周瑞臣，李　偉，李　健，惠　穎，張文艷，郭慶樂*

（1.開灤總醫(yī)院CT室，河北唐山　063000；2.中國人民解放軍65367部隊(duì)醫(yī)院防疫所，吉林通化　134001）

顱腦CT灌注參數(shù)定量分析的準(zhǔn)確性

周瑞臣1，李偉2，李健1，惠穎1，張文艷1，郭慶樂1*

（1.開灤總醫(yī)院CT室，河北唐山063000；2.中國人民解放軍65367部隊(duì)醫(yī)院防疫所，吉林通化134001）

目的探討灌注圖像減薄處理前后灌注參數(shù)的穩(wěn)定性。方法連續(xù)選取28例接受顱腦CT灌注成像的患者，均采用Cine full 1.0 s掃描模式，在50 s內(nèi)連續(xù)曝光掃描。按照所得圖像是否經(jīng)過剪薄處理分為兩組，一組為未經(jīng)剪薄處理的原始圖像，為A組；另一組將原始圖像進(jìn)行1/2減薄處理，為B組。由2名影像診斷醫(yī)師在基底節(jié)層面同時(shí)測量A、B兩組灰質(zhì)區(qū)、豆?fàn)詈藚^(qū)及白質(zhì)區(qū)的灌注參數(shù)腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）及平均通過時(shí)間（MTT）并進(jìn)行比較。結(jié)果A組腦灰質(zhì)區(qū)、豆?fàn)詈藚^(qū)及腦白質(zhì)區(qū)MTT均低于B組，CBF均高于B組，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）；A、B兩組腦灰質(zhì)區(qū)、豆?fàn)詈藚^(qū)、白質(zhì)區(qū)CBV差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。結(jié)論不同的顱腦灌注掃描方式得到的灌注參數(shù)不同，以MTT及CBF更為顯著。

體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；腦；灌注成像；輻射劑量

顱腦CT灌注成像具有簡單、快速、創(chuàng)傷小、患者易于接受等優(yōu)勢，并且隨著CT技術(shù)的發(fā)展及后處理功能的加強(qiáng)，CT灌注成像已越來越廣泛地應(yīng)用于臨床。然而，隨著社會(huì)對輻射危害的重視，低劑量CT檢查已成為目前的研究熱點(diǎn)之一。研究［1］表明，CT灌注成像的輻射劑量約為普通CT檢查的6.7倍。已有多名學(xué)者研究了多種降低輻射劑量的顱腦CT灌注成像方法［2-5］，并認(rèn)為受檢者接受的有效輻射劑量與管電壓、管電流及掃描時(shí)間相關(guān)。本研究擬通過對同一患者的灌注圖像進(jìn)行1/2減薄處理以達(dá)到掃描時(shí)間減半、輻射劑量減半的效果，并對減薄前后圖像的灌注參數(shù)值進(jìn)行定量分析來判定灌注參數(shù)的穩(wěn)定性，進(jìn)而判斷灌注參數(shù)用于定量分析的準(zhǔn)確性。

1　資料與方法

1.1一般資料收集2009年3月—2010年8月于我院接受顱腦CT灌注成像的患者28例，其中男22例，女6例，平均（56.3±6.3）歲。其中符合超急性腦梗死診斷的患者17例，腦CT灌注正常者11例。所有患者均簽訂知情同意書且碘過敏試驗(yàn)為陰性。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)實(shí)施。

1.2儀器與方法采用GE Lightspeed VCT進(jìn)行常規(guī)平掃，排除腫瘤、出血等其他腦部疾病，并確定責(zé)任病灶區(qū)域。以責(zé)任病灶區(qū)域或基底節(jié)區(qū)（CT平掃未見明確責(zé)任病灶者）為中心行CT灌注成像，掃描范圍盡量覆蓋大腦后動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈及大腦前動(dòng)脈供血區(qū)。采用高壓注射器通過靜脈留置針經(jīng)肘靜脈注入碘海醇（350 mgI/ml）50 ml，流率4.5 ml/s，隨后再以同樣流率注入生理鹽水20 ml，延遲5 s后對選定層面進(jìn)行Cine full 1.0 s掃描模式連續(xù)曝光50 s。管電壓80 kV，電流200 mA，掃描層厚5 mm，球管轉(zhuǎn)速1.0 s/rot，0.5 s重建1次，獲得792幅圖像。

