降低时间分辨率对脑缺血CT灌注成像的影响

降低时间分辨率对脑缺血CT灌注成像的影响

喻峰

喻峰（湖北省京山县人民医院431800）

目的:对不同时间分辨率下急性脑缺血患者灌注CT扫描时间-密度曲线、伪彩功能图及各灌注参数的观察，评价降低时间分辨率对急性脑缺血疾病CT灌注结果精确性的影响程度。

方法:对34例有急性脑缺血症状患者的头颅CT灌注成像资料进行回顾性分析。先行头颅CT平扫，再行头颅CT灌注扫描。以4.0ml/S的注射流率团注300mgI/ml欧乃派克45ml，延迟5S后行颅脑横断面快速动态扫描，扫描范围以基底节为中心，共扫描8层，连续扫描50S，共获取图像792帧。获得的灌注成像资料分别以1帧/0.5S的时间分辨率（标准方法），及1帧/1.0S、1帧/1.5S、1帧/2.0S、1帧/2.5S、1帧/3.0S、1帧/4.0S、1帧/5.0S、1帧/6.0S的时间分辨率选取图像数据，采用CTperfusion3软件包中的Brainstock协议进行灌注成像后处理。将不同时间分辨率的时间-密度曲线进行比较，对灌注伪彩色功能图进行视觉评分，并在不同时间分辨率的CTP图像上选取相同部位的ROI进行灌注参数（CBF、CBV、MTT）的测量，对所得灌注参数值进行Friedmantest、Kendall’sWtest和Wilcoxontest统计学分析。

结果：对34例脑缺血患者按不同时间分辨率分组后的灌注参数进行检验：（1）对所有感兴趣区：当时间分辨率下降至1帧/1.0s时，即已对灌注参数CBF和MTT绝对值的测量产生了显著影响，而CBV直到时间分辨率下降到1帧/5.0S时，才有显著影响。（2）对健侧大脑半球：时间分辨率的下降对CBV绝对值的测量不会产生显著影响。当时间分辨率下降至1帧/1.0s时，即已对灌注参数CBF、MTT绝对值的测量产生了显著影响。（3）对缺血侧大脑半球：当时间分辨率下降至1帧/1.0s时，即已对灌注参数CBF、MTT绝对值的测量产生了显著影响，而对CBV绝对值直至时间分辨率降至1帧/5.0S才产生显著影响。（4）对缺血侧大脑半球/健侧大脑半球的灌注参数值的比值：时间分辨率的下降对CBV和CBF的相对值的测量不会产生显著影响。当时间分辨率降为1帧/5.0S时，MTT的相对值与标准组之间才出现显著性差异。（5）对皮质、质及基底节区：当时间分辨率下降至1帧/1.0s时，即已对灌注参数CBF、MTT绝对值的测量产生显著影响了。到时间分辨率下降至1帧/4.0s时，对髄质的CBV测量才出现显著性影响。

结论：随着时间分辨率的降低，T-DC曲线的形态会有所改变；灌注伪彩功能图的质量逐渐降低。若要获得精确定量的CT灌注参数，我们仍推荐使用时间分辨率为1帧/0.5S的电影扫描模式。时间分辨率的降低对灌注参数相对值的影响较绝对值的影响要小，时间分辨率可以降低至1帧/4S。在三个参数绝对值中，时间分辨率的降低对于CBV绝对值的影响最小。

1基本资料

1.1研究对象

对2009年12月～2011年2月期间的34例有急性脑缺血症状患者的头颅多层螺旋CT灌注成像资料进行回顾性分析。其中男24名，女10名，年龄37～80岁，平均59岁。纳入标准为从急性脑缺血症状出现至进行检查的时间为30min～6h，后经常规CT平扫、MRI检查或临床随访，证实为脑梗塞的患者。有脑出血的患者将被剔除。缺血范围大小不做为选择标准。

