疑似急性缺血性卒中患者64层螺旋ct灌注对梗死核心及半暗带评估的研究

【关键词】  计算机体层摄影术;灌注;半暗带;中风

（声明：本站文章仅给需要的医务工作者提供交流学习参考。翰林医学论文网免费提供。部分资源由工作人员网上搜索整理而成，如果您发现有哪部分资料侵害了您的版权，请速与我们后台工作人员联系，我们将即时删除。客服qq：88970242.后台工作qq：928333977）

【摘要】  目的 本研究选择64层螺旋ct对临床疑似急性缺血性中风患者进行检查，目的在于对这些急性中风病人中所有灌注ct参数(脑血流量cbf、脑血容量cbv、平均通过时间mtt、达峰时间tp)实施一个系统的评估，也为了确保这些参数能够最精确地预测脑缺血情况及半暗带。方法 20例发病小于或等于24h伴有中风症状的患者，被选入并进行前瞻性试验探究。所有患者经历64层灌注ct检查并且于3～7天后行mri弥散加权成像和液体衰减反转复原追踪检查,后期的dwi/flair作为金标准。本研究根据核磁图像调节ct灌注域值，得出与核磁图像类似的灌注异常图像，并测量取得显示为灌注异常区域的参数值;20例患者的影像图均进行了cbf、cbv、mtt和tp绝对值与相对值的评估。结果 对于半暗带描述中，灌注ct四个参数cbv、cbf、mtt及tp患侧与健侧相对应区域相比，差异均具有显著性(p<0.05)，在“病变区与对侧区域的比值-1”所得的各数值间，“患侧与健侧cbv比值-1”与“患侧与健侧tp比值-1”间差异无显著性(p>0.05),其余各参数间差异均有显著性(p<0.001)。Www.11665.coM其中mtt变化最明显。梗死灶与对应健侧区域各参数绝对值间差异具有显著性(p<0.001)，“梗死区与对侧区域的比值-1”各数值内部差异较大，均不符合正态分布。结论 在20例患者这个小样本的试验中，对于半暗带的评估，各参数均有明显意义，而定义缺血的最佳途径是使用一个联合的灌注ct参数。

【关键词】  计算机体层摄影术;灌注;半暗带;中风

　assessment study of 64-slice spiral ct perfusion on infarct core and penumbra for patients with suspected acute ischemic stroke

　　bao dang-zhen,pan yun-gao,song xin-rui,et al.nanle central hospital,nanle 457400,china

　　[abstract] objective to determine the value of perfusion computed tomography (ct) parameters (cerebral blood flow, volume [cbv], mean transit time [mtt], time-to-peak) in a clinical study of patients with stroke.to determine which (combination of) parameter is reliable in predicting infarct and penumbra. methods perfusion ct was performed within 24 hours of symptom onset in 20 patients with possible stroke. magnetic resonance imaging was performed 3～7 days later. to adjust the threshold of the ct perfusion depending on the result of mr. then to obtain the ct images familiar with mr images. results of magnetic resonance imaging were taken as gold standard. cerebral blood volume (cbv), cerebral blood flow (cbf), and time to peak contrast material enhancement were calculated on the basis of the ct results. perfusion ct results were compared with magnetic resonance imaging findings. results all the perfusion computed tomography (ct) parameters were meaningful in detecting the penumbra (p<0.001). in these parameters, changes of mtt were the most great. perfusion ct revealed various changes in cbf, cbv, mtt and time to peak changes in ischemic territories. perfusion computed tomography (ct) parameters were meaningful in detecting the infarct (p<0.001). conclusion in detecting penumbra areas, parameters of perfusion ct were all meaningful, but in detecting the cerebral ischemia should take a combination of the parameters.