1.3圖像處理及灌注參數(shù)分析將圖像分為2組，原始圖像組為A組；將原始圖像根據(jù)掃描位置每8層分為1小組，共99個(gè)小組編號為1～99，保持掃描峰值小組，然后進(jìn)行隔一刪一的1/2減薄，保留1、3、5……或2、4、6……，將該組圖像命名為圖像減薄組（B組）。將2組灌注圖像分別傳至2臺相同的AW 4.4工作站，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)影像診斷醫(yī)師同時(shí)使用CT Perfusion 4軟件進(jìn)行處理，ROI位置的設(shè)定協(xié)商確定。首先選擇恰當(dāng)?shù)拈撝等コB骨及腦脊液影響；其次輸入動(dòng)脈和輸出靜脈的選擇使用半自動(dòng)法，分別在合適并相同的大腦動(dòng)脈及上矢狀竇放置ROI，獲取平均通過時(shí)間（mean transit time，MTT）圖、腦血流量（cerebral blood flow，CBF）圖、腦血容量（cerebral blood volume， CBV）圖，參數(shù)圖均以偽彩顯示；然后2名醫(yī)師在豆?fàn)詈藚^(qū)，額葉、顳葉、枕葉灰質(zhì)區(qū)及雙側(cè)側(cè)腦室前后角附近白質(zhì)區(qū)選擇相同的位置設(shè)置ROI，腦梗死患者選擇非梗死側(cè)，正常者任選一側(cè)，ROI的設(shè)置盡量避開腦溝和血管，大小為（100±6）像素，記錄相應(yīng)的MTT、CBV 及CBF值（圖1、2）。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件。數(shù)據(jù)以±s表示，對兩組圖像相同部位的MTT、CBF 及CBV分別進(jìn)配對樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

A組腦灰質(zhì)區(qū)、豆?fàn)詈藚^(qū)及白質(zhì)區(qū)MTT均低于B組，CBF均高于B組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）；A組腦灰質(zhì)區(qū)、豆?fàn)詈藚^(qū)、白質(zhì)區(qū)CBV與B組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。見表1。

表1　A、B組間不同部位MTT、CBF、CBV值比較（±s）

表1　A、B組間不同部位MTT、CBF、CBV值比較（±s）

MMT（s）CBV（ml/100 g）CBF［ml/（100 g·min）］組別灰質(zhì)區(qū)　豆?fàn)詈藚^(qū)　白質(zhì)區(qū)A組　7.09±1.38　7.23±2.04　8.00±3.32　2.03±0.62　2.39±0.86　1.40±0.39　24.17±6.62 27.86±6.83　15.54±3.91 B灰質(zhì)區(qū)　豆?fàn)詈藚^(qū)　白質(zhì)區(qū)　灰質(zhì)區(qū)　豆?fàn)詈藚^(qū)　白質(zhì)區(qū)37±0.68　1.49±0.28　19.46±6.56 21.21±7.30　13.70±3.91 t值　-3.34　-3.57　-2.77　2.14　0.13　-1.09　5.05　4.8　3.74 P值　0.01　＜0.001　0.01　0.05　0.9　0.3?。?.001?。?.001?。?.001 組8.33±1.84　11.05±4.24　8.82±1.91　1.86±0.44　2.

