸, 平静呼吸50s以上, 双肩下垂, 常规扫描范围自声带至胸廓入口水平。电压120kV, 电流210mA, 检查野 (FOV) 18cm×24cm, 层厚3mm, 螺距1.0, 1s/周。先行常规平扫, 再行灌注增强扫描。感兴趣区域 (ROI) 选取病变的实质区域, 范围8~12mm2, 碘普罗胺对比剂总量100ml, 采用双筒高压注射器, 肘静脉注射。CT灌注扫描用量50ml, 注射流率为5ml/s, 延迟8s进行扫描, 后注射剩余50ml对比剂, 行常规增强CT检查。

1.3 图像后处理

灌注扫描数据选用头颈部肿瘤模式, 所有图像传输至工作站, 用随机附带的灌注软件进行分析处理, 选取病变≥1.0cmd的病灶为RDI。计算最大血容血流量 (BF) 、血容量 (BV) 、平均通过时间 (MTT) 、达峰时间 (TTP) 、毛细管表面通透性 (PS) 。所有数据均由2名影像医师进行测量。

1.4 统计学方法

应用SPSS 17.0软件进行数据处理。计量资料以 表示, 组间比较采用t检验, P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

甲状腺乳头状癌CT表现为单发的低密度结节, 边界不清, 可见微小钙化灶, 颈部淋巴结肿大, 增强后实性部分强化明显;甲状腺腺瘤CT主要表现为单发类圆形低密度灶, 边界清楚, 包膜完整, 增强后瘤体呈轻至中度强化;结节性甲状腺肿CT表现为单侧或双侧发病的低密度圆形或类圆形病灶, 多发者较常见, 其内常可见坏死囊变区, 边缘清楚, 可见弧形钙化, 增强后病灶边缘显示更为清楚, 坏死囊变区域无强化;甲状腺肿患者中, 由于病变灌注不均匀, 界限显示不清。32例甲状腺结节均成功行灌注增强扫描及灌注后处理, 2名医师均获得所有患者的BF、BV、MTT、PS值及灌注伪彩图。恶性结节者BF、BV及PS值均高于良性结节者, 而MTT、TTP值低于良性结节者, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。

注:与良性结节比较, *P<0.05

3 讨论

多层螺旋CT灌注成像是指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, 在一定程度上能反映器官组织的血流动力学状态和功能情况, 通过影像学手段来直观显示活体灌注过程并进行定量或半定量分析的方法, 在显示血流改变的同时提供细致的解剖图像[2]。在常规CT平扫和增强检查中, 甲状腺良恶性病变界限显示不明显, 有相互重叠, 鉴别诊断困难。而多层螺旋CT灌注成像技术是以核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律理论为基础的成像技术[3], 通过不同的数学模型计算出灌注参数计算BF、BV、MTT、TTP等参数来评价组织器官的动态血循环状况[2], PS反映了肿瘤微血管表面的通透性[4]。CT灌注成像可通过色阶赋值所形成的特有的灌注图像, 对病变体的血流灌注特点显示更加具体和直观, 真实的反映疾病的病理生理改变[5]。

我院采用东芝256多层螺旋CT对甲状腺病变行灌注成像, 结果显示恶性结节BV、BF及PS值大于良性结节。恶性结节BV值高于良性结节说明恶性甲状腺结节单位组织血管床容积多余良性结节;恶性结节BF高于良性结节, 可能与恶性结节新生毛细血管发育不完善, 内皮细胞连接不紧密, 对比剂快进快出有关。甲状腺良恶性病变之间的MTT、TTP值有明显差异, 可能由于富血供肿瘤生长活跃、血流速度快造成。本文显示恶性结节PS大于良性结节, 可能是由于肿瘤基底膜发育不完善、新生血管内皮细胞连接松散, 血管内皮细胞间隙较大, 致血管壁通透性增高造成。

多层CT灌注成像作为形态学和功能学相结合的影像检查手段, 可显示甲状腺微解剖结构和内部血流变化, 但由于研究纳入不同性质的肿瘤, 分化程度和恶性程度不同, 所以临床采用CT灌注成像评估甲状腺结节缺乏统一标准, 统一规范甲状腺病变的CT灌注参数指标将是今后的研究发展方向。

摘要：目的 分析多层螺旋CT灌注成像在甲状腺病变中的诊断价值。方法 经手术病理证实的甲状腺病变患者62例, 其中良性结节40例, 恶性结节22例。所有患者均行多层螺旋CT灌注成像, 由2名医师测量患者最大血容血流量 (BF) 、血容量 (BV) 、平均通过时间 (MTT) 、达峰时间 (TTP) 、毛细管表面通透性 (PS) 。结果 恶性结节者BF、BV及PS值均高于良性结节者, 而MTT、TTP值低于良性结节者, 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。结论 多层CT灌注成像作为形态学和功能学相结合的影像检查手段, 可显示甲状腺微解剖结构和内部血流变化, 统一规范甲状腺病变的CT灌注参数指标将是今后的研究发展方向。

关键词：甲状腺病变,多层螺旋CT,灌注成像

参考文献

[1] 张忠胜, 崔志宏, 孙昊, 等.多层螺旋CT灌注成像技术的临床应用和进展[J].医学影像学杂志, 2010, 20 (7) :1067-1069.

[2] 王华, 段青.多层螺旋CT灌注成像在诊断甲状腺病变中的应用[J].福建医科大学学报, 2009, 43 (1) :327-329.

[3] 李若坤, 强金伟, 廖治河, 等.CT灌注成像在甲状腺良恶性结节鉴别诊断中的价值[J].中国医学计算机成像杂志, 2009, 15 (2) :114-118.

[4] 邹文远, 李胜, 刘源源, 等.MSCT甲状腺结节灌注成像与微血管密度相关性[J].临床放射学杂志, 2013, 32 (1) :37-41.