　　[key words] computed tomography;perfusion;penumbra;stroke

　　挽救缺血半暗带是急性中风溶栓的中心前提[1,2]。尽管中风国际和神经障碍协会的反复分析试验数据排除了对在3h[3,4]内使用r-tpa的疗效的怀疑，资料宣称溶栓疗法在3h以外也是安全的[5]。提高在鉴别缺血半暗带的精确度溶栓时间窗延长是一个必须条件成为急性中风影像方面的迫切需求。脑灌注ct检查是一种有效的、方便的评价急性脑卒中的方法。通过注射含碘的造影剂，在脑内的几个层面进行同层动态扫描，可以获得脑组织灌注数据。基于动态脑灌注ct数据，国外一些早期研究提出了判断脑组织已坏死或半暗带的标准。有的根据脑血流(cerebral blood flow，cbf)的绝对值[6,7];有的基于脑血管自动调节理论提出了结合脑血流(cbf)和脑血容积(cerebral blood volume，cbv)数值的标准[6～12]，确定脑梗死的核心及缺血半暗带的存在。来自灌注ct资料的缺血半暗带已经被国内外很多研究者用不同的方法判定和评估，这些资料基本上是使用2排、4排和(或)16排以下的ct灌注机器在小样本研究中的参数[13];本研究选择64层螺旋ct对临床疑似急性缺血性中风患者检查，目的在于对这些急性中风病人中所有灌注ct参数(脑血流量cbf、脑血容量cbv、平均通过时间mtt、达峰时间tp)实施一个系统的评估，也为了确保这些参数能够最精确地预测脑缺血情况及半暗带。我们的研究，是一个小样本、独立的前瞻性缺血性脑卒中的脑灌注研究，以探讨我国判断脑梗死核心区域和半暗带的标准;特别是在较低的时间分辨率下的判断标准(低采样率)，以利于全脑灌注检查时的半暗带的判断，以及基层医疗机构的推广及应用。

　　1 材料与方法

　　1.1 一般资料 回顾性研究2005年8月—2006年6月北大医院神经内科急诊接治的22例临床有神经缺失症状、ct平扫排除脑出血患者。病人入选标准：脑卒中发病24h以内，以前没有中风病史，ct检查除外颅内出血，以及没有碘造影剂检查的禁忌证和mr检查的禁忌证。其中男13例，女9例;年龄42～73岁，平均56.7 岁。患者症状表现为一过性、持续性或反复脑缺血发作。22例患者中ct检查前有8例表现为发作性单侧肢体无力，6例有言语障碍，4例出现口舌偏斜，2例仅有表情淡漠和反应迟钝，2例表现有言语不利合并单侧轻偏瘫。全组病例均在发病1～24h以内行ct平扫和ctpi、cta检查。所选病例均于发病后3～10 天内行磁共振检查，发现梗死区域均比灌注所见范围扩大。

　　1.2 方法 首次ct检查包括ct脑平扫、头颈部血管cta检查、4层脑灌注ct检查(采样率1层/s)。经过数据再处理，获得采样率每秒1层，以及采样率间隔4s 1层的各种脑灌注图。入院后即行64排螺旋ct颅脑平扫，排除脑出血后即行ctpi、cta检查。灌注成像设定层厚为2.5～10mm(大脑半球设定10mm或5mm、小脑脑干设定5mm或2.5mm的层厚);血管成像设定范围自主动脉弓上缘至颅顶。

　　ctpi检查:嘱患者避免移动头部，平静呼吸，检查者用固定带较好地固定患者头部，5～10min完成ct平扫、ct灌注和血管成像;使用medrad-stellant 高压注射器(双筒)，以4ml/s的流速经肘静脉团注非离子型造影剂(ultravist 370mg/ml)40ml。在对比剂开始注射的同时进行同步动态ct轴位扫描，扫描参数为120kv、400mas、间隔时间1s,扫描时间50s，覆盖范围10mm×8层，获得兴趣层面200幅图像。由此可分别进行8个层面、上下80mm范围的脑组织血供、脑血流灌注的评价。选择临床定位和ct发现的病变层进行评估计算，应用工作站ct灌注后处理软件处理得出对比剂通过脑组织的时间密度曲线(time density curves，tdc)，计算所选病变与对侧相对应区域的ct参数值;并以中线为镜面，对称性测量病灶区和对侧相应区的造影剂通过时间(mean transit time，mtt.s)、局部脑血流量[regional cerebral blood flow，rcbf ml/(min·100g)]、局部脑血容量(regional cerebral blood volume，rcbv ml/100g)和对比剂峰值时间(time to peak，tp.s)等血流动力学参数值，并进行定量分析。在后处理所得的伪彩图上，调整并确定阈值，然后移去可能干扰结果的大血管，避开颅骨伪影。显示红色和绿色标记的cbv、cbf、tp及mtt异常区域;同时测量病变核心与周围区域的参数值，进行分析和比较。

　　随访mr检查包括flair及dwi轴位序列，以及3dtof法mra检查。根据mr检查的最终结果，确定梗死范围。最终提出不同的采样率的情况下，判断脑梗死核心区域和半暗带的脑灌注参数的指标。

　　1.3 图像处理 经extended brilliancetm workspace工作站处理后，由两位具有5年工作经验的影像科、神经科医师共同判读。本研究根据核磁图像调节ct灌注域值，得出与核磁图像类似的灌注异常图像，并测量取得显示为灌注异常区域的参数值。分别记录所选病变与对侧相对应区域mtt、 cbf 、cbv、 tp血流动力学参数值。同时测量病变核心与周边区域血流动力学参数差值。

