多層螺旋CT灌注成像腦腫瘤

1、多層螺旋CT灌注成像腦腫瘤                      作者：鞠發(fā)軍， 閆培華， 唐公杰， 蔡自強(qiáng) 【關(guān)鍵詞】  多層螺旋CT；,腦灌注成像；,腦腫瘤 摘要：目的：探討多層螺旋CT灌注成像在腦腫瘤中的應(yīng)用價(jià)值。方法：應(yīng)用GE lightspeedl6層螺旋CT掃描機(jī)，對經(jīng)證實(shí)的20例腦瘤患者(腦膜瘤9例，膠質(zhì)瘤7例，膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)4例)，先行CT平掃，選定感興趣區(qū)

2、行多層螺旋CT腦灌注成像，經(jīng)灌注軟件處理，計(jì)算出局部血容量圖trCBV)、局部血流量醫(yī)(rCBF)、表面通透性(PS)，并與對側(cè)相應(yīng)腦組織灌注參數(shù)進(jìn)行比較。所有病例均經(jīng)CT隨訪或經(jīng)MRI證實(shí)。部分病例聯(lián)合CT增強(qiáng)掃描。結(jié)果：腦膜瘤、星形細(xì)胞瘤和膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)三者中rCBV、rCBF、PS值均高于正常腦組織，其中腦膜瘤最高，高級別星形細(xì)胞瘤高于低級別星形細(xì)胞瘤。腫瘤的rCBV、rCBF、PS值與腫瘤的MVD呈正相關(guān)。結(jié)論：多層螺旋CT灌注成像能夠在腦瘤的診斷、術(shù)前術(shù)后的隨訪中提供有價(jià)值的參考信息。 關(guān)鍵詞：  多層螺旋CT；  腦灌注成像；  腦腫瘤 The Pre

3、liminary Research of MSCT Perfusion Imaging in Cerbral Neoplasmas Abstract: Objective: To discuss the clinical value of MSCT perfusion imge on the cerbral neoplasmas of glioma. Method: Using GE lightspeed 16spiral CT scanner, to carry out CT even sweep toward the 20 confirmed patients of acute cerbr

4、al neoplasmas (including meningiomas 9 cases astrocytoma 7 cases,glioma post-operrati on recurrent 4 cases) in advance. The color map of regiol cerebral blood volume(rCBV),region cerebral blood flow(rCBF) mid pcrmeability surfiace(PS) was obtained by perfusion software,and rCBV rCBF and PS were cala

5、culated in different areas. Parts of cases consociation CT strengthens to scan. Result: The values of CBV rCBF anti PS of the three diseases meningiomas,astrocytoma, and glioma post-operration recmrent were higher than that of the brain organize. The meningiomas is the highest in the three. The valu

6、es of rCBV rCBF and PS of the highe grade astrocytoma tumors were higher than that of lee grade astrocytoma tumors.There were positive linear correlation between the MVD and tumor rCBV rCBF and PS.Conclusion: MSCT perfusion imge can reflect the cerbral neoplasmas changes of blood flow. It may offer

7、useful  information diagnosis,the frot-operation and post-opration follow-up of cerbral neoplasmas. Key words:  Mulit-slice spiral CT;  Cerebral perrinsion imaging;  Cerbral neoplasmas        隨著多層螺旋CT的應(yīng)用，計(jì)算方法的改進(jìn)，可以進(jìn)行多層同層灌注掃描，使以前主要應(yīng)用于腦梗塞的診斷研究的CT灌

8、注成像，也可以用于有血腦屏障破壞的腦腫瘤性病變的診斷與鑒別以及療效的評價(jià)。多層螺旋CT灌注成像作為一種功能性影像檢查方法，反映的是組織微血管的功能狀況，在腦腫瘤的定量定性研究中有著廣闊的前景。本文通過對20例腦腫瘤患者的多層螺旋CT灌注成像聯(lián)合CT增強(qiáng)掃描的研究，探討其在腦腫瘤診斷中的價(jià)值。 1  材料與方法 1.1  本組20例腦瘤患者，男14例，女6例，年齡1672歲，主要癥狀及體征有惡心、嘔吐、癲癇、頭痛、復(fù)視、肌力減退、肢體活動不靈等。本組所有病例均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)，術(shù)前均經(jīng)CT平掃及灌注掃描。 1.2  檢查方法：應(yīng)用多層螺旋CT灌注成像聯(lián)合CT增強(qiáng)掃描的

9、方法，首先對病人用GE Lightspeed l6層螺旋CT掃描機(jī)行常規(guī)顱腦掃描，120kV160mA，顱底層厚5mm、間隔5mm，以上層面層厚10mm、間隔10mm連續(xù)掃描; 根據(jù)CT平掃圖像，選擇合適的病灶掃描層面行腦CT灌注檢查，掃描層面選擇4層，每層5mm連續(xù)掃描。灌注CT檢查方法：經(jīng)肘靜脈由高壓注射器注射碘海醇50ml注射速率4mls，注射后5s掃描，掃描方式cine、層厚5mm；80kV、200mA；1s層。檢查完成后，繼續(xù)經(jīng)高壓注射器注射造影劑50ml，同時(shí)從顱底至顱項(xiàng)行增強(qiáng)掃描，層厚7.5cm螺旋掃描，可根據(jù)實(shí)際情況延遲38min后再行延遲掃描。行顱腦CTA檢查時(shí)，須延時(shí)至少3