3　討論

灌注為血液通過毛細(xì)血管網(wǎng)時(shí)將攜帶的能量和營養(yǎng)物質(zhì)輸送給組織細(xì)胞利用的生理過程。通過影像學(xué)技術(shù)進(jìn)行灌注成像可以測量局部腦組織的血液灌注量，進(jìn)而了解局部腦組織血流動(dòng)力學(xué)的變化。而腦血流動(dòng)力學(xué)變化與大腦的正常生理及各種病理活動(dòng)關(guān)系密切。其中CT灌注成像是目前顯示腦血流動(dòng)力學(xué)最便捷、費(fèi)用較低且普及率較高的技術(shù)。Miles［6］于1991年首先提出了CT灌注成像并探討其臨床應(yīng)用。CT灌注成像是利用對比劑靜脈團(tuán)注時(shí)行同層快速動(dòng)態(tài)掃描，得到某一像素的時(shí)間-密度曲線（time-density curves，TDC），一般根據(jù)去卷積法或者非去卷積法兩種不同的數(shù)學(xué)方法利用TDC計(jì)算出像素的局部灌注參數(shù)，如CBF、CBV、MTT及達(dá)峰時(shí)間（time-to-peak，TTP）等，然后得到組織灌注功能圖，并應(yīng)用此圖評價(jià)組織器官灌注狀態(tài)。

圖1　A組CBF（A）、CBV（B）、MTT（C）的偽彩圖

圖2　B組CBF（A）、CBV（B）、MTT（C）偽彩圖

圖3　時(shí)間-密度曲線圖　A.A組；B.B組

本研究在做減薄處理時(shí)以8個(gè)層面為1小組進(jìn)行刪除，因?yàn)镚E Lightspeed VCT每秒完成8個(gè)層面、5 mm層厚的灌注掃描，這樣處理既保證了每層圖像在做減薄處理時(shí)的完整性，也避免了逐層減薄導(dǎo)致的部分層面圖像缺如而另一部分層面圖象重疊的現(xiàn)象，可有效模擬實(shí)際工作中時(shí)間減半圖像掃面層數(shù)減半的情況，從而保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性及減薄處理前后灌注參數(shù)的可比性。掃描時(shí)間減半的低劑量顱腦灌注成像是臨床工作中可以實(shí)現(xiàn)并已有應(yīng)用的檢查方法［3］，但實(shí)際工作較易出現(xiàn)如Wiesmann等［7］提出的因采樣間隔時(shí)間延長可能導(dǎo)致TDC的峰值未被采集到而降低的情況。本研究首先通過減薄前的原始圖像找到峰值出現(xiàn)的8層圖像，保持該組，然后向兩邊進(jìn)行隔一刪一的1/2減薄，保證了TDC曲線峰值的一致性（圖3），避免了TDC曲線峰值對灌注參數(shù)的影響［8］。2名經(jīng)驗(yàn)豐富的神經(jīng)影像診斷醫(yī)師在兩臺相同工作站同時(shí)進(jìn)行處理，并商討ROI的位置，保證了減薄前后所測部位的一致性，有效避免于因選取部位不同而產(chǎn)生的誤差。本研究通過對同一患者、相同部位、保證圖像TDC峰值及圖像完整性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)本研究樣本的可比性及精確性。此外，前期研究［9］證明，超急性腦梗死患者非梗死側(cè)與正常者的灌注參數(shù)值間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故超急性腦梗死患者非梗死側(cè)的參數(shù)測定也納入本次研究。