　　1.4 统计学处理 全部数据经spss11.0统计软件处理，计算灌注区各参数的绝对值及“病变区与对侧区域的比值-1”，患侧与对照区域的各项参数均经过wilcoxon signed ranks test。 并对“病变区与对侧区域的比值-1”的各数值进行独立样本t检验。

　　2 结果

　　在半暗带区域与健侧区域各参数绝对值间wilcoxon signed ranks test中， p<0.001，患侧与健侧各参数绝对值间差异具有显著性(见表1)，可见各参数绝对值均能反映病灶变化。在“病变区与对侧区域的比值-1”所得的各数值间，经独立样本t检验，患侧与健侧cbv比值-1与 患侧与健侧tp比值-1间差异无显著性(p>0.05),其余各参数间差异均有显著性(p<0.05)，见表2。其中四个参数均为正态分布，所以通过比较四个参数的算术平均值，发现“患侧与健侧mtt比值-1”的值最大(见表3)，所以mtt的变化值最大，简言之变化最明显。在梗死灶与健侧区域各参数绝对值间wilcoxon signed ranks test中，p<0.001，患侧与健侧各参数绝对值间差异具有显著性(见表4)，可见各参数绝对值均能反映病灶变化。通过计算“梗死区与对侧区域的比值-1”所得的各数值，发现各参数内部差异较大，均不符合正态分布(见表5)。在这些参数中，有个别参数与大多数参数变化方向不符，这可能与早期梗死灶血流动力学变化差异较大有关。所以建议在定义区分梗死灶时，联合应用4个参数联合判断。表1 半暗带区域与健侧区域各参数绝对值间注：(cbv.cbf.mtt.tp)1 半暗带灌注参数; (cbv.cbf.mtt.tp)2 健侧对应区域灌。注参数：a：cbv2 < cbv1;b: cbv2 > cbv1;c: cbv2 = cbv1;d: cbf2 < cbf1;e: cbf2 > cbf1;f:cbf2=cbf1;g:mtt2 < mtt1;h:mtt2 > mtt1;i:mtt2 = mtt1;j:tp2 tp1;l:tp2 = tp1表2 “病变区与对侧区域的比值-1”间独立样本t检验注：1 患侧与健侧cbv比值-1。2 患侧与健侧cbf比值-1。3 患侧与健侧mtt比值-1。4 患侧与健侧tp比值-1表3 “病变区与对侧区域的比值-1”各数值的描述表4 梗死区与健侧区域绝对值间wilcoxon signed ranks test注：1 患侧与健侧cbv比值-1。2 患侧与健侧cbf比值-1。3 患侧与健侧mtt比值-1。4 患侧与健侧tp比值-1

　　通过表4、表5说明，目前所获得的数据不能区分4个参数之间的差异及优劣性;这可能由于： (1) 研究对象的筛选标准需进一步提高;(2) 尽量缩短研究对象的发病时间差;(3) 尽量合理选择核磁与ct灌注检查的时间;(4) 病灶大小不同，可能产生数值间差异过大;(5) 患者年龄、性别的差异;(6) 急性期病灶恢复或进展的情况有差异。

　　3 讨论

　　人类脑组织的正常生理功能和各种病理性改变与脑血流变化有着极其密切的关系，因此获得人活体组织的血流动力学信息，近年来一直很受影像学研究者的关注。它的理论基础是来源于放射性核素现象脑灌注图像的数据处理技术,方法是将放射性示踪剂从静脉团注经左心到脑后，通过动态扫描可获得示踪剂首次通过该器官的时间密度曲线。脑ctpi也是经静脉注射对比剂后在一定时间内对兴趣区(region of interest，roi)层面进行连续的动态扫描;当对比剂到达脑组织后，其密度逐渐升高,而后在一定时间内达到峰值后逐渐降低，直至恢复到注射造影剂前脑组织密度水平。ct扫描后获得的不同时间脑组织密度值连成曲线即可得到对比剂通过脑组织的 tdc，利用tdc计算出rcbf 、rcbv、 mtt和 tp等血流动力学参数;再经计算机伪彩处理后得到脑组织的cbf、cbv、mtt、ttp的灌注图像。脑ctpi反映的是脑组织生理功能的变化，因此是一种功能性影像;图像经灌注软件处理后在几分钟内就可获得多个参数的伪彩图像，与磁共振灌注(magnetic resonance perfusion imaging ，mrpi)类似属多参数成像，可为超早期、早期脑卒中患者的首选检查方法之一。