多层CT灌注成像技术 篇5

关键词：超早期脑梗死,全脑灌注,多层摄影术,螺旋计算机

在临床脑血管疾病中,超早期脑梗死较常见,患者的发病率也相对较高,一般发病后6h内视为超早期。有资料显示,起病12h内为超早期[1]。因此,在患者发病后6h内做出正确诊断极为关键,将直接影响医师制定治疗方案和评估患者预后情况。随着科技的进步和发展,多层CT灌注成像已经能够对人体的脑组织血供进行定量分析和器官微循环功能成像。本文对全脑灌注成像联合多层螺旋CT血管成像(CTA)在超早期脑梗死诊断中的临床意义,报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院2015年1~12月收治的超早期脑梗死患者120例,所有患者属临床疑似超急性缺血性脑梗死。其中男66例,女54例,年龄30~67(46.23±6.68)岁。临床症状主要表现为恶心、头痛、四肢及身体感觉麻木。

1.2 方法

均于临床症状出现后6h内进行CTA、全脑灌注成像以及脑部CT检查,1周后进行常规多层螺旋CT复查。具体方法:(1)使用CT扫描仪进行常规扫描,结合患者的临床表现和初步CT扫描结果,判断患者脑部血管灌注层面水平基础,通常选择扫描患者的脑基底节水平层面,对患者大脑前动脉(ACA)、中动脉及后动脉血液供应情况进行全面扫描,然后静脉注射40ml非离子型碘造影剂[2]。对160mm范围内进行连续1min的高速扫描采集,扫描层厚度为0.63mm,并通过脑血管灌注专用图像处理软件处理所采集到的数据[3]。(2)大脑基底节部水平灌注图像,采用ACA输入动脉,流出静脉区域是上矢状窦,获取大脑容积、脑组织局部血流量、血液平均通过时间和血流最高值时间的灌注参数图[4]。(3)采用CTA扫描仪通过头部OM基准线,对颅底部枕骨大孔至颅骨顶部进行扫描,条件是0.625mm的准直器宽度、0.625mm的层间距容积,然后采用高压注射器经肘部静脉注射100ml造影剂,采集扫描时间由自动跟踪技术自行判断,通过最大强度投影、容积再现与CT仿真血管内窥镜进行三维处理[5]。

1.3 评价方法

将患者脑部血管灌注参数图与普通头颅的CT影像检查进行对比分析,同时结合患者接受治疗并进行复查的情况全面客观分析。CT影像表现为密度较低的是缺血核心部位,其周边是缺血半暗带,大脑双侧半球的相关位置是正常对照范围,结合脑部缺血区域面积大小,通过手动选取相关感兴趣范围,但尽量不要触及脑血管和脑沟[6]。

2 结果

通过常规CT扫描后,32例为疑似脑缺血病变,88例未发现异常;全脑灌注图像显示,与患者临床表现相关的脑缺血部位均出现程度各异的梗死灶,患者大脑容积和脑组织局部血流量减少较多,大脑血流速度降低;通过CTA检查发现,大脑中动脉闭塞18例,大脑中动脉狭窄12例,基底动脉狭窄4例,颈内动脉狭窄8例。

3 讨论

CT灌注成像技术显著特点为安全可靠、简单易行、高敏感度和速度,可发现患者脑组织内细微的血液流动状况及其变化,直观辨析是否存在超早期脑缺血病和缺血半暗带,及时指导临床治疗。对于缺血性脑梗死患者而言,脑血管CT灌能够明确缺血半暗带的具体区域,进而确定栓塞范围及血管,根据脑组织区域内脑微血管管腔的闭塞程度,判断血管微循环障碍脑组织梗死与否,对临床评估患者的预后意义重大[7]。本研究所选患者经常规CT扫描后,32例为疑似脑缺血病变。行全脑灌注成像显示,120例患者均出现程度各异的梗死灶,患者大脑容积和脑组织局部血流量减少,大脑血流速度降低;CTA检查发现,大脑中动脉闭塞18例,大脑中动脉狭窄12例,基底动脉狭窄4例,颈内动脉狭窄8例。

综上所述,在临床诊断治疗超早期脑梗死患者中采用CTA联合全脑灌注成像能够准确预测缺血半暗带,进而提示患者预后,可为临床诊断超早期大脑梗死、缺血范围及其程度提供依据。

参考文献

[1]张亚男,高培毅,张东,等.能谱计算机断层扫描容积螺旋穿梭扫描技术在烟雾病中的初步应用研究[J].中国卒中杂志,2013,8(2):93-99.

[2]郭丰玉.超急性期脑梗死的多层螺旋CT灌注成像与脑卒中评分及预后相关性分析[J].中国医药导报,2013,10(26):111-113.

[3]曹芹.CT脑灌注与血管造影在急性脑梗死中的临床应用[J].中国医药指南,2014,12(29):165-166.

[4]吴振刚.多层螺旋CT血管成像以及灌注成像在脑梗死前期诊断中的应用分析[J].中国医药指南,2014,12(31):150-151.

[5]李海艳,周菲,田锋,等.640层螺旋CT脑灌注成像联合头颈部CT血管成像对脑梗死前期诊断的研究[J].中国实用医药,2014,9(35):32-33.

[6]占鸣,徐亦生,陈军法.多排螺旋CT脑灌注成像在超早期脑梗死前期诊断价值探讨[J].中国现代医生,2015,53(7):86-88,161.

多层CT灌注成像技术 篇6

1 资料与方法

1.1 研究对象

2010-08~2011-10甘肃省人民医院行CT灌注扫描的67例胃癌患者中,男47例,女20例;年龄35~70岁,平均(50.1±16.2)岁。根据病理组织学分化程度分为高分化组与低分化组,高分化组包括高分化及中分化腺癌,低分化组包括低分化腺癌、印戒细胞癌与黏液腺癌。根据病理分期分为早期(包括不论有无淋巴结转移,浸润胃壁的深度仅局限于黏膜内或黏膜下层的癌)与中晚期。根据TNM分期分为Ⅰ组(包括T1N0M0、T1N1M0、T2N0M0)、Ⅱ+Ⅲa组和Ⅲb+Ⅳ组。根据生长部位分为胃窦幽门、胃体、胃底贲门3组。纳入标准:(1)检查前均由胃镜活检证实,并在1周内接受手术,未接受任何放疗与化疗;(2)胃腔充盈好,呼吸波动少,图像质量好;(3)无碘过敏、青光眼及前列腺炎等。

