256层CT灌注成像监测急性缺血性脑卒中溶栓前后脑血流动力学变化

2016-11-29张天瑜潘嘉伟周书怡耿道颖

中国医学计算机成像杂志 2016年5期

张军张天瑜潘嘉伟周书怡耿道颖

张军张天瑜潘嘉伟周书怡耿道颖

目的：探讨256层CT灌注成像（CTP）在急性缺血性脑卒中溶栓前后脑血流动力学评估中的作用。方法：共22例急性缺血性脑卒中患者，发病后急诊行256层CTP及CTA并且在溶栓后24h内复查CTP、MRI。获得CBF、CBV、MTT、TTP灌注参数，测量患侧及健侧各5个区域的灌注参数，并计算溶栓前后患侧/健侧相对比值（rCBV、rCBF、rMTT、rTTP），采用配对t检验或者配对秩和检验，比较溶栓前后CT灌注参数值及相对值变化。结果：溶栓前MCA供血区的CBF、MTT、TTP，PCA供血区的TTP，基底节区的CBF、MTT、TTP，梗死核心CBF、MTT、TTP均与健侧相比差异有统计学意义（P值均＜0．05）；溶栓后，梗死核心的CBF、MTT、TTP、ACA及MCA供血区的TTP依然有统计学差异（P值均＜0．05）。溶栓后MCA供血区的rMTT及rTTP较溶栓前明显缩小，PCA供血区的rCBF较溶栓前明显增加，rTTP较溶栓前明显缩短，差异均具有统计学意义（P值均＜0．05）。结论：CTP检查不仅可以评价急性缺血性脑卒中患者血流灌注情况，还可以对溶栓前后脑血流动力学的变化进行监测。

急性缺血性脑卒中；CT灌注成像；溶栓

256层CT灌注成像通过检查床的快速穿梭显著扩大扫描范围，能探测到全脑的血流异常灌注区域，更容易对缺血性脑血管疾病患者实施脑血流动力学评价，本研究旨在探讨256层CT脑灌注成像在急性缺血性脑卒中溶栓时脑血流动力学评估中的作用。

方法

1．研究对象

选取2013年4月至2015年9月于华山医院就诊的脑卒中患者22例，其中男19例，女3例，年龄53～74岁。排除标准：CT平扫高度怀疑脑出血患者；对比剂过敏患者；无法行MRI检查的患者等。筛选出符合标准者入组，行溶栓治疗。

2．扫描方法

所有患者使用256层CT（iCT， Philips）行入院CTP（CT perfusion，CTP)和CTA（CT angiography，CTA）检查。均使用双腔高压注射器先以5ml/s的速度通过肘正中静脉注射50ml碘对比剂，再以相同速度注入盐溶液35ml。CTP扫描参数：JOG模式，球管电压为80kV，电流为125mAs，层厚5mm，准直128×0．625mm，旋转时间0．4s，矩阵512×512，扫描长度120mm，扫描平面位于眶顶以上，以防止辐射对晶状体损害。所有患者于24h行CTP检查，检查方法与第一次相同，随后行头颅MRI检查，使用场强为3．0 T的磁共振机器（Magnetom Verio， Siemens Healthcare，Erlangen， Germany）。扫描序列包括：T1WI、T2WI、FLAIR和DWI［1］。

3．溶栓治疗方案

对所有急性脑卒中患者，神经内科医师评估符合溶栓指征后予以溶栓治疗，采用重组组织型纤溶酶原激活剂（rt-PA）0．9 mg/kg，最大输入剂量为90 mg/人，其中10%静注，余静滴，时间＞1h。记录溶栓前及溶栓后的NIHSS评分以及治疗后90d改良Rankin评分（mRS评分）。

