灌注成像 | Tmax

作者:stari

来源:1影1世界

在卒中灌注领域,人们对卒中灌注参数的准确量化和阈值设定的认同,渐趋一致。众多参数中,原先起决定作用的CBF,退居二线,达峰时间Tmax的价值明确突显。

Tmax

早在10多年前,国内外文献就已经大量报道了灌注成像及各项参数的研究成果,但直到2018年北美DEFUSE-3试验,才将取栓的时间窗延长到6-16小时,并明确提出了错配率或缺血半暗带的灌注诊断标准:Tmax≥6s(CTP或PWI均同)。

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Tmax的概念

当前,AI进入卒中灌注领域,人们对这些参数的准确量化和阈值设定也更趋于一致的认同。众多参数中,原先起决定作用的CBF,退居二线,而TTP,Tmax的价值明确突显。

TTP(Time to Top):

从造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始,至造影剂达到最大量的时间(s) 。

Tmax(Time to Max):

指碘对比剂可以到达所有组织的时间,代表脑组织储存血液功能达到最大值的时间。

上图是TTP和Tmax数学原理图,医生们读起来有些费力,但很能说明两个概念的实质

因为中文翻译的原因,TTP和Tmax都叫达峰时间,这给大家的理解带来了一些困惑,其实,二者还是不一样的,差别在以下几方面

  1. TTP是对比剂在目标组织中浓度达到峰值的时间。

    Tmax是目标组织中所有残余功能全部达到峰值的时间。

  2. TTP是最大斜率法得到的参数。

    Tmax是去卷积法得到的参数。

  3. TTP是一个时间密度的概念。TTP延长,代表局部小血管扩张、毛细管开放,血流减慢。

    Tmax是一个时间容积的概念。其波峰下面积就是CBV。所以,当时翻译如果叫成“达容时间”,可能会更好地理念二者的不同。

正因为这样的区别,目前,人们认识到Tmax的价值越来越重要,它反映的不像TTP那样,是一个线性的时间浓度的关系,Tmax充分考虑了对比剂向组织间隙的扩散、血脑屏障的情况、细胞膜通透性的好坏等等因素,更符合生物体的正常代谢和微循环过程。

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Tmax的价值

目前,多个指南和专家共识,结合大量文献研究,都是依据Tmax来决定组织窗,进而决定血管内治疗的策略。

请看一些专家共识的描述,从中可以体会Tmax的作用和价值:

  • 半暗带——将6s<Tmax<10s的脑组织区域定义为半暗带。

  • 核心梗死区——将Tmax>10s以上区域的脑组织定义为核心梗死区。

  • 持续半暗带指数(PPI,Persistent Penumbra Index),定义为DWI 病灶体积/Tmax>6s病变体积,这个比值有助于识别随访影像学上持续存在半暗带且能够从其他干预措施中获益的患者。

  • 再灌注,定义为在24-72小时的随访中,Tmax>6s的病变体积减少90%以上。

  • 低灌注强度比(HIR:Tmax10 / Tmax6),对于晚时间窗内的前循环大血管闭塞性卒中患者,HIR和Tmax10是未治疗患者梗死体积的可靠预测指标。
2021最新欧洲卒中指南:

发病4.5-9h,CT或MR灌注发现灌注不匹配的患者,强烈推荐静脉溶栓治疗。其定义为:

  • 梗死核心体积<70 ml;

  • 严重低灌注容积/梗死核心容积>1.2;

  • 不匹配体积>10 ml;

  • rCBF<30%(CTP)或ADC<620 m2/s;

  • Tmax>6 s(CTP或PWI)。

以上各种描述,我们都能够明确地看出,Tmax在其中的重要作用。

另一方面,从传统的时间窗时代过渡现在的组织窗时代,错配模型也受到了严重的挑战:

挑战一:半暗带与良性灌注不足的定义

(1)不可逆的受损组织(CBF<6-10ml/100g/min);

(2)缺血半暗带:功能性沉默组织,如果血流恢复,可以挽救(CBF=10-20ml/100g/min);

(3)良性血量减少组织(脑血流量低于正常范围但没有梗塞风险)。

2、挑战二:梗死核心与半暗带

动物模型已证明当再灌注发生在2至3小时内时,扩散损伤可能部分或甚至完全可逆。

挑战的核心是良性灌注不足区、缺血半暗带、梗死核心区的准确划分,而这一点目前的专家共识是Tmax的双阈值,Tmax时间不能太长,时间越长,灌注缺血区的外界就越小,直至跟梗死核心相同,最终无错配;但Tmax时间也不能太短,时间越短,灌注缺血区的外界就越大,存在过度扩大错配区域可能。

可以看出,专家共识是:半暗带有多大,Tmax说了算。

借助于AI的突飞猛进,目前在很多AI平台上,可以直接读出Tmax及其它众多参数的准确数值,直接描绘出良性缺血半暗带、梗死核心共的范围,让病理过程可视化,更有利于临床医生看清病理变化的过程。
但AI如何进步,作为医生,无论如何,还是要了解灌注过程,理解灌注参数,这样看到AI结果也才能和病人的具体情况对应起来,更好地服务于临床。
综上所述,Tmax概念的提出,为量化灌注缺血区、计算半暗带,筛选合适的时间窗外患者,提供了强有力的影像依据。
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