本研究顯示，不同的顱腦灌注掃描方式得到的灌注參數(shù)不同，尤其以MTT及CBF更為顯著，這與王菁等［10］的部分研究結(jié)果相似。近年，國內(nèi)一些學(xué)者［11-12］相繼研究了正常成人的CT灌注參數(shù)并發(fā)布了CBF、CBV、MTT的參考值。由于血流分布不同，腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)及豆?fàn)詈耍ɑ坠?jié)區(qū)灰質(zhì)核團(tuán)）的灌注參數(shù)值并不相同［9，11］，因此本研究對圖像處理時(shí)也對血流分布不同區(qū)域的灌注參數(shù)值分別進(jìn)行了處理。本研究提示當(dāng)掃描參數(shù)，至少掃描層數(shù)（即掃描時(shí)間）發(fā)生改變時(shí)，腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)及豆?fàn)詈斯嘧?shù)值也會(huì)發(fā)生改變，尤其掃描時(shí)間減半對灌注參數(shù)MTT及CBF測量值產(chǎn)生了明顯影響，因此對正常人CT灌注參數(shù)值測定應(yīng)只限于一些固定的掃描參數(shù)下才有參考價(jià)值。對時(shí)間分辨率變化最敏感的灌注參數(shù)是MTT及CBF，而CBV不敏感；對腦缺血敏感的指標(biāo)也是MTT及CBF，兩者之間有無關(guān)聯(lián)有待進(jìn)一步研究。雖然灌注掃描方式不同得到的參數(shù)不同，但顱腦灌注檢查仍是臨床檢查腦血流動(dòng)力學(xué)的有效方法。關(guān)于常規(guī)劑量和低劑量灌注結(jié)果之間的差異關(guān)系有待于進(jìn)一步研究。

本研究的局限性：①樣本量較少，缺少大樣本研究支持；②本研究的病例資料掃描條件已固定，無法模擬實(shí)現(xiàn)通過降低管電流及管電壓實(shí)現(xiàn)低劑量灌注的掃描方式，只模擬了通過掃描時(shí)間減半實(shí)現(xiàn)的低劑量灌注掃描方式，條件比較單一。關(guān)于降低管電流與灌注參數(shù)之間關(guān)系的研究中，羅沛霖等［3］認(rèn)為150 mA管電流并不影響灌注參數(shù)；聞芳等［13］采用70 kV管電壓行兔腦CT灌注成像表明，在一定范圍內(nèi)改變管電壓不會(huì)影響灌注參數(shù)。也許通過管電流、管電壓及掃描時(shí)間的綜合設(shè)定，找到三者之間的平衡點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)低劑量掃描條件下顱腦CT灌注參數(shù)的定量分析，這也是我們今后研究的重點(diǎn)。

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Accuracy of quantitative analysis of cerebral CT perfusion parameters

ZHOU Ruichen1，LI Wei2，LI Jian1，HUI Ying1，ZHANG Wenyan1，GUO Qingle1*
（1.CT Division，Kailuan General Hospital，Tangshan 063000，China；2.Protection Station，65367 Troops Hospital of PLA，Tonghua 134001，China）

ObjectiveTo explore the stability of perfusion parameters by comparing the perfusion parameters between original images and cutting the half of original images.MethodsTotally of 28 cases underwent brain perfusion scan.All patients were scanned with cine scan 1.0 s mode，and were continuous scanning for 50 s.The original images were defined as A group and the group which were cut the half of original images were as B group.The perfusion parameters such as mean transit time（MTT），cerebral blood flow（CBF），and cerebral blood volume（CBV）were measured and compared in the area of cerebral gray matter，lenticular nucleus and cerebral white matter.ResultsThe MTT were significant lower in A group than B group in the area of cerebral gray matter，lenticular nucleus and cerebral white matter（all P＜0.05）；the CBF were significant higher in A group than B group in the area of cerebral gray matter，lenticular nucleus and cerebral white matter（all P＜0.05）；CBV had no statistical significant between A group and B group.ConclusionThe different ways of brain perfusion scan would get to different perfusion parameters，especially the MTT and CBF.

Tomography，X-ray computed；Brain；Perfusion imaging；Radiation dosage

R743；R814.42

A

1672-8475（2016）08-0477-04

10.13929/j.1672-8475.2016.08.006

唐山市科技計(jì)劃項(xiàng)目（14130227a）。

周瑞臣（1977—），男，河北灤縣人，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：影像診斷與介入治療。E-mail：zrc197707@126.com

郭慶樂，開灤總醫(yī)院CT室，063000。

E-mail：guoqinglect@163.com

2016-05-08

2016-07-06