4．图像后处理方法

每位患者的CTA及CTP图像均由256层CT自带的Philips软件重建图像。CTP图像则由同一软件自动产生脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通过时间（mean transit time，MTT）和达峰时间（time to peak，TTP）四种参数的灌注图。本研究感兴趣区（region of interest，ROI）的划定确保ROI位于某一血管分布区域，在本研究中总共在额叶白质、枕叶白质、颞叶白质以及基底节区手动勾画4个ROI，分别代表大脑前动脉（anterior cerebral artery，ACA）、大脑后动脉（posterior cerebral artery，PCA）、大脑中动脉（medium cerebral artery，MCA）及穿支动脉的供血区域［2］。以发病后24h内MRI-DWI显示的梗死灶作为梗死核心的“金标准”，在对应层面CTP的对应区域内勾画ROI。在患者的病变侧脑组织手动选取ROI，软件即可在轴对称的镜像区自动生成正常脑组织的ROI，最后计算两侧大脑半球镜像ROI灌注参数值的比值作为相对灌注参数（relative CBV、CBF、MTT、TTP，患侧/健侧）。对两侧大脑半球ROI的绝对及相对灌注参数值进行统计学分析。

5．统计学方法

结果

1．溶栓前，两侧大脑半球绝对灌注参数比较

ACA供血区的患侧与健侧各灌注参数未见明显差异，MCA供血区的CBF、MTT、TTP，PCA供血区的TTP，基底节区的CBF、MTT、TTP与健侧相比差异有统计学意义（图1），梗死核心与健侧相比CBF、MTT、TTP均显示差异有统计学意义。具体见表1。

2．溶栓后，两侧大脑半球绝对灌注参数比较

溶栓后患侧与对侧脑组织相比，仅梗死核心的CBF、MTT、TTP、ACA供血区及MCA供血区的TTP有统计学差异（图2）。具体见表2。

3．溶栓前后，两侧大脑半球相对灌注参数比较

溶栓后MCA供血区的rMTT及rTTP较溶栓前明显缩小，PCA供血区的rCBF较溶栓前明显增加，rTTP较溶栓前明显缩短，差异具有统计学意义。具体见表3。

讨论

1．多层螺旋CT灌注成像

CTP是基于核医学放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律：CBF=CBV/MTT［3］。灌注成像的图像质量受对比剂注射速度、CTP扫描条件等各种因素影响。对比剂注射速度必须足够快，从而确保在图像采集的最初时间内，对比剂均在组织内［4］。一般国外学者均采用延迟5 s、扫描50 s，注射速度5．0～20．0 ml/s，与本文条件基本相符。在扫描设备方面，在纵轴上基本覆盖全脑，称为全脑CTP［5］。本研究即采用全脑CTP，显著扩大扫描范围，能探测到更多的血流异常灌注区域。

2．脑卒中对脑血流动力学的影响

表1　溶栓前两侧大脑半球各ROI绝对灌注参数健侧与患侧比较

表2　溶栓后两侧大脑半球各ROI绝对灌注参数健侧与患侧比较

表3　溶栓前后两侧大脑半球各ROI的相对灌注参数比较

图1　女性，57岁，右侧大脑中动脉闭塞。A～D．分别为溶栓前CBV、CBF、MTT、TTP灌注参数图以及感兴趣区的划定。A．两侧大脑半球CBV参数图未见明显差异；B．右侧大脑中动脉供血区的CBF较对侧明显减低、MTT(C)、TTP(D)较对侧明显延迟。

图2　女性，57岁，右侧大脑中动脉闭塞（图1同一患者）。A～D分别为溶栓后CBV、CBF、MTT、TTP灌注参数图以及感兴趣区的划定：除右侧基底节区（DWI证实为梗死核心）以外，右侧大脑中动脉供血区的CBF(B)、MTT(C)、TTP(D)较溶栓前明显改善。

溶栓前，MCA供血区、PCA供血区、基底节区均出现CBF明显下降，而MTT及TTP显著延长。在缺血状态下，即使有血管代偿以及侧支循环的形成，血流通过细小的侧支循环到达病灶区域的速度较慢，无法满足受累脑组织的正常代谢，导致在缺血区域的血流量降低，即MTT和TTP的峰值延迟，CBF下降。梗死核心各灌注参数均差异显著，反映了无论是否存在侧支循环，其血流灌注都无法满足脑组织需求。Eastwood等人的研究表明缺血病灶在MTT及TTP的图像上显示最敏感，病灶体积显示的范围最大［6］。König等人也证实，对于那些近端动脉闭塞且有良好侧支循环出现的患者，即使CBF及CBV未见明显变化，MTT及TTP也可以敏感地显示出灌注异常［7］。

