CT灌注成像在脑血管病的应用进展

闫 燃，任 安

（中日友好医院 放射诊断科，北京 100029）

CT灌注（CT perfusion，CTP）是一种功能性成像方法，因其时间分辨率和空间分辨率高、操作简单，具有良好的临床应用前景。其基本方法是通过5ml／s速度静脉团注非离子型含碘造影剂40～50ml，注射造影剂后5s开始扫描，扫描参数常采用：80kV，190～200mA，5mm层厚，对选定层面行连续多次扫描（通常扫描50s），通过测量示踪剂经过血管时的信号变化，获得不同的血液动力学指标。

大多数学者选择相对正常侧大脑前动脉或大脑中动脉作为输入动脉，选择上矢状窦作为输出静脉；采取对侧半球的镜像兴趣区作参考，计算患侧与对侧灌注参数的相对值，因此，从定量研究角度来讲，CTP是一种“半定量”值研究。通过伪彩色功能图及灌注参数值可判断组织微循环的状况，在病变发生形态学改变之前显示缺血部位、范围，并定量分析脑组织血流灌注状态，其主要参数有：①脑血流量（cerebral blood flow，CBF）指单位时间内流经一定脑组织血管结构的血流量。②脑血容量（cerebral blood volume，CBV）指存在于一定量脑组织血管结构内的血容量。③平均通过时间（mean transit time，MTT）主要反映对比剂通过感兴趣区毛细血管的平均时间。④达峰时间（time to peak，TTP）指从对比剂开始出现到对比剂达峰值的时间。CTP最早应用于超早期诊断急性脑缺血、指导超早期脑缺血性疾病的溶栓治疗，随着多排CT的普及与应用，实现了多层同层动态CT灌注扫描，可获得更多的病变信息，因此CTP的应用日益广泛，已应用于评价慢性脑缺血的缺血程度、短暂性脑缺血性发作（transient ischemic attack，TIA）、颅内动脉支架术后的效果等，在脑缺血性疾病的诊断、治疗中有着广泛的实用价值，本文就CTP在脑缺血疾病中的应用综述如下。

1 CTP在慢性缺血性脑血管病中评价脑血管储备功能

慢性脑缺血是神经系统的一种常见病理状态，最终可导致持久性或进展性的认知与神经功能障碍，是血管性认知障碍发生、发展的重要因素，因此，对其发病机制、病理生理学以及影像学研究具有重要的临床意义。在慢性缺血性脑血管疾病中，CTP主要用于脑血管储备功能（cerebrovascular reserve，CVR）的评价。CVR是指脑血管根据脑灌注压变化通过自动调节功能维持正常CBF的能力，是脑循环的重要保护机制之一。颈内动脉和颅内大动脉狭窄时，常出现CVR降低，造成脑灌注压长期下降，远端小血管通过自身调节来降低阻力以增加CBF；然而，如果灌注压长期不能恢复，小血管自动调节能力会下降而导致CVR降低，由于脑血管扩张功能已被部分或完全消牦，相应区域的CBF不会增加，甚至可能因正常区域血管扩张引起的“盗血现象”而使CBF下降。所以CVR下降的区域是潜在的发生脑梗塞的区域。当颈动脉完全闭塞后，其血流动力学状态完全取决于侧支代偿能力，而侧支循环可分为初级和次级两种代偿方式。传统观点认为多种代偿途径能够更好地维持止常脑循环，保护大脑免受脑血流动力学不足的损害；而最近的研究认为通过初级代偿的脑血流动力学损伤程度轻，出现次级代偿则提示血流动力学严重受损。程晓青等比较单纯初级级侧支代偿组和次级侧支代偿或初级和次级侧支共同代偿组的CTP参数的均值（CBF、CBV、TTP）和相对比值（rCBF、rCBV、rTTP），结果单纯初级侧支代偿组对侧相比仅TTP值延长；而次级侧支代偿或初级和次级侧支共同代偿组的CBV和TTPP值较对侧增大，故CTP联合DSA可全面评价患者脑血流动力学损伤情况以及不同侧支代偿方式脑血流动力学的差异[1，2]。王苇等对20例单侧大脑中动脉M1段狭窄患者行CTP与DSA检查，与对侧对照，患侧从前往后各脑区血流灌注逐渐减低；而后分水岭是唯一处于血流失代偿期的脑区。所有患者DSA显示侧支代偿均主要来自大脑前动脉软脑膜支。症状性大脑中动脉狭窄患侧各脑区组织灌注水平受侧支代偿动脉的影响有明显空间分布效应；M1段狭窄率与血流失代偿期脑区相对CBV呈正相关，与血流代偿期脑区组织灌没有相关性[3]。

