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CT灌注成像的基本原理及脑部的临床应用 第一页，共22页 灌注（Perfusion） 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。 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。 第二页，共22页 灌注成像两个方面的内容 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。 第三页，共22页 CT灌注成像 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。 第四页，共22页 CT灌注成像的理论基础 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 增强CT所用的碘对比剂基本符合非弥散型示踪剂的要求，所以可以借用核医学灌注成像的原理。 第五页，共22页 参数 根据TDC利用不同的数学模型计算： 血容量(blood volume, BV) 指存在于一定量组织血管结构内的血容量(ml/g) 对比剂平均通过时间(mean transit time, 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) 第六页，共22页 对比剂峰值时间（Transit time to the peak，TTP） TDC上从对比剂开始出现到对比剂达峰值的时间(S) 血流量(blood flow, BF) 单位时间内流经一定量组织血管结构的血流量(ml/min/ml)； 毛细血管通透性/表面通透性 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。 第七页，共22页 CT灌注成像使用的数学方法 非去卷积法 忽略对比剂的静脉流出，假定在没有对比剂外渗和消除对比剂再循环的情况下，即对比剂首过现象（对比剂由动脉进入毛细血管到达静脉之前一段时间内，没有对比剂进入静脉再次循环的现象）去计算BF、BV、MTT等参数。 第八页，共22页 去卷积数学模型 主要反映的是注射对比剂后组织器官中存留的对比剂随时间的变化量，其并不用对组织器官的血流动力学状况预先做一些人为的假设，而是根据实际情况综合考虑了流入动脉和流出静脉进行数学计算处理，因此更真实反映组织器官的内部情况。 第九页，共22页 总之，非卷积数学方法概念相对简单，便于理解，但易低估BF，注射对比剂进要求注射流率大，增加了操作难度和危险性。而去卷积数学方法计算偏差小，注射速度要求不高（一般4～5ml/s），预计去卷积法将会被广泛应用。 第十页，共22页 灌注成像的临床应用 （一）颅脑病变 1．脑缺血性病变 灌注成像分析脑血液动力学改变，通过评价脑血流（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量(cerebral blood volume，CBV)及平均通过时间(mean transition time，MTT)来描述早期缺血性脑卒中患者脑血流低灌注区、梗塞区及缺血半暗带区，由此获得较完整的早期卒中的诊断信息。 第十一页，共22页 通过综合分析灌注参数可以掌握组织血液供给的具体情况： ①灌注不足：MTT明显延长，rCBV减少，rCBF明显减少 ②侧支循环信息：MTT延长，rCBV增加或尚可 ③血流再灌注信息：MTT缩短或正常，rCBV增加，rCBF正常或轻度增加 第十二页，共22页 ④过度灌注信息：rCBV与rCBF均显著增加。急性脑缺血期病灶中心血流灌注严重减少，rCBV的减少是最直观的指标，它反映单位质量内血容量减少。当脑局部灌注压下降时，脑组织可以通过一定的自我调节机制使局部血管床扩张以增加血容量来代偿。研究表明急性脑缺血发作后，过度灌注和持续的灌注不足可同时存在，且是造成脑组织损伤的原因。灌注成像可通过rCBF和MTT来了解局部组织的灌注情况，有望帮助临床及时判断病变进展。 第十三页，共22页 2．颅内占位性病变 评价颅内肿块性病变时CBV是最