溶栓后CTP各参数，除了梗死核心的CBF、MTT、TTP仍旧与健侧有显著差异之外，其他供血部位的CBV、CBF、MTT均恢复至与健侧无明显差异。这是因为梗死、软化的病灶内组织崩解，以致对比剂无法进入［8］。CBV的保持不变与这些区域周围代偿性的血管扩张有关［9］。在本研究中还发现，溶栓后ACA、MCA供血区与健侧相比TTP仍旧差异显著，反映了溶栓后脑灌注虽改善，但较健侧仍有灌注不良，而且这种显著差异只有TTP能够敏感地反映出。Wang等人的研究也表明TTP可以准确显示梗死早期脑组织血流动力学情况［10］。

3．溶栓前后CT灌注成像的应用价值

本研究结果发现溶栓后MCA供血区的rMTT、rTTP与PCA供血区的rCBF、rTTP差异具有统计学意义。溶栓后原闭塞血管再通，经过侧支循环到达病灶区域的血液可直接经由原先供血血管到达，峰值大幅度提前，表现为该区域MTT及TTP显著缩短；由于原先由侧支循环供应的病变区改为由再通的动脉供血补偿，所以rCBF值出现了明显增加。Kucinski等人的研究结果表明rCBV及rCBF的改变与脑组织的结构密度改变有关［11］。

本研究存在一定的局限性，符合入组标准的患者样本量较少，需要更大样本量减少统计误差，也可进一步对不同危险因素影响血流再灌注的情况进行回归分析。

总之，CT灌注成像不仅可以对急性脑卒中的脑组织灌注情况进行评估，还可以对溶栓后的血流动力学变化进行监测，为溶栓治疗方案的选择和溶栓后的疗效评价提供客观依据，对指导临床治疗具有很大的意义。

［ 1 ］Pan J, Zhang J, Huang W, et al. Value of perfusion computed tomography in acute ischemic stroke: diagnosis of infarct core and penumbra. Journal of Computer Assisted Tomography, 2013, 37: 645-649

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Assessment of Acute Ischemic Stroke Patients before and after Thrombolysis by 256-slice CT Perfusion

ZHANG Jun，ZHANG Tian-yu，PAN Jia-wei，ZHOU Shu-yi，GENG Dao-ying

Purpose: To explore the cerebral hemodynamic changes by 256-slice CT Perfusion (CTP) in acute ischemic stroke patients before and after thrombolysis. Methods: Twenty-two cases, which were suspected as ischemic stroke patients and satisfied to our criteria, were enrolled. The patients’ clinical and imaging data were all collected. They were all undergone admission CTP and CT angiography scan, and were undergone CTP and MRI in 24h after thrombolysis. The CT perfusion parameters (CBF，CBV，TTP, MTT, and rCBF, rCBV, rTTP, rMTT) were measured. Finally, the changes of the data before and after therapy were analyzed. Results: Before thrombolysis, CBF, MTT, TTP of MCA territory，TTP of PCA territory，CBF, MTT, TTP of basal ganglia，CBF, MTT, TTP of infarct core were all with statistical significant differences between that in the lesion side and in the contralateral side (P＜0.05,for all) . After thrombolysis, CBF，MTT，TTP of infarct core，TTP of ACA and MCA territory were with statistical significant differences (P＜0.05,for all). rMTT and rTTP of ACA territory was decreased，rCBF of PCA territory was increased and rTTP was decreased significantly (P＜0.05,for all).

Shanghai Medical Outstanding Youth Program (No. XYQ2013107), 2.Shanghai Rising-Star Program (No.16QA1400900)

Conclusion: The 256-slice CTP can be used to evaluate cerebral hemodynamic changes in acute ischemic stroke patients.

Acute ischemic stroke； CT perfusion； Thrombolysis

R814.42

1006-5741（2016）-05-0393-05

中国医学计算机成像杂志，2016，22∶393-397

∶复旦大学附属华山医院放射科

通信地址∶上海市乌鲁木齐中路12号，上海 200040

∶耿道颖（电子邮箱∶gengdy@163.com）

上海市卫计委新优青计划 (No.XYQ2013107)；上海市科委青年科技启明星计划 (No. 16QA1400900)

Chin Comput Med Imag，2016，22∶393-397

Department of Radiology, Shanghai Huashan Hospital Fudan University