2 CTP在TIA中的临床应用

TIA是指由于某些因素造成的脑动脉一过性或短暂性供血障碍，导致相应供血区局灶性的神经功能缺损。临床表现为突然发病，症状持续时间多数不超过1h，常在24h以内完全恢复，不遗留神经功能缺损的症状和体征，但可反复发作，被认为是脑梗死前兆。常规MRI扫描一般不能显示TIA患者的责任病灶，而CTP则可发现临床相对应的责任区内存在脑灌注异常区。卢洁等研究认为TIA患者患侧TTP值明显比健侧延迟，CBF、CBV均正常[4]。张青山等认为：TIA发作间隙期，CTP可发现与临床症状相对应的大脑半球出现灌注异常，MTT延迟，CBF可正常或下降，CBV正常或增加。MTT延迟提示脑灌注压降低和灌注储备受损，CBF正常或轻度减低，CBV保持正常或略增高提示该区脑组织尚保留血管调节功能，脑血管闭塞后有代偿血管形成；而MTT明显延迟，但CBF、CBV没有明显变化说明TIA发生后，脑血管自动代偿性扩张，脑循环阻力下降、血流速度减低，加之经侧支循环向缺血区供血，故与正常动脉直接供血相比，TIA患者的供血所需时间延长，但是神经组织缺血损伤不严重[5]。周勇等[6，7]的研究认为椎基底动脉TIA患者发作间期局部CTP上出现与临床症状相对应的灌注异常，表现为MTT或TTP不同程度延长，伴或不伴有CBF下降。

3 CTP在选择溶栓病例中的应用

对急性缺血性卒中患者进行溶栓治疗是在卒中发病后3～6h期间进行，但效果尚不确切，出血性转化在急性缺血性卒中患者中较为常见，其发生的确切原因尚不清楚。目前普遍认为是血管再通后坏死的脑组织重新暴露于正常动脉血压所致，目前，已有许多学者尝试应用CTP作为选择适合溶栓病例的影像学依据。CTP可通过“不匹配法”判断缺血半暗带，若同时进行CT血管造影（computed tomography angiography，CTA），则可辅助定位溶栓治疗的靶血管。Wintermark等通过对42例发病后3～9h的急性缺血性卒中患者时进行CTP／CTA与MRI检查发现，两者在确定梗塞灶、缺血半暗带与靶血管方面的一致性很高，与未发生HT的患者相比，HT患者的表面渗透面积（permeability surface area product，PS）显著增大，而CBF和CBV无统计学差异。在大脑半球局部脑血流量 （regional cerebral blood flow，rCBF）下降＞34%区域，以局部脑血容量（regional cerebral blood volume，rCBV）2.5ml/100g为阈值，大于此阈值为缺血半暗带，小于此阈值为梗塞；MTT是最能准确描述供血动脉持续闭塞，相应脑组织处于梗塞危险状态的CTP参数，最佳MTT阈值为145%。区分缺血半暗带与梗塞区的最佳方式是联合MTT、rCBV 2个参数[8，9]。