　　挽救缺血半暗带的脑组织是脑卒中患者溶栓治疗的主要目的，并已证明是一种有效可行的方法。现有的研究表明，对发病3h以上的缺血性脑卒中的患者进行溶栓治疗也是安全可靠的[14,15]。而精确地判定半暗带的存在及其范围是治疗不同缺血时间窗患者的基础。人类正常脑灰质的血流量约为50～60ml/(100g·min)，在脑组织缺血早期梗死核心与正常脑组织之间存在脑组织血流低灌注区,这部分脑组织虽已出现生理功能障碍，却无严重细胞内钾外流和能量耗尽，恢复正常血供后，其电生理功能仍可恢复。ct灌注容积成像，能显示不可逆梗死区周围环绕着的可逆性不匹配区，这些环绕的可逆区的血流量处于电衰竭和膜衰竭阈值之间，称为“半暗带”。缺血半暗带是动态变化的，可以恢复正常，也可以进展为梗死。但脑组织电生理活动恢复有一定时间限制，以往国内外文献报道，在脑梗死发病3～4h后，绝大部分患者的缺血半暗带将发展成为不可逆的梗死区;尽可能保存挽救缺血半暗带内活的脑组织是近年来的研究重点，是减少或避免致残发生的关键。koening等[16]对发病6h 的急性脑缺血患者进行此项检查，其敏感性为90%，特异性100%。脑缺血区病灶中心cbf比值可以区分可逆与不可逆缺血区。国外有争议的报道把cbf比值定为0.2是缺血脑组织存活的最低限值;cbf比值小于0.2时，脑组织已坏死;cbf比值在0.2～0.35之间时,考虑为缺血半暗带[16]，溶栓效果明显。cbf下降、cbv正常或轻度升高、mtt异常、tp正常或延迟可视为异常灌注区[17];脑缺血区mtt延长、cbf明显降低，为不可逆损伤;而mtt延长，cbv保持或增加，则提示为可逆性损伤[18]。mayer等[17]认为灌注ct最早可在出现症状30min后显示异常灌注区，表现为cbf下降、cbv正常或轻度升高，严重时下降，给临床提供较为可靠的诊断指标。

　　最近,灌注ct被报告成为急诊室评估急性中风病人缺血半暗带范围和程度的简便有效的影像技术之一[19]，提供对半暗带和梗死中心的评估，依靠一个多层动态灌注ct包括序列ct数据的采集的技术，这个技术源于静脉碘造影剂团注法。64层螺旋脑ct灌注检查是一种有效的、方便的评价急性脑卒中的方法。通过注射含碘的造影剂，在脑内的几个层面进行同层动态扫描，可以获得脑组织灌注数据。基于动态脑灌注ct数据，国外一些早期研究提出了判断脑组织已坏死或半暗带的标准[16～18]。有的根据cbf的绝对值;有的基于脑血管自动调节理论提出了结合cbf和cbv数值的标准，确定脑梗死的核心及缺血半暗带的存在。但这些数量有限的研究都有一些缺陷，一是大部分的病例数较少，在12～22例之间;二是判断的标准是比较随意的设立的。最近，wintermark等[18]一组病例数相对较大(130例，其中25例的影像图进行了cbf、cbv、mtt和tp相对和绝对值的评估)的报道，利用roc曲线分析，提出了相对mtt值和绝对cbv的标准来判断脑梗死核心区域和半暗带。从目前的国外研究结果来看，这些标准间还存在较大差异，国内也缺乏相应数据的可靠报道及标准，我们很难根据文献中某一组数据来确立我国相应的标准。另外，目前已发表的研究中，采用的方法基本是采样率为每秒1层的方式(高时间分辨率)，它具有放射剂量高，基层医院设备难以支持，以及不能进行大范围，全脑灌注检查的缺憾。降低ct灌注扫描的采样率(低时间分辨率)，也可以成功获得脑灌注的参数。但低采样率正常脑灌注参数值在不同的研究结果中存在差异。我们的研究中发现，当时间分辨率从每秒1层降为间隔4s 1层时，灌注参数cbv值会降低，而ttp值会延长。目前也没有时间分辨率为4s时，判断脑组织内是否存在半暗带的标准。

　　我们进行的是一个小样本的急性中风病人的64层灌注ct技术，并对所有灌注ct参数(cbf、cbv、mtt、ttp)进行了系统的评估。mri用于中风终末容量大小的终末评估。最终的目的是测定半暗带的参数及所有参数的复合值，这样的话，它们将成了梗死和半暗带最准确的预测者。