1.2检查方法

取基底节及第三脑室所在层面为中心层面向头足两侧各延伸2cm，共行4cm范围内的多层螺旋CT脑灌注扫描。采用Cinefull1.0s扫描模式，扫描参数为：管电压80kV，管电流200mA，层厚5mm×8层，球管旋转速度1.0S/转，视野25cm，矩阵512×512。使用高压注射器（Medrad公司StallantInjectionSystem）从肘静脉以4.0ml/S注射速率团注300mgI/ml欧乃派克45ml。扫描延迟时间为5S，连续曝光50S，0.5S重建一次，共获得792帧图像。

1.3统计学分析

采用SPSS13.0统计分析软件包，对所得灌注参数值进行统计学分析。2.7.1首先用非参数检验中的多个相关样本检验（Friedmantest、Kendall’sWtest）对不同时间分辨率组的3个灌注参数绝对值进行检验，分别分析9个时间分辨率组的3组灌注参数绝对值是否来自同一分布总体，检验水准定为p=0.01。当p＜0.01时，各时间分辨率组与标准组（1帧/0.5S时间分辨率组）的3组灌注参数绝对值之间用两相关样本检验（Wilcoxontest）进行检验，检验水准为p=0.01/8。

1.4结果

1.4.1时间分辨率对T-DC的影响

随着时间分辨率的下降，时间-密度曲线的形状变得越来越陡直、不圆滑。标准组T-DC动、静脉曲线的峰值与其余时间分辨率组的T-DC动、静脉曲线的峰值之间，以及标准组T-DC曲线下的面积与其余时间分辨率组T-DC曲线下的面积之间并不是呈现一个逐渐远离的趋势。某些时间分辨率组的T-DC动、静脉曲线的峰值还要高于标准组T-DC动、静脉曲线的峰值（如图1-12）。

Fig4时间分辨率1帧/0.5S时的T-DCFig5时间分辨率为1帧/1.0S的T-DC

Fig4T-DCoftemporalresolution1image/0.5SFig5T-DCoftemporalresolution1image/1.0S

Fig6时间分辨率1帧/1.5S时的T-DCFig7时间分辨率1帧/2.0S时的T-DC

Fig6T-DCoftemporalresolution1image/1.5SFig7T-DCoftemporalresolution1image/2.0S

Fig8时间分辨率1帧/2.5S时的T-DCFig9时间分辨率1帧/3.0S时的T-DC

Fig8T-DCoftemporalresolution1image/2.5SFig9T-DCoftemporalresolution1image/3.0S

Fig10时间分辨率1帧/4.0S时的T-DCFig11时间分辨率1帧/5.0S时的T-DC

Fig10T-DCoftemporalresolution1image/4.0SFig11T-DCoftemporalresolution1image/5.0S

Fig12时间分辨率1帧/6.0S时的T-DC

Fig12T-DCoftemporalresolution1image/6.0S

图1-12为一例急性脑缺血患者不同时间分辨率下的T-DC图。输入动脉为大脑前动脉，输出静脉为上矢状窦。可以看到时间分辨率对T-DC图中输入动脉及输出静脉的形态所产生的影响。与标准组T-DC峰值相比，时间分辨率为1帧/1.5S、1帧/2.0S、1帧/3.0S、1帧/5.0S组的峰值有所降低，而时间分辨率1帧/6.0S组峰值则降低得更为明显。时间分辨率1帧/1.0S组、1帧/2.5S组、1帧/4.0S组与标准组T-DC下的面积基本一致。