4 CTP在出血性脑血管病中的应用

出血性脑卒中患者的病死率高，临床预后较缺血性脑卒中患者差，其原因在于目前对出血后脑损伤机制的认识不足。有研究报道，单纯的血肿压迫不足以导致严重的脑组织功能损害，而出血后继发性脑水肿形成则可引起脑循环和脑代谢障碍，被认为是造成脑组织损害的重要因素[10～12]。因此准确预测出血后血肿周围的血流动力学变化为进一步的临床治疗提供依据是改善脑出血患者预后的关键，而CTP可对血肿及其周围带的局部血流动力学变化进行评估，是临床评价血肿周围血流灌注情况的重要手段。关于CTP评价血肿周围血流动力学的研究证明出血性脑血管病患者，CBF、rCBV、MTT和TTP参数图表现为以“血肿为中心→血肿周围水肿带（距离血肿边缘1cm）→远隔皮质区”的色差，大体呈阶梯状分布：即血肿中心区灌注缺损明显，CBF和rCBV极低，MTT和TTP明显延长或无显示，时间密度曲线（time-density curve，TDC）表现为基线不稳，峰值消失；血肿周围水肿带内为血流量降低区，降低程度由内向外逐渐减轻，内侧灌注降低明显，影像学表现与血肿中心区相似，但外侧灌注降低较轻，CBF和rCBV明显降低，MTT和TTP延长，TDC基线不稳，呈锯齿状，但峰值明显；周围水肿带外虽然在CT平扫上与对侧无明显差异，但CBF和rCBV较对侧降低，MTT和TTP稍延长，程度较血肿中心及血肿周围水肿带区减轻，TDC曲线平稳，峰值明显[13]。无论是在急性水肿期，还是亚急性、慢性期均存在类似的CTP灌注参数的变化，并有研究报道这种CTP灌注参数变化与血肿大小无关[14]。

5 CTP评价脑组织血流动学变化

张军等[15，16]认为，CTP可用于评价烟雾病术后桥血管再通及手术前后脑血流动力学变化，烟雾病患者血管搭桥术前CTP表现为大脑中动脉分布MTT、TTP延长，CBF减少，CBV正常或减少，术后手术侧大脑中动脉分布区CBF、CBF明显高于术前，而MTT、TTP明显低于术前。丁蓓等[17]灌注成像在颅颈部动脉狭窄支架成形术前后血流动力学改变的表现及其应用价值果15例术前CT灌注成像均显示不同程度的低灌注区，表现为MTT延迟及不同程度的CBF下降，，在支架置人后表现为灌注明显改善，CBF、MTT均恢复到正常水平。

6 其他应用

Huynh等[18]通过研究认为CTP可用于在评价脑白质变性患者颅内小血管缺血程度，脑白质变性患者皮层下白质与侧脑室周围白质的CBF均下降，但脑白质变性的严重程度与皮层下白质的CBF密切相关，具有较高的特异性和敏感性，而与侧脑室周围白质的CBF无明显相关性；与CBV、MTT、TTP无明显相关性。

傅红梅等[19]通过比较阿尔茨海默病患者及健康老人大脑异生皮质血流灌注值，发现患者TTP明显延长，并与病情严重度相平行，偏执与妄想观念分与双侧海马结构、左前下托及右内嗅区TTP呈正相关；行为紊乱分与双侧海马结构、前下托、内嗅区TTP呈正相关；情感障碍分与右海马结构、双侧前下托及右内嗅区TTP呈负相关。故据此认为阿尔茨海默病患者大脑异生皮质存在慢性缺血性改变，且异生皮质慢性缺血越明显，上述症状越严重。

7 展望

总之，CTP具有快速、多参数成像、价格相对便宜等优点，对于指导选择最佳治疗方案和观察疗效也具有非常重要的意义。但对脑缺血半暗带阈值的研究、溶栓治疗前后的CTP变化、蛛网膜下腔出血后全脑CTP变化等尚缺乏研究报道；CTP的各种计算模型还存在一定的缺陷，影响到研究结果的准确性、重复性及横向比较，尚需要继续完善。全脑灌注检查使覆盖范围进一步扩大，患者在短时间内接受较大剂量的放射线所产生的潜在毒副作用不容忽视，故在满足临床诊断的前提下，应尽可能进行低剂量CTP检查，建立个性化的扫描方案来进一步减少射线剂量。目前性能优良的CT设备已经可以完成超低mAs情况下的扫描，随着CT设备的进一步完善，以及临床经验的积累及科学研究的进一步深入，相信CTP的合理应用会在脑血管病患者的诊断和治疗方面发挥更大的作用。

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