10、0min以上。檢查完畢后，將圖像發(fā)送至GE ADW42工作站進(jìn)行處理，從軟件選項(xiàng)中分別選擇CT Peffusion 3腦腫瘤灌注分析軟件和CTA血管成像軟件進(jìn)行圖像處理，灌注成像其工作流程分以下4個步驟：選取灌注圖像；圖像校準(zhǔn)處理；選出感興趣區(qū)，包括流入動脈、流出靜脈及病灶；計(jì)算分析灌注圖像及灌注參數(shù)。分別汁算出局部腦血容積(region cerebral bloo dvolume，rCBV)圖、局部腦血流速度(region cexebral blood flow，rCBF)圖、表面通透性(permeability surlace，PS)；并且通過選定區(qū)域進(jìn)行鏡面rCBV、rCBF、PS值的對

11、比測量。 2  結(jié)果 2.1  本組所選擇20例患者中，年齡2273歲，男16例，女4例，腦膜瘤9例，膠質(zhì)瘤7例(其中I級2例，級4例)，膠質(zhì)瘤術(shù)后復(fù)發(fā)4例，所有病例均經(jīng)病理檢查證實(shí)。 2.2  本組病例中6例腦膜瘤患者病灶區(qū)早現(xiàn)高灌注，rCBV、rCBF、PS均顯著增高，PS值明顯增大，其中3例CTA示病變周圍見豐富腫瘤供血血管；2例腦膜瘤患者病灶區(qū)呈輕度高灌注，PS值升高。高級別星形細(xì)胞瘤(級)及腦瘤后復(fù)發(fā)rCBV、rCBF、PS均高于低級別星形細(xì)胞瘤(級)。本組資料顯示PS是腦腫瘤灌注研究中最重要的評價(jià)參數(shù)。所有腫瘤的最大PS值明顯高于正常腦組織，高級別星形

12、細(xì)胞瘤及腦瘤復(fù)發(fā)的差異較低級別星形細(xì)胞瘤明顯，腦膜瘤的差異最大。在腦膜瘤、星形細(xì)胞瘤、腦瘤術(shù)后復(fù)發(fā)三者中，腦膜瘤明顯高灌注，PS值最大。在本組病例中4例CTA顯示病灶與大血管關(guān)系密切，部分鄰近血管受壓推移、中斷。3  討論    目前PET被認(rèn)為是反映神經(jīng)性疾病灌注和代謝的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但由于受設(shè)備昂貴，空間分辨率低等因素的影響而應(yīng)用受限。MR灌注成像得到的是信號強(qiáng)度時(shí)間曲線，而MR信號強(qiáng)度變化與對比劑濃度不是線性關(guān)系，影響檢查的準(zhǔn)確性；回波平面成像技術(shù)(EPl)的順磁性偽影也會導(dǎo)致血流動力學(xué)參數(shù)出現(xiàn)誤差，這些因素限制了MR灌注成像技術(shù)的應(yīng)用。SPECT檢

13、查須放射性核素。多層螺旋CT灌注成像具有簡便快捷、準(zhǔn)確、圖像空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，隨著多層螺旋CT的應(yīng)用，成像數(shù)學(xué)模型的改進(jìn)和多層司層技術(shù)的應(yīng)用，使得CT灌注成像的在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛。    多層螺旋CT灌注成像(MSCTP)的理論基礎(chǔ)來自于核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤劑原理和中心容積定律；它是在靜脈注射造影劑的同時(shí)對選定的層面進(jìn)行多次連續(xù)掃描，以獲得相應(yīng)層面內(nèi)每一象素的時(shí)間密度曲線(TDC)，然后依據(jù)該曲線利用不同的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出rCBV、rCBF、MTT、Ps等多種腦血流灌注參數(shù)來評價(jià)組織器官的灌注狀態(tài)。CT灌注成像使用的數(shù)學(xué)模型上要有非去卷積數(shù)學(xué)模型和去卷積數(shù)學(xué)模

14、型兩種。在20世紀(jì)末，腦CT灌注的數(shù)學(xué)模型逐漸發(fā)展成去卷積數(shù)學(xué)模型，它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算偏差小，注射速率要求不高(一般45ml/s)，容易被推廣使用。Cenic、Nabavi1，2等進(jìn)行了動物實(shí)驗(yàn)和臨床研究，證實(shí)了CT灌注技術(shù)的有效性，其早期主要應(yīng)用于血腦屏障相對完整的腦缺血性疾病的研究。隨著灌注技術(shù)的改進(jìn)、軟件的發(fā)展，使對有對比劑外滲的組織及腦腫瘤的灌注成像成為可能。腦腫瘤的診斷、腫瘤術(shù)后的復(fù)發(fā)歷來是CT及MRI鑒別診斷中的難題。CT灌注作為一種功能性成像方法，它可以定量測量組織微血管的血流灌注情況：可以提供常規(guī)CT所無法獲得的腫瘤的血液動力學(xué)信息，揭示腦腫瘤的病理解剖和生理學(xué)特征，補(bǔ)充其形態(tài)學(xué)信

