灌注成像(4)| 灌注参数

灌注成像数据量大,只能通过各种参数来间接描述、反映组织微循环或毛细血管网开放的情况,观察的是组织内分子的微观运动。

作者:薛伟

来源:1影1世界

薛伟,男,医学影像硕士,毕业于华中科技大学同济医学院。从事临床影像诊断工作10年,熟悉全身各系统尤其是神经系统疾病的影像诊断。

作者介绍

灌注成像的参数

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参数伪彩图

灌注成像,首先得到的是时间密度曲线,根据不同的数学模型,可以计算出灌注相关的特征性指标,也就是我们平时所说的灌注参数,一般以伪彩图像来直观显示,较常用的有以下几个:

1、脑血流量(cerebral blood flow,  CBF)

在单位时间内流经一定量脑组织血管结构的血容量,其值越小,脑组织血流量越低。

在临床和研究中,一般多使用相对脑血流量的概念,即患侧CBF和对侧镜相区CBF的比值,用rCBF表示。
rCBF=患侧rCBF/健侧rCBF
由于rCBF一般与局部脑功能代谢平行,故本检查在一定程度上亦能反映局部脑功能状态。

2、局部脑血容量(cerebral blood volume,  CBV)

存在于一定量脑组织血管结构内的血容量。

和上面CBF类似,临床上多用相对脑血容量(rCBV)来反映局部脑血容量的状态。

3、平均通过时间(mean transit time,  MTT)

指血液流经血管结构时,包括动脉、毛细血管、静脉,所经过的路径不同,其通过时间也不同,因此用平均通过时间表示,主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间(血液由动脉流入至静脉流出的时间)。
该值越大,说明微循环越不通畅。

4、达峰时间(time to peak, TTP)

指对比剂至脑内兴趣区达到峰值的时间。其值越大意味着对比剂团峰到达脑组织的时间越晚。

不难理解,上述四个参数的关系:

CBF=CBV/MTT
CTP、PWI、ASL、SPECT等,最终显示方式类似,都是伪彩图。

CBF                          CBV                           MTT                      TTP

伪彩图上颜色越是偏向暖色(最高为红色)表示数值越高,越是偏向冷色(最低为紫黑色)表示数值越低。

5、低灌注强度比值(hypoperfusion  intensity  ratio,HIR)

在脑卒中的研究中,随着灌注加权成像的发展,低灌注强度比值(hypoperfusion intensity  ratio,HIR)被提出,即脑血流达峰时间(Tmax)>10  s的体积与Tmax>6  s体积的比值。

主要用于评估低灌注的严重程度,有研究表明,HIR可作为良好侧支循环的指标.,作为血管内治疗前侧支循环的标志物。

脑血流灌注参数rCBV及低灌注指数HIR可优先提示急性缺血性脑卒中患者侧支循环状态,良好的侧支循环状态有助于预测较小的最终梗死体积.

这些结果表明基于灌注的HIR是一个评估侧支循环的稳定性指标,并进一步支持HIR可作为动脉取栓治疗前侧支循环的评估工具。

6、特殊参数

除了上述参数以外,在不同的脏器,因血液供应方式不同,如肝脏的肝动脉和门静脉双系统,如肺动脉和支气管动脉的两套血液系统,其灌注具有各自的特点,上述参数会有些变化,有不少研究者,提出了一些特殊器官各自独特的参数,来反映其循环特征。

这些,在以后应用中再详细介绍。

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灌注曲线

是指使用对比剂后,动脉-静脉-组织循环过程中的时间密度变化规律。

CT灌注时,经静脉快速注入非离子型碘对比剂后,延迟5秒进行动态扫描 ,以获得某一器官全部层面内每一像素的时间—密度(time-density curve,TDC)曲线,其曲线反映的是对比剂在该器官中浓度的变化,间接反应组织器官灌注量的变化。

CTP的TDC曲线,通过对比剂流入流出的趋势,间接反映组织灌注信息
在这里,得到了TDC,通过数学模型转换,可以得到几个参数数值。
曲线下的面积,代表组织血容量,即CBF。

曲线达峰到峰值一半的时间,代表通过毛细血管的平均时间,即MTT。

MRI灌注,其曲线叫时间-信号曲线(time-signal curve,TSC)。
使用对比剂的灌注方法PWI,通常是基于T2基础成像的(有时也会用T1WI,但较少),所以对比剂浓度大的组织,缩短了T2,所以信号下降了,曲线上会成了一个凹陷,根据波谷恢复的快慢,可推测其灌注信息。
PWI灌注曲线,根据没谷浓度和恢复时间,反映组织灌注情况
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