　　本次研究中，ct perfusion 的检查时间为24h内，但mr的检查时间为3～7天，所以二者结果之间存在时间间隔，分析mr显示病灶的大小与ct perfusion显示病灶大小的差异;另外，根据统计数据结果，梗死区域的cbv数值不完全符合理论数值，可能是检查的当时梗死灶局部血供多少不同而导致。

　　本研究目的为探讨ct灌注显示为半暗带及梗死区域各参数的可信性。而不是研究ct灌注结果与核磁的一致性或ct灌注的绝对准确率。另外，本研究把核磁作为金标准，不是唯一可选的方法，也可以应用灌注后第2次平扫ct作为证实半暗带及梗死区进展及回复的显示情况作为金标准。

　　4 展望

　　64层ct灌注成像联合cta检查，可分别进行8～32个层面、上下80mm范围的脑血流灌注情况的评价，可在缺血性病变临床症状出现后立即进行，并实现了多层同层动态ct灌注扫描，速度快，扫描范围大;自动毫安秒技术降低了与重复扫描有关的射线量;呼吸门控的运用，减少了检测时的运动伪影。笔者认为，目前提高多层脑ct成像质量的技术发展重点是：通过提高机架转速来提高物理时间分辨率，通过开发更薄的探测器和更先进的重建算法来提高空间分辨率，通过研发更多排数(如256排)的探测器甚至是平板探测器来提高成像质量，通过发展更先进的呼吸门控技术来扩大64层ct脑成像的适应人群，更好地运用于极小病灶(包括小脑，脑干)的ct成像。相信随着多层ct技术地不断发展和进步，将更广泛应用于缺血性脑卒中的诊断中。

【参考文献】
  　　1 astrup j, siesjo bk, symon l. thresholds in cerebral ischemia: the ischemic penumbra. stroke， 1981，12:723-725.

　　2 hossmann ka. neuronal survival and revival during and after cerebral ischemia. am j emerg med， 1983，1:191-197.

　　3 ingall tj, o'fallon wm, louis ta, hertzberg v, et al. initial findings of the rt-pa acute stroke treatment review panel. cerebrovasc dis， 2003，16(suppl 4):s125.

　　4 hacke w, donnan g, fieschi c,et al.association of outcome with early stroke treatment: pooled analysis of atlantis, ecass, and ninds rt-pa stroke trials. lancet,2004,363: 768-774.

　　5 schellinger pd, warach s. therapeutic time window of thrombolytic therapy following stroke. curr atheroscler rep,2004,6(4):288 -294.

　　6 schramm p, schellinger pd, klotz e, et al. comparison of perfusion computed tomography and computed tomography angiography source images with perfusion-weighted imaging and diffusion-weighted imaging in patients with acute stroke of less than 6 hours' duration. stroke，2004,35:1652-1658.

　　7 schramm p, schellinger pd, fiebach jb, et al. comparison of ct and ct angiography source images with diffusion-weighted imaging in patients with acute stroke within 6 hours after onset. stroke,2002,33:2426 -2432.

　　8 wintermark m, fischbein nj, smith ws,et al. accuracy of dynamic perfusion ct with deconvolution in detecting acute hemispheric stroke. ajnr,2005,26:104 -112.

　　9 wintermark m, reichhart m, cuisenaire o,et al. comparison of admission perfusion computed tomography and qualitative diffusion- and perfusionweighted magnetic resonance imaging in acute stroke patients. stroke,2002,33:2025-2031.

　　10 wintermark m, reichhart m, thiran jp,et al. prognostic accuracy of cerebral blood flow measurement by perfusion computed tomography, at the time of emergency room admission, in acute stroke patients. ann neurol,2002,51:417- 432.

　　11 mayer te, hamann gf, baranczyk j, et al. dynamic ct perfusion imaging of acute stroke. ajnr,2000,21:1441-1449.

　　12 reichenbach jr, rother j, jonetz-mentzel l, et al. acute stroke evaluated by time-to-peak mapping during initial and early follow-up perfusion ct studies. ajnr,1999,20: 1842-1850.

　　13 richard e,latchaw, howard yonas, et al. guidelines and recommendations for perfusion imaging in cerebral ischemia. stroke,2003,4: 1084-1103.

　　14 eastwood jd, lev mh, wintermark m,et al. correlation of early dynamic ct perfusion imaging with whole-brain mr diffusion and perfusion imaging in acute hemispheric stroke. ajnr, 2003,24:1869-1875.

　　15 eastwood jd, lev mh, azhari t,et al. ct perfusion scanning with deconvolution