15、息缺陷，提高腦腫瘤定量診斷的準(zhǔn)確性，對腫瘤的定性診斷、療效及預(yù)后提供了極具價(jià)值的影像學(xué)信息。    臨床中常依據(jù)腫瘤的強(qiáng)化程度判斷腫瘤的級別，而腫瘤的強(qiáng)化受對比劑用量、掃描延遲時(shí)間和血腦屏障破壞程度等因素的影響，偏差較大3。因此本研究在腦灌注的同時(shí)進(jìn)行了CT增強(qiáng)掃描和CTA，CT增強(qiáng)掃描臨床中已經(jīng)應(yīng)用比較成熟，在此不再重復(fù)；CTA可以有效地評價(jià)腫瘤：灶內(nèi)的血供情況和與周圍血管的關(guān)系，這幾種方法有效的結(jié)合，為腦腫瘤的診斷與鑒別臨床治療提供了可靠的理論依據(jù)。在所有腦腫瘤灌注參數(shù)中，PS值是灌注研究中的一個重要參數(shù)，單位是mlmin100g，代表單位重量的組織單位時(shí)間內(nèi)

16、對比劑通透到細(xì)泡外液的量。正常腦組織血腦屏障完整，腦白質(zhì)的Ps值接近零。灌注圖能直觀的反映腦組織中血流灌注的相對多少，并用不同顏色表示。在rCBV、rCBF圖上正常腦組織灌注成像偽色彩染色均勻、對稱，灰質(zhì)區(qū)血流灌注較白質(zhì)區(qū)豐富，表現(xiàn)為有較多紅色偽色彩的灌注區(qū)，白質(zhì)表現(xiàn)為偏紫藍(lán)色偽色彩，灰白質(zhì)分界明顯。rCBF和rCBV圖能夠較準(zhǔn)確的反映病變區(qū)血運(yùn)情況，本研究顯示腦腫瘤的rCBV、rCBF、PS均與腫瘤微血管密度(MVD)呈下相關(guān)性；臨膜瘤屬于腦外腫瘤，血供豐富，呈明顯高灌注，PS值最大：高級別星形細(xì)胞瘤和腫瘤后復(fù)發(fā)PS值較低級別星形細(xì)胞瘤差異明顯：高級別星形細(xì)胞瘤和腫瘤后復(fù)發(fā)的腫瘤新形成血管越

17、豐富越幼稚，通透性也就越高；因此PS值能夠準(zhǔn)確反映血惱屏障破壞情況，根據(jù)腦腫瘤之間表面通透性的不同，可以應(yīng)用PS值來區(qū)分腦瘤的良、惡性和腦內(nèi)、外的鑒別。據(jù)研究，腫瘤局部rCBF和rCBV比腫瘤周圍組織高，腫瘤周圍組織rCBF和rCBV又高于正常腦組織2。CT腦灌注成像對于腫瘤惡性程度分級也很有幫助，惡性程度越高，血流灌注率越高。放化療較好的腫瘤，血管化程度及血流灌注率降低。而殘存的活性部分或復(fù)發(fā)腫瘤的血管化程度及血流灌注率升高。從腦組織灌注的絕對值來講，CT灌注比IvlRl更準(zhǔn)確。另外對于放射性壞死與腫瘤復(fù)發(fā)常規(guī)CT和MRI很難鑒別，而CT灌注成像能顯示壞死灶呈低灌注。腫瘤為高灌注區(qū)可以鑒別腫

18、瘤復(fù)發(fā)與放射性壞死。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)4，5，放射性腦壞死rCBV低，腫瘤復(fù)發(fā)rCBV及PS升高，其rCBV值與正常腦組織rCBV值的比值大于2.6，因而能及時(shí)發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)殘留，提高腦腫瘤診斷的準(zhǔn)確性，有利于指導(dǎo)臨床采取及時(shí)、正確的治療措施。    總之，多層螺旋CT灌注成像作為一種無創(chuàng)、準(zhǔn)確、便捷，可重復(fù)性強(qiáng)的檢測腦腫瘤血液動力學(xué)的工具。腦灌注成像與CT增強(qiáng)掃描及CTA的聯(lián)合應(yīng)用將會為腦腫瘤的診斷、術(shù)前、術(shù)后的隨訪，提供準(zhǔn)確有效的信息，是一種極具潛力的影像學(xué)檢查新方法。 參考文獻(xiàn)： 1  Cenic A, Nabavi DG, Crean PA, et al. A CT method to measure hemodynamics in brain tumors:validation and application of cerebral blood flow maps J.AJNR,2000,21(3):462-470. 2  Nabavi DG, Cenlc A, Crean RA, et al