1.2 仪器与方法

患者禁食8~12h,检查前约10min口服2.5%等渗甘露醇400~600ml,临近检查时再口服2.5%等渗甘露醇500~600ml,使胃充分充盈。于检查前10~15min肌注山莨菪碱20mg,扎腹带,患者取仰卧位,根据患者情况训练呼吸。采用GE Light Speed 64 VCT,先行上腹部平扫,确定灌注扫描的靶层面。灌注扫描方式:轴位扫描,采用shuttle mode,以病灶最大层面为中心,扫描范围共选8cm,120k V,200m A,0.4s/r,准直器宽度0.625×64,曝光时间约16.8s,总扫描时间(闭气时间)约50s。团注非离子型对比剂(碘普罗胺)300mg I/ml,速度4.5ml/s,用量48~50ml。注射开始后7s进行扫描。

1.3 灌注分析

将原始图像传到ADW 4.4工作站,运用CT Perfusion 4软件处理分析,采用胰腺灌注模式,域值范围选定在0~140之间,选择腹腔干水平腹主动脉为输入动脉,生成腹主动脉感兴趣区(ROI)的时间-密度曲线(TDC)。在原始图像上选择图像质量好的肿瘤最大层面,选择2~6个ROI,获得灌注图像及参数,包括血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)和表面通透性(PS)。

1.4 统计学方法

采用SPSS 13.0软件,计量资料数据以表示,两组间比较采用独立样本t检验,多组均数比较采用单因素方差分析,方差齐性检验用Levene法。方差齐者用LSD法进行均数间多重比较,方差不齐采用Games-Howell法;淋巴结转移与胃癌原发灶灌注参数的相关性采用Pearson相关分析,P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同分化程度、病理分期、淋巴结转移、远处转移患者灌注参数比较

高分化组BV、BF、MTT与低分化组间差异无统计学意义(t=0.468、-1.618、1.437,P>0.05),两组PS值差异有统计学意义(t=2.405,P<0.05);早期BF、PS较中晚期组低,差异有统计学意义(t=-2.381、-2.094,P<0.05);淋巴结转移组PS较无淋巴结转移组高,差异有统计学意义(t=3.357,P<0.05)。淋巴结转移组BV、BF、MTT与无淋巴结转移组间差异无统计学意义(t=1.311、0.703、1.079,P>0.05);远处转移组PS较无远处转移组高,差异有统计学意义(t=-2.641,P<0.05),而远处转移组BV、BF、MTT与无远处转移组间差异无统计学意义(t=-0.933、-1.441、0.985,P>0.05)。见表1。

注:(1)组间比较,P<0.05。BF:血流量;BV:血容量;MTT:平均通过时间;PS:表面通透性

2.2 TNM分期及生长部位组各灌注参数比较

Ⅰ期PS较Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低,Ⅱ、Ⅲa期PS较Ⅲb、Ⅳ期低,差异均有统计学意义(P<0.05);Ⅰ期BF较Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低,差异均有统计学意义(P<0.05);Ⅰ期BV较Ⅲb、Ⅳ期低,Ⅱ、Ⅲa期BV较Ⅲb、Ⅳ期低,差异均有统计学意义(P<0.05)(图1)。图2~5示Ⅲa期胃窦癌呈伪彩色,提示PS、BV、BF较高。而3组间MTT,差异无统计学意义(P>0.05)。胃窦幽门组、胃体组、胃底贲门3组间PS、BV、BF、MTT差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.3 胃癌转移淋巴结与胃癌原发灶灌注参数的相关性

胃癌转移淋巴结组BV、BF与胃癌原发灶组呈正相关(r=0.609、0.805,P<0.05),而胃癌转移淋巴结组MTT、PS与胃癌原发灶组无显著相关性(r=0.394、0.394,P>0.05)。见表3。

注:(1)与Ⅰa+Ⅰb比较,P<0.05;(2)与Ⅱ+Ⅲa比较,P<0.05。BF:血流量;BV:血容量;MTT:平均通过时间;PS:表面通透性

注:BF:血流量;BV:血容量;MTT:平均通过时间;PS:表面通透性

3 讨论

3.1 CT灌注成像原理

CT灌注成像是在注射造影剂的同时对选定的层面连续动态扫描,获得该层面内每一像素的TDC曲线,利用不同的数学模型计算出各项灌注参数,能反映局部组织的血流灌注状态,从组织细胞和微循环水平揭示局部微血管的血流动力学改变。根据数学模型计算靶组织的各个参数值,目前的数学模型主要是非去卷积模型和去卷积模型,前者概念相对简单,便于理解,但易低估BF,对比剂注射流率大;后者注射速度要求不高,计算原理更接近组织的实际灌注状况。本研究采用后者,以使灌注值更准确。

3.2 CT灌注成像评价胃癌的价值

本研究发现,低分化胃癌组PS值明显高于高分化组,肿瘤Ⅱ、Ⅲa期PS值高于Ⅰ期,Ⅲb、Ⅳ期PS值高于Ⅱ、Ⅲa,中晚期胃癌PS值高于早期胃癌,淋巴结转移组PS值高于无淋巴结转移组,远处转移组PS值高于无远处转移组,其原因可能为胃癌组织中有大量血管内皮生长因子,可以促进肿瘤血管生成,新生毛细血管内皮细胞连接疏松,基膜发育不完全,内皮细胞间隙增大、通透性增加,更容易渗透大颗粒,肿瘤细胞更容易向深层浸润,通过血管、淋巴结转移,这整个过程中还时常发生加速通透性改变的炎症反应[9],PS能反映肿瘤血管的上述特点。因此,肿瘤浸润程度越高、分化程度越差、TNM分期越高,局部肿瘤新生血管的数量就越多,通透性越大,胃癌灌注PS值越大。康秀梅[10]研究指出,64层螺旋CT灌注成像能准确反映胃癌灌注参数的改变,PS值与淋巴结转移、TNM分期、组织学类型之间差异有统计学意义,与远处转移、浆膜浸润、患者年龄、性别无关。而本研究发现肿瘤PS在有无远处转移的胃癌患者之间差异也有统计学意义,其原因可能为PS高胃癌的微血管通透性增加,肿瘤细胞更容易通过血管、淋巴管向远处转移。因此,PS可以为胃癌术前分级提供有价值的信息。

