CT灌注应用课件

CT灌注应用 1 浅谈多排螺旋CT灌注 CT灌注应用 2 灌注基本概念 灌注 血流通过毛细血管网 将携带的氧及其他物质输送给周围组织脑灌注 血液输送氧气和营养物质至脑组织并加以利用的过程 一般将之等同于血流过程脑血流量 局部脑血流量 随大脑半球的血管分布和脑功能而异 脑功能正常时 可根据需要调节CBF 这种自我调节由复杂的代谢和细胞机制控制 CT灌注应用 3 灌注成像的基本问题 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PET SPECT Xe CT MRP CTP等 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 CT灌注应用 4 MRPerfusion的不足半定量研究 采用的EPI技术难以摆脱顺磁性伪影 Gd DTPA经血管渗漏影响T1 低估rCBV 受磁场不均一性的影响较大 CTPerfusion的优势 是一种定量研究的方法 图像的空间 时间分辨率高 影响因素少 成像时间短 多层同层技术 CT灌注应用 5 CTPerfusion的基本原理 定量1mg ml的碘浓度相当于25个CT值单位 Hu 1mg碘可使1ml脑组织的CT值增加25个Hu 注入造影剂的量可表示为 Hu ml 故 测得局部脑组织碘的聚集量 即可获得局部脑组织的血流灌注量 CT灌注的基本技术对比剂的静脉团注 BOLUS 选定层面进行动态扫描 获得感兴趣区Time densityCurve TDC 根据数学模型计算局部脑组织的血流灌注量 CT灌注应用 6 数学模型分为两种非去卷积模型 Siemens non deconvolutionmodel 利用Fick原理 假设没有静脉流出 即 Cv t 0去卷积模型 GE deconvolutionmodel 考虑注射对比剂后随时间推移在组织内的残留 CT灌注的数学模型 CT灌注应用 7 CBV MTT CBF 输入动脉 输出静脉 放射性示踪剂稀释和中心容积原理 1mg碘使1ml组织的CT值增加25HU 通过测定局部组织的碘聚集量可获得组织血流灌注 CT灌注应用 8 Fick原理 F 血流量Ca t 示踪剂的动脉浓度Q t 脑内示踪剂的团注T 示踪剂的累积时间 T t 非去卷积算法基本原理 某时刻t流入造影剂总量减去流出组织造影剂量等于组织内造影剂剩余量 Q t FCv t CT灌注应用 9 根据Fick s定律 只有一个入口和一个出口的组织间隙 每单位体积的血流 F V 即灌注表示为公式 1 非去卷积算法公式 Cv t 是引流静脉内示踪剂浓度 这个公式适用于任何时间t 当然也适用于tmaxslope 见公式 2 如果组织在造影剂从静脉开始流出前到达强化峰值 即Cv tmaxslope 0 公式 2 就简化为公式 3 CT灌注应用 10 由公式 4 计算脑血容量 它由以下公式推导而来公式 5 Ctissue t Ca t Cv t 分别是组织 动脉 静脉校正再循环后的强化曲线 由于正常灌注区组织的时间密度曲线与上矢状窦相似 所以用最大值比率代替公式 5 的积分率 从而推导出公式 4 非去卷积算法公式 CT灌注应用 11 最大斜率法总结假设在主动脉增强达峰时静脉内尚未有造影剂流出 Ca t 0 组织剩余量近似等于组织强化初始阶段的最大斜率除以主动脉强化峰值与实际状况不符 且临床常规注射速率4ml s 会造成血流量的低估 一般情况认为造影剂在脑组织的循环时间为3 5秒 因此得出注射速率应在10ml s以上 非去卷积算法基本原理 CT灌注应用 12 去卷积模型Q t FCa t R t Ca t FR t 代表卷积算子Q t 代表组织器官的TDCCa t 代表动脉的TDCF代表血流量R t 代表脉冲剩余函数 IRF CT灌注应用 13 FCa t Venousoutlet Arterialinlet 去卷积算法基本原理 F Ca t 输入组织造影剂量 血流 t时刻动脉内造影剂浓度 R t F Ca t F 1 F 1 脉冲剩余函数 IRF CT灌注应用 14 动脉注射造影剂结果为动脉的时间密度曲线 显示为脉冲剩余函数 动脉时间密度曲线 组织时间密度曲线 不同浓度结果为不同的组织时间密度曲线 所有组织的时间密度曲线基于所有动脉输入曲线 这一过程称之为积聚效应 积聚效应 脉冲剩余函数 CT灌注应用 15 组织剩余曲线 Q t Q t t Arterialinlet Venousoutlet R t t 1 0 IRF FR t CT灌注应用 16 去卷积算法 CBF R t time CBF Area CBV 输入动脉和测量组织的时间密度曲线是通过感兴趣CT值得到的 血流和脉冲剩余函数的确立是通过给定测量ROIs的过程称之为去卷积 CT灌注应用 17 原理总结 利用供血动脉感兴趣区的数据对原始数据进行去卷积计算 得出每个象素点的脉冲剩余函数 IRF IRF可以理解为在理想状态下单次脉冲注射所得到的时间密度曲线 该算法采用实际注射速率得到的动脉时间密度曲线把每个象素值转化为相应的IRF