2讨论

急性缺血性脑血管疾病是临床最常见的脑血管病。脑动脉的阻塞导致局部脑组织缺血，脑血流量的减少势必会引起脑功能的改变，如果脑血流量继续下降并持续一定的时间就会导致局部脑梗死的形成，进而脑组织就会发生组织形态学的改变，此时缺血脑组织多已较难恢复。早期发现并且在其发展为不可逆性缺血脑组织之前明确诊断，对缺血性脑血管疾病的治疗效果和预后至关重要。当脑组织发生组织形态学的改变时，常规CT检查就可以显示脑缺血病灶，但对超急性期和急性期脑梗塞即发病的前6～12小时内，常规CT检查很难发现缺血性病灶，只有等到发生组织学改变后才能显示代表脑缺血的低密度区，故不能用于做出早期诊断。多层螺旋CT灌注成像可以在脑缺血超急性期甚至“梗死前期”发现脑组织微循环灌注的异常，判断缺血半暗带的有无及范围大小，对于临床制定有效的治疗方案，改善预后具有重要价值[1]。

从几何透视的角度来看，降低时间分辨率，即延长动态扫描间隔时间会使时间—密度曲线因采集点数减少而显得越来越陡直、不光滑，因而会导致灌注参数测量精确度的下降，而产生的灌注伪彩功能图的图像质量也会下降。对本研究中不同时间分辨率组的T-DC曲线进行比较后发现：随着时间分辨率的下降，时间-密度曲线的形状变得越来越陡直、不圆滑，这一点与理论及其他作者的研究结果是相吻合的[2-4]。另外，从本组结果还可以发现，标准组T-DC动、静脉曲线的峰值与其余时间分辨率组的T-DC动、静脉曲线的峰值之间，以及标准组T-DC曲线下的面积与其余时间分辨率组T-DC曲线下的面积之间并不是呈现一个逐渐远离的趋势，而是具有波动性。Wiesmann与我们的观点有所不同，他认为随着时间分辨率的下降，时间-密度曲线的峰值会逐渐减低。他对此观点的解释是：由于时间分辨率的减低，采样间隔时间增加，当时间分辨率减低时，原始T-DC动、静脉曲线峰值的数据点会由于位于两次曝光期之间的间隔期内，从而被错过，峰值的数据点未能被采集到。在少数情况下，某些时间分辨率组的T-DC动、静脉曲线的峰值还要高于标准组T-DC动、静脉曲线的峰值。如果按照Wiesmann的解释，由于时间分辨率降低，会造成时间-密度曲线峰值数据点的丢失，那么仅会导致T-DC峰值在标准组T-DC峰值以下波动，最多等于标准组的峰值，而并不会导致低时间分辨率组的T-DC动、静曲线的峰值高于标准组T-DC动、静脉曲线的峰值。

随着时间分辨率的降低，T-DC曲线的形态会有所改变，同时T-DC曲线的形态也会受到多种因素的影响，从而影响各灌注参数值的准确测量，进一步影响灌注伪彩功能图的质量。

若要获得精确定量的CT灌注参数，我们仍推荐使用时间分辨率为1帧/0.5S的电影扫描模式。时间分辨率的降低对灌注参数相对值的影响比对灌注参数绝对值的影响要小，时间分辨率可以降低至1帧/4S。在三个参数绝对值中，时间分辨率的降低对于CBV绝对值的影响最小。

参考文献

[1]KoenigM，KlotzE，LukaB，eta1．PerfusionCToftheBrain：DiagnosticApproachforEarlyDetectionofIschemicStroke.Radiology，1998，209(1)：85-93.

[2]WintermarkM,SmithWS,KoNU,etal.DynamicPerfusionCT:OptimizingtheTemporalResolutionandContrastVolumeforCalculationofPerfusionCTParametersinStrokePatients.AJNR,2004,25:720–729.

[3]WiesmannM.DoseReductioninDynamicPerfusionCToftheBrain：EffectsoftheScanFrequencyonMeasurementsofCerebralBloodFlow，CerebralBloodVolume，andMeanTransitTime.EurRadiol，2008，18：2967-2974.

[4]AndreasKamena,FlorianStreitparth,[ChristianGrieser,etal.DynamicPerfusionCT_OptimizingtheTemporalResolutionfortheCalcu-lationofPerfusionCTParametersinStrokePatients.EurRadiolJT-Europeanradiology,2007,64:111-118.