本研究结果显示,BF在Ⅰ期与Ⅱ+Ⅲa期间、Ⅰ期与Ⅲb+Ⅳ期间差异均有统计学意义;BV在Ⅰ期与Ⅲb+Ⅳ期间、Ⅱ+Ⅲa期与Ⅲb+Ⅳ期间差异有统计学意义,原因可能为肿瘤血管的血液供应是肿瘤生长和转移的必要条件,随着肿瘤浸润进展,BV、BF随之变化。Bellomi等[6]的研究认为,肿瘤血管动静脉分流的形成可影响BF,新血管增生导致BV增加。Yao等[8]认为胃癌BV显著提高与动静脉分流和新毛细血管2个因素有关,后者占主导地位。BF与肿瘤浸润程度、腹膜转移、TNM分期及分化程度之间有显著关系[11]。本研究中也显示了BF在Ⅰ期与Ⅱ、Ⅲa比较,Ⅰ期与Ⅲb、Ⅳ期比较,差异均有统计学意义;BV在Ⅰ期与Ⅲb、Ⅳ期比较,Ⅱ、Ⅲa期与Ⅲb、Ⅳ期比较,差异亦均有统计学意义。

胃癌的预后与淋巴结转移、手术时淋巴结是否彻底清扫明显相关,因此,术前正确评估胃癌淋巴结对手术和预后有指导意义。传统方法一般根据淋巴结的大小来判断是否转移。胡荣剑等[12]认为胃癌大淋巴结也可以是反应性增生引起,小淋巴结也有较高的转移率,若切除则降低了患者术后的抵抗力。本研究通过灌注成像分析显示,胃癌转移淋巴结与胃癌原发灶灌注参数值BV、BF呈正相关,指出胃癌原发灶与胃癌转移淋巴结具有相似的灌注现象,因此术前可对淋巴结灌注参数值与胃癌原发灶进行分析,若参数有相似,提示转移性淋巴结;否则考虑淋巴结反应性增生。故对胃癌原发灶及淋巴结的灌注参数分析有助于胃癌转移淋巴结的诊断,而不是传统方法依靠淋巴结的大小来判断是否转移,对术前评估有重要意义。

MSCT灌注成像在胃癌评估中能发现和量化血管生成区的生理变化,在肿瘤的定量及定性研究中具有广阔的应用前景[13],但其也存在一些局限性,如功能成像的图像清晰度和分辨率较常规轴位CT图像低很多,对于一些细微病变的显示也要结合常规CT图像。需要患者长时间闭气仍是阻碍灌注成像发展的瓶颈。部分患者胃腔充盈欠佳时,在气-液交界面产生伪影。CT灌注成像辐射剂量是一直存在的问题,本研究中采用轴位扫描,shuttle mode,间隔扫描,转速0.4s/r,不但增大了灌注范围,而且降低了曝光时间,整个过程仅需要十几秒的曝光时间,减少了辐射剂量。本研究发现,胃癌灌注参数BV、BF、PS对胃癌分化程度、TNM分期、病理分级、转移淋巴结的灌注等方面有重要意义,为临床提供准确和丰富的术前诊断信息。随着MSCT的广泛应用和灌注软件的不断改进,胃灌注成像技术和方法会不断完善,CT灌注成像将会在胃癌的血流动力学评估、治疗及预后评估等方面发挥重要作用。

摘要：目的 探讨多层螺旋CT(MSCT)进行胃癌灌注成像的可行性,评价其在胃癌术前评估中的应用价值。资料与方法 67例经胃镜证实的胃癌患者行MSCT灌注成像扫描,计算肿瘤感兴趣区的灌注参数,包括血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)和表面通透性(PS)。分析胃癌细胞分化程度、临床分期、病理分期、淋巴结转移、远处转移及转移部位与各灌注参数的关系。结果 PS值在胃癌不同细胞分化程度、TNM分期、病理分期、有无淋巴结转移、有无远处转移各组间差异有统计学意义(P<0.05),MTT值在胃癌各组间差异均无统计学意义(P>0.05),BF、BV在不同TNM分期组间差异有统计学意义(P<0.05),BF在病理分期组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论 MSCT灌注成像能反映胃癌的血流动力学变化,对胃癌的术前评估有重要意义。

多层CT灌注成像技术 篇7

关键词：超急性期脑梗死,多层螺旋CT灌注成像,脑卒中评分,预后

脑卒中是神经系统常见性疾病, 其中有近80%属于急性缺血性脑血管病变, 严重影响患者的神经功能和威胁生命安全[1]。64层螺旋CT可以进行薄层、快速、大范围的扫描检查, 大大缩短了多层螺旋CT灌注成像的时间, 更全面地收集急性期脑梗死病灶影像学信息, 尽可能对缺血性半暗带和脑梗死进一步发展进行预判, 利于临床选择合适的治疗方案[2]。多层螺旋CT灌注成像是通过半定量对局部脑组织血液灌注量进行检测, 观察脑组织血液灌注量变化的一种影像学方法, 其可以对超急性期脑梗死早期诊断、梗死灶缺血程度、缺血性半暗带、脑血管状况进行准确的评价, 从而确定溶栓治疗的方案和时间窗[3]。本研究对疑似超急性期脑梗死患者的临床资料进行汇总分析, 拟探讨多层螺旋CT灌注成像与脑卒中评分及预后相关性, 为指导临床治疗提供参考依据, 现将结果汇总如下:

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取临沂市肿瘤医院2009年2月~2013年4月诊治的疑似超急性期脑梗死患者30例临床资料, 其中男18例, 女12例, 年龄50~87岁, 平均 (69.8±11.3) 岁, 患者有不同程度的恶心呕吐、头晕、肢体麻木、走路摇晃等临床症状。病程7~72 h, 患者及家属在知情同意的情况进行本项调查, 通过常规的螺旋CT平扫排除脑出血、脑部肿瘤及颅内感染等疾病的可能性。