BFBVMTTPS都是根据IRF计算得来 计算结果要参照全血 通常大静脉内ROI 的密度值和平均组织密度值 系统值1 05 进行标准化 得出100g组织内参数值 去卷积算法 CT灌注应用 18 对比剂分布在细胞外液 动脉和组织内红细胞压积不同 灌注量存在差异 该差异可通过一系数来校正 去卷积算法 代表组织与动脉内红细胞压积的比率 一般情况为7 0 婴儿为0 85 CT灌注应用 19 去卷积模型 优点 应用了整个曲线信息 考虑流入动脉和流出静脉反映了对比剂随时间变化计算值更准确算法解决了再循环问题注射速度不高 4 5ml s 缺点 图像对噪声特别敏感图像后处理时间较长 CT灌注应用 20 两种灌注方法的比较 CT灌注应用 21 MSCTPerfusion3软件的优势 多层同层电影扫描 增大了Z周扫描范围 为灌注分析提供更多有用信息 肿瘤组织复杂的血管特点 决定着肿瘤灌注的复杂性与多样性 Perfusion2根据 一室 一进 一出 模式 采用中央血流定理 利用去卷积算法 对肿瘤灌注的流入动脉 流出动脉综合考虑 使灌注参数更接近于组织的真实情况 对头部移动矫正或Registration 应计算相对小的脑内流入动脉图像校准处理 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 多选上矢状窦 25S 肿瘤组织 4 6 CBF CBV TTP CBF CBV TTP CT灌注应用 24 脑灌注参数 CBF 单位时间内流经一定量脑组织血管结构的血流量 ml min 100g CBV 单位组织内血流量 ml 100g MTT 血液流经血管结构的时间 S TTP 开始注射对比剂至达到峰值时间 S PS 血流由毛细血管内皮间隙进入血管外速率 ml min 100g CT灌注应用 25 症状出现后30分钟显示病灶敏感度90 特异度100 显示缺血半暗带与评价预后 不匹配法 CBF 23ml min 100g出现症状CBF 8ml min 100g发生不可逆损伤两侧比值0 20为组织存活最低限值 急性缺血性脑卒中 CT灌注应用 26 脑缺血半暗带 Core CT灌注应用 27 选择溶栓治疗 溶栓是急性脑梗死有效的治疗手段TIME BRAIN 6h selectionofpatientsnottotreat likelynottobenefit 无半暗带 6h selectionofpatientstotreat possibleresponders 有半暗带 CT灌注应用 28 CT检查 NECT CTP CTA RESULT 20分钟 CT灌注应用 29 CT平扫早期表现 没有异常改变大脑中动脉高密度征脑实质低密度征岛带消失征局部脑组织肿胀 CT灌注应用 30 脑灌注参数分析 灌注不足 MTT TTP CBV CBF 侧支循环 MTT TTP CBV CBF正常再灌注 MTT TTP正常CBV CBF 或正常过度灌注 MTT TTP CBV CBF CT灌注应用 31 AdmissionNECT AdmissionCBF AdmissionCBV 5DayPostNECT Recanalization 再通 CT灌注应用 32 AdmissionNECT AdmissionCBF AdmissionCBV 5DayPostNECT NoRecannalization EnhancedCT CBF MTT Followup CASE2右肢无力6小时 CT灌注应用 34 短暂性脑缺血发作 早期诊断和治疗可降低脑卒中发生率大脑中 颈内动脉狭窄闭塞主要原因CTP提供常规CT无法显示的灌注情况为临床早期治疗提供影像学客观依据 CT灌注应用 35 PWI表现分期 1期 CBF CBV正常TTP MTT延迟 脑血流速度 侧支 2期 CBF正常 CBV轻度增高TTP MTT延迟 血管代偿性扩张 3期 CBF CBV轻度下降TTP MTT延迟 慢性灌注贫乏状态 CTP表现 CT灌注应用 36 1期 CT平扫 TTP CBF 反复发作性左侧肢体无力4月 CBV CT灌注应用 37 CBF MTT CBV TTP 2期 CT灌注应用 38 CBF MTT CBV TTP 3期 CT灌注应用 39 MTT和TTP表现 灌注延迟表现分三型1型病变仅累及MCA区2型病变仅累及分水岭区3型病变累及MCA和分水岭区ICA病变多为3型 MCA病变多为1型 CT灌注应用 40 分水岭区 MTT TTP CT灌注应用 41 MCA和分水岭区 MTT TTP CT灌注应用 42 脑灌注参数分析 PS CBF CBV反映肿瘤血管生成PS图像有助于确定肿瘤范围CBF CBV明显增高脑膜瘤 胶质瘤 转移瘤 不同肿瘤交叉肿瘤复发CBF约增高2 5倍MTT的临床意义有待于进一步研究 CT灌注应用 43 3DBrainPerfusion CT灌注应用 44 影响灌注参数设定的几个因素 正确选择流入血管及流出血管 部分容积效应对感兴趣区内动静脉强化的真实性低估 尤其是对横向走行血管真实性的低估