1.2 仪器与方法

1.2.1仪器采用西门子64排螺旋CT扫描机。

1.2.2扫描方法采用64排螺旋CT对患者脑部进行平扫, 选择基底节层面, 进一步对大脑前动脉、大脑中动脉及大脑后动脉的供血区域进行扫描检查, 采用Mallinckrodt高压注射器在肘静脉进行优维显对比剂370 mg I/m L的团注, 注射速度约为5 m L/s, 注射剂量为50 m L, 生理盐水剂量为40 m L, 与此同时进行感兴趣区 (ROI) 螺旋CT轴位方向的动态扫描, 扫描参数进行设定, 电压为80 k V, 电流为150 m A, 扫描速度为0.75 s/圈, 时间间隔为1.5 s, 循环32次, 扫描时间为48 s, 层厚为5 mm, 覆盖范围是40 mm。分别对上下方向4 cm, 8个层面的脑血流灌注成像情况进行计算和评价。通过软件处理计算出脑血流量 (CBF) 、脑血容量 (CBV) 及平均通过时间 (MTT) 。结合患者CT扫描的记过和临床表现, 将划分成缺血中心区、缺血半暗带、缺血周围区、对侧作为正常对照区, 对各个区域的不同点的CBV、CBF、MTT等进行测定, 将梗死侧各个数值除以正常对照侧相应的测定值, 得到相对脑血流量 (r CBF) 、相对脑血容量 (r CBV) 、相对平均通过时间 (r MTT) 。

1.3 观察指标

1.3.1观察超急性期脑梗死患者的梗死区、缺血半暗带的r CBF、r CBV、r MTT、相对峰值时间 (r TTP) 情况。

1.3.2观察超急性期脑梗死患者的缺血脑组织可恢复比率 (PRR) 和美国国立卫生院神经功能缺损评分 (NIHSS) 相关性:PRR=面积半暗带/ (面积半暗带+面积梗死) 。NIHSS评分:NIHSS为卒中严重性提供了一种标准测定方法, 对患者的意识水平、凝视、视野、面瘫、上肢运动、下肢运动、共济失调、感觉功能、语言功能、构音障碍、忽视症、远端运动功能等进行评价, 观察患者治疗前后NIHSS评分情况。

1.4 统计学方法

采用统计软件SPSS 17.0对数据进行分析, 正态分布计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 两独立样本的计量资料采用t检验;采用Spearman进行相关性分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 超急性期脑梗死患者的梗死区、缺血半暗带r CBF、r CBV、r MTT、r TTP情况

超急性期脑梗死患者梗死区r CBF、r CBV均低于缺血半暗带 (t=18.59、12.18) , 而r MTT、r TTP均高于缺血半暗带 (t=23.50、5.86) , 差异均有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。

注:r CBF:相对脑血流量;r CBV:相对脑血容量;r MTT:相对平均通过时间;r TTP:相对峰值时间

2.2 超急性期脑梗死患者PRR和NIHSS评分相关性

超急性期脑梗死患者PRR和NIHSS评分具有明显的正相关性, 差异有统计学意义 (r=0.518、0.602, P<0.05) 。

3 讨论

近年来心脑血管疾病发生率逐步增多, 脑血管病变引起死亡的比重逐步增多, 其中作为常见的是脑梗死, 其约占各种脑血管病变的80%, 脑梗死进一步发展会演变为进展性脑梗死, 其缺血性脑卒中发生之后, 患者的神经功能症状相对较轻, 但是随着脑梗死的进一步发展和临床治疗的不恰当, 可能造成脑梗死病灶进一步扩大和加重, 出现严重的神经功能缺损或者诱发死亡[4]。

CT灌注成像是通过将对比剂通过静脉注射, 选择特定层面进行连续扫描, 从而获得某一个层面的像素密度随着时间变化的曲线, 也就是所说的时间-密度曲线, 其是以时间作为横坐标, 以注射药物后增加的CT值作为纵坐标, 从而使对比剂在脑部的浓度变化, 也就是碘聚集量的变化进行观察, 根据曲线联合数学模型对于灌注参数进行计算, 得出不同的灌注图像, 对机体器官和相关组织的各种灌注状态进行评价[5]。数学模型的主要分为非去卷积模型和去卷积模型[6]。非去卷积模型是利用对比剂在脑组织的蓄积速度和动脉流入速度-静脉流出速度一致的原理, 该数学模型较容易理解, 但是可能容易对血流量低估, 对于对比剂注射的剂量相对较大, 注射速度较快, 增加了患者一定的风险性。去卷积模型相对复杂, 但是其计算偏差相对较小, 只是需要有效的抑制噪声, 才能保证模型计算的准确性[7]。CT灌注成像在临床应用较为广泛, 其主要是应用在肝脏、肾脏、胰腺及脑部, 尤其是在脑血管病变的应用更加广泛[8]。对于急性缺血性脑血管病变的敏感性和特异性均较高, 可以再急性脑梗死出现病理性变化进行超早期诊断, 从而对缺血半暗带进行确认, 从而对患者再灌注时间窗内的积极溶栓提供可靠的理论依据, 并且有效地对缺血半暗带内的神经功能进行修复, 利于急性脑梗死的治疗和预后[9]。CT灌注成像主要是以核医学的放射性示踪剂稀释联合中心容积定律作为主要理论基础, 把放射性示踪剂在静脉团注, 进入机体后进行动态扫描, 进而获得示踪剂首次通过脑部的时间, 反应脑组织血液灌注量的变化情况[10]。CT灌注成像可以显示全脑多支血管, 可任意旋转多方位观察, 有利于血管状态的显示, 提高对于脑血管观察的全面性。

CT灌注成像是通过常规CT平扫, 然后再进行CT灌注扫描, 获取患者感兴趣的层面作为扫描层面, 大多数是基底节层面的丘脑、内囊、基底节、大脑前动脉、中动脉、后动脉[11]。通过时间-密度曲线和数学模型分别对CBV、CBF、对比剂MTT、TTP、PS等进行计算[12]。其中CBV主要是单位体积脑组织血管床容积情况, CBF是单位时间内通过动脉、毛细血管、静脉等脑组织血管的血流量情况, MTT是血液在经过动脉、毛细血管及静脉窦时, 平均通过时间, 因为经过路径不一样, 在平均时间上也有差异, TTP是对比剂第一次到达扫描层面的大动脉在脑组织中达到团注峰值的时间间隔情况[13]。

缺血半暗带往往是在脑梗子部分的周边组织, 其具有一定生存能力, 属于低灌注区, 大多数位于正常区和缺血区之间的边缘带, 其具有双重结局, 可能继续发展为梗死性病灶, 也可能功能性电活动恢复正常[14]。在急性期脑梗死发作时, 对于缺血半暗带范围、大小的判定, 是临床治疗的基础和关键, 是选择和确定溶栓时机的理论依据[15]。其可以决定有效再灌注时间窗和脑保护治疗时间窗, 进而对于缺血半暗带的受损神经功能进行挽救, 确定急性脑梗死临床治疗的主攻方向[16]。缺血半暗带具有高度动态性变化, 如果其血液灌注可以促使其在有效时间内进行再通, 提示脑部代谢障碍会得到恢复, 神经细胞存活概率明显增大[17]。如果脑血流无法再一定时间内恢复, 脑损伤可能进一步加剧, 演变为进一步的脑梗死和脑损伤加剧, 如果此时在进行再灌注可能加重患者的脑水肿和病死率[18]。有研究表明[19], 多层螺旋CT灌注成像最早可以再急性脑梗死后30 min发现病灶, 其可见CBF明显降低, CBV正常或者轻度升高, 过于严重者可能有下降可能, MTT恢复正常或者有所延长, TTP延长或者消失。

多层螺旋CT灌注成像可以对脑部缺血的程度进行准确的评价, 尤其是缺血性半暗带的范围和大小, 其主要取决于脑组织对于缺血的耐受性, CBF降低的程度及缺血持续时间情况[20]。螺旋CT灌注成像对于缺血性半暗带的显示可以通过以下两种方法进行判定, 一种是利用缺血侧和健侧的CBF比值对缺血性半暗带和梗死组织进行区分, 另外一种是通过CBV对梗死组织和缺血性半暗带进行区分, 当CBF降低, CBV正常或者轻度升高者为缺血性半暗带, 当CBF和CBV均降低者为梗死区域。

多层CT灌注成像技术 篇8

冠心病 (Coronary Artery Disease, CAD) 是一种常见病和多发病, 其发病率和死亡率均呈不断上升趋势, 已成为威胁人类健康的主要疾病之一[1]。传统冠状动脉造影 (Conventional Coronary Angiography, CCA) 仍是诊断CAD的“金标准”, 但属于有创检查, 且检查费用相对较高。为此, 人们一直在寻找一种安全、无创、简捷、准确的检查手段。随着多层螺旋CT (MSCT) 技术的快速发展, 从早期的4层到16层、64层及双源CT, 再到高端256层、320层CT, 其时间和空间分辨率及Z轴覆盖宽度在不断提高[2,3,4,5], MSCT冠状动脉造影 (CCTA) 诊断准确性得到了显著提高, 尤其是具有很高的阴性预测值 (>95%) , 这表明它可作为CAD及其他冠状动脉疾病可靠的筛查手段, 从而减少CCA检查。但随着CCTA检查不断增加, 电离辐射致癌风险日渐突显。因此, 合理优化CCTA扫描剂量以减少辐射风险具有重要意义。现将MSCT心脏冠状动脉成像技术及其进展综述如下。

1 MSCT冠状动脉成像的技术发展

1995年, 电子束CT (Electron Beam Computed Tomography, EBCT) 具有高时间分辨率 (50~100 ms) , 使得快速连续运动的心脏冠状动脉成像成为可能。然而, 低空间分辨率 (1.5 mm) 限制了EBCT在CAD中的诊断及其发展。

1998年底, 第一台4层CT问世以后, 因扫描速度 (管球旋转时间为500 ms, 时间分辨率为250 ms) 的提高和心电门控技术的使用, 实现了一次屏气下冠状动脉成像[6], 受到了医学领域内医生们的关注, 在随后的临床实践中得到了逐步应用, 文献报道[7]4层CT有希望成为一种无创的心脏成像技术, 但在CAD诊断中不足以取代CCA。随着经验的积累, 发现冠状动脉成像的图像质量受到时间和空间分辨率的限制, 要求心率<60次/min, 并且不能评估的冠状动脉节段超过了20%[7]。

随着16层和64层CT的推出, 时间和空间分辨率进一步提高, 并能采集各向同性容积数据 (0.6 mm×0.6 mm×0.6 mm) , CCTA图像质量及CAD诊断价值不断提高, 可以评价冠状动脉主干及其分支, 包括远端节段[8,9]。文献报道[8,9]64层CT扫描时间明显减少 (<15 s) , 屏气时间缩短, 这样不仅可以减少对比剂的用量, 而且可提高冠状动脉血管与毗邻组织结构的对比度, 并具有高的敏感性、特异性。

双源CT (Dual-source CT, DSCT) 的时间分辨率高达83 ms, 减少了心脏运动伪影, 实现了高心率患者的CCTA检查。文献报道[10], 冠状动脉图像质量与心率有明显相关性, 但DSCT可获得高心率病人满足诊断要求的图像质量以及较高的诊断准确性。因此, 具有优越时间分辨率的DSCT代表了另一个技术发展方向, 这将扩大高心率病人的临床应用范围。

最新高端256层CT时间和空间分辨率 (135 ms, 0.625 mm) 显著提高, Z轴探测器覆盖宽度为8 cm, 心脏扫描仅需球管旋转两次, 扫描时间明显缩短 (约4~5 s) , 对心率限制要求大大下降, 文献报道[11]心率对CCTA无明显影响, 可获得满足诊断要求的图像质量。320层CT时间和空间分辨率分别达到175 ms、0.5 mm, 探测器Z轴覆盖宽度达到16 cm, 可在单一心动周期完成整个心脏的容积数据采集, 获得良好的图像质量和完全显示整个冠状动脉及其细小分支[4,12]。

2 MSCT冠状动脉成像辐射剂量的优化

CCTA在CAD诊断中虽然有非常大的应用价值, 但同时病人却接收了高辐射剂量的照射。早期研究发现, CCA有效辐射剂量约为3~9 m Sv, 而CCTA有效辐射剂量却高达20 m Sv[13]。因此, 降低CCTA辐射剂量以确保它是一项安全、有效的检查方法是非常重要的。

目前有许多降低CCTA辐射剂量的方法, 其中最常用的方法包括:调整管电流 (m As) 、调整管电压 (k V) 、增大螺距、前瞻性心电门控技术等。因此, 可通过改变或选择适当参数, 合理优化扫描计划, 严格遵循最小有效剂量 (ALARA) 原则, 保证有效减少辐射剂量的同时, 不影响诊断图像质量。现分述如下。

2.1 心电图控制管电流调制技术

心电图控制管电流调制技术是指在整个心动周期扫描过程中, 根据心电信号自动调整管电流, 在选定的期相 (低心率常为75%时相, 高心率常为45%时相) 中, 射线按照设定的最高毫安输出, 而在其他期相, 则降低毫安输出, 从而有效减少辐射剂量。而传统的回顾性心电门控技术, 该方法在整个心动周期都有X射线暴露, 采集了整个心动周期的容积数据, 但图像重建所需的数据只在一个特定的心动周期时相, 并非所有采集数据都用于诊断需要, 故辐射剂量高。据文献报道[14,15], 使用该方法, 在没有降低图像质量的前提下, 有效辐射剂量可以减少约20%~50%。但在临床应用中, 需要强调的是在扫描前应尽量保持病人心率平稳及心律规整, 避免因心率波动较大而导致重建的图像质量下降。

2.2 自动曝光控制技术

自动曝光控制技术 (Automatic Exposure Control, AEC) 是通过在X、Y平面或沿着扫描方向 (Z轴调制) 或X、Y、Z联合调制的方法自动调节管电流, 根据人体不同解剖学部位进行扫描, 可在保证诊断图像质量的同时降低辐射剂量。Deetjen等[14]研究了不同分组的病人分别使用AEC进行16层与64层CT的冠状动脉成像检查, 结果发现可显著减少辐射剂量约42.8%。这与最近文献比较4个不同厂家生产的CT扫描仪使用不同AEC系统减少辐射剂量是一致的[16]。Söderberg[16]等发现, 不同AEC系统CT扫描仪可以降低辐射剂量约35%~60%, 这种方法与管电流调制技术类似。

2.3 调整管电压技术

辐射剂量与管电压的平方呈正比。目前CT扫描仪常规使用120 k V或140 k V管电压, 这样可以获得足够满足诊断要求的图像。据DSCT研究表明[17], CCTA使用100 k V与常规120 k V对比研究, 其辐射剂量减少约25%~50%。然而, 最近有研究表明[18], 208例体质量指数 (Body Mass Index, BMI) <25 kg/m²的病人, 在使用恒定管电流条件时, 通过降低管电压从100~80 k V, 保证图像质量前提下, 可减少辐射剂量约50%, 但图像的信噪比和对比度噪声比会有所下降。

在实际应用中, 需要强调的是必须根据受检者的BMI改变管电压。当受检者BMI<25 kg/m², 可选择降低管电压从120~100 k V。对于儿童或未成年者BMI<20 kg/m², 可考虑选择管电压为80 k V。据报道[19], 对于正常体重范围的受检者, 管电压降低到80 k V并不影响图像质量, 同时辐射剂量可减少80%。因此, 在临床实践中可以通过合理调整管电压的方法, 获得不影响诊断的图像。

2.4 大螺距选择技术

众所周知, 辐射剂量与螺距成反比。这是因为扫描时Z轴上某一点的受照时间缩短所致。CCTA常规使用小螺距 (0.16~0.2) , 这样能获得每个心动周期无间隔的容积数据, 但同时会产生多个区域的重叠扫描, 从而导致高辐射剂量暴露。随着第二代DSCT扫描仪的发展[20], 它拥有两套128层探测器和较宽的探测器宽度, 具有很高的时间分辨率, 可根据心率的快慢自动选择螺距, 心率越高螺距越大, 这样可显著减少辐射剂量。文献报道[20], DSCT使用大螺距冠状动脉成像时, 可以评价90%以上的冠状动脉节段, 而辐射剂量可<1 m Sv。结合大螺距和宽探测器覆盖, CCTA检查时间从5~10 s减少到0.25 s, 允许在单一的心动周期覆盖整个心脏。因此, 要根据不同的心率来选择合适的螺距, 在不影响图像质量的同时, 尽量采用大螺距, 以减少病人的辐射剂量。

2.5 前瞻性心电门控扫描技术

前瞻性心电门控描技术最早应用于电子束CT钙化评分, 但近年来由于其非常低的辐射剂量, 开始逐步应用于CCTA。前瞻性与回顾性心电门控扫描技术原理不同, 前者采用非螺旋扫描方式来获取数据, X射线只在预先设定的R-R间期时相曝光, 通过心电信号触发扫描, 而其余的R-R间期时相X射线完全关闭, 也称为步进扫描 (StepAnd-Shoot, SAS) , 其有效螺距为1.0。该扫描技术最大的优点是受检者辐射剂量较低, X射线曝光仅发生在选定的时相, 而不是在整个心动周期。因此, 与回顾性心电门控相比, 前瞻性心电门控扫描模式的临床应用将发挥巨大优势。

文献报道[21], 采用前瞻性与回顾性心电门控扫描技术比较, 其有效辐射剂量可降低约80%。尽管研究结果令人满意, 但前门控CCTA扫描模式是否会影响图像质量备受医疗管理者和医生们关注。最近研究报道[22,23], 前瞻性与回顾性心电门控CCTA对比, 前门控扫描模式图像质量是理想的, 其有效剂量降低约60%~86%。然而, 前瞻性心电门控组不可评价的冠状动脉节段有所增加, 在高心率组其图像质量有所下降, 但总辐射剂量显著减少 (1.5~4.4 m Sv) 。因此, 前瞻性心电门控低剂量扫描模式将成为未来冠状动脉成像的主流模式而被广泛应用。

3 MSCT冠状动脉成像在CAD中的诊断和预后评估价值

3.1 诊断价值

在过去10年里, CCTA作为一种安全、无创、简捷、准确的检查手段, 人们关注的焦点始终都集中在图像质量和诊断价值方面。早期4层CT研究显示, 由于时间和空间分辨率的限制, 对CAD诊断的敏感性和特异性分别为78%和93%[24]。

随着16层CT的应用, 时间和空间分辨力有所提高, 更多的冠状动脉节段可被评价, 对CAD的诊断价值有了很大的提高, 其敏感性和特异性分别为82%和98%[25]。

尽管16层CT时间和空间分辨率有所提高, 但仍不能进行各向同性容积数据采集。此外, 由于时间分辨率相对较低, 限制了高心率病人的临床应用。与4层、16层CT相比, 64层CT时间和空间分辨率的进一步提高, 同时进行各向同性容积数据采集, 扫描时间明显缩短, 其检测冠状动脉主干及其分支的能力进一步提高, 它的敏感性和特异性分别为95%和98%[26]。这些研究表明, 64层CT在诊断CAD中具有较高的准确性, 它可作为一种替代CCA检查的有效方法。

CCTA的图像质量与心率密切相关。虽然在低心率病人中冠状动脉可评价节段和诊断准确性均比较高, 但在较高心率病人中诊断准确性却较低。因此, 当病人心率>70次/min时, 需使用β-受体阻滞剂降低心率已成为检查前的常规手段。但随着双源CT扫描仪的推出, 时间分辨率已提高至83 ms, 无须服用β-受体阻断剂来限制心率, 便可实现检查。

Donnino等[27]对单源与双源CT冠状动脉成像的诊断图像质量进行比较, 研究结果显示, 在检查前未服用β-受体阻滞剂的高心率病人中, 双源CT较单源CT的图像质量有显著提高。Lin CJ[28]等研究也证实了双源CT在无心率要求限制下检测CAD, 具有高的敏感性, 约97%, 但其特异性相对较低, 约81%。

最新高端256层和320层CT, 其Z轴覆盖宽度可达8~16 cm, 扫描时间明显缩短, 管球旋转1周可覆盖整个心脏, 从而消除了64层CT在心脏成像中的制约和限制[29,30]。唐秉航等[29]对80例病人利用256层MSCT诊断冠状动脉狭窄与CCA对照分析中, 其诊断>75%狭窄的敏感性和特异性均达90%以上, 阳性和阴性预测值分别达80%~90%和95%以上, 与64层CT诊断冠脉狭窄相比, 诊断的阳性预测值和准确性明显提高, 进一步提高了CAD诊断的可信度。De Graaf等报道[30], 320层CCTA检测冠状动脉狭窄有更高的诊断价值, 尤其是阴性预测值高达100%, 诊断准确性也达95%, 表明320层CT是诊断CAD具有高度敏感性的一种方法。因此, 256层、320层CT诊断冠状动脉狭窄具有较高的敏感度和特异度, 在CAD的早期筛查及危险评估中具有独特的优势及良好的临床应用前景。

3.2 预后评估价值

MSCT不仅能评价冠状动脉管腔的变化, 而且也能可视化评价冠状动脉管壁的形态结构和确定冠状动脉斑块的性质。在CAD的进展中, 冠状动脉粥样硬化斑块的大小和尺寸发挥重要作用, 应用MSCT可以无创性地检测钙化和非钙化斑块的形态和组成以及评估血管重塑的程度。Schmid等报道[31], 应用64层CT平均随访17个月的非钙化性斑块病人, 其斑块数量在不断增加。因此, MSCT可提供可疑CAD病人的预后信息, 并可作为研究冠状动脉粥样硬化进展的工具。

根据CT值把冠状动脉斑块的性质分为3种类型[32,33]:非钙化性斑块、钙化性斑块和混合性斑块。利用二维和三维CT可视化技术, 能准确识别导致冠状动脉管腔变化的斑块类型, 这在预测疾病进展过程中非常重要。与常规的二维或三维可视化技术对比, 三维仿真内窥镜可以显示冠状动脉管腔内斑块的更多信息以及相应管腔的变化[34], 也有助于证实冠状动脉狭窄的程度, 避免二维可视图在观察严重钙化的管壁时可能会出现的管腔闭塞的假阳性结果。唐秉航等[29]得出256层CT对非钙化性斑块所致冠状动脉狭窄的判断较佳, 诊断符合率达到87.7%, 其次是混合性斑块, 钙化性斑块所致冠状动脉狭窄的诊断符合率略低 (77.5%) 。

初步研究报告表明, CCTA可以在已知或怀疑CAD的短期随访中, 提供急性心脏事件发生率和死亡率可靠的预后信息。Gilard等[35]对141例可疑CAD行CCTA检查正常者在平均14.7个月的随访中发现, 急性心脏事件发生率很低, 其死亡率为0%, 心肌梗死发生率为0.7%。Aldrovandi等[36]研究也同样表明, 187例可疑CAD病人, 在24个月的随访中, 当左主干或左前降支动脉阻塞性斑块形成时, 急性心脏事件发生率高达34.7%, 相比之下, 正常者的发生率为0%。然而, 这些研究只是基于小样本、单中心的评价和短期随访。Hadamitzky等[37]最近进行的一项大样本研究提供了预测心脏事件发生率充足的预后信息, 作者回顾性分析2223例可疑CAD病人, 平均随访时间为28个月, 当有阻塞性斑块形成时, 急性心脏事件年发生率高达2.9%, 而无阻塞性斑块形成时, 急性心脏事件年发生率仅有0.3%。因此, MSCT能可靠地用于急性心脏事件的预测评价。

4 MSCT冠状动脉成像的未来发展方向

CCTA未来发展主要有以下3个方面:提高时间分辨率、减少辐射剂量和正确合理使用MSCT。在过去10年中, MSCT技术飞速发展, 但目前MSCT成像的时间分辨率 (DSCT, 75~83 ms;256层和320层CT, 135~175 ms) 仍然明显低于CCA (20 ms) , 所以进一步提高时间分辨率是必要的, 以便MSCT可以更多地应用于高心率或心律不齐的病人。目前使用β-受体阻滞剂降低心率仍然是MSCT心脏检查常用的方法, 提高时间分辨率将最终实现无须使用药物控制心率进行冠状动脉成像。

如上所述, CCTA辐射暴露仍然相对较高, 这造成了辐射诱发恶性肿瘤潜在的风险。虽然使用多种降低辐射剂量的方法, 但因制定的扫描计划不同, 还是会造成病人高辐射暴露。近几年研究强调常规CT扫描标准化的重要性, 其中包括心脏成像、辐射暴露与癌症的风险[38]。美国电离辐射生物效应委员会 (BEIR) 基于美国人口的正态分布, 计算出10 m Sv辐射剂量造成的癌症发生风险为1/1000[38]。

CCTA作为一种无创性检查方法, 在检测和诊断CAD时显示出很高的临床应用价值, 尤其是具有高阴性预测值, 故可作为一种可靠的筛查手段。随着MSCT技术不断的进步, 它将在检测冠状动脉斑块性质方面发挥越来越重要的作用。此外, MSCT被视为一个可靠的方法用来预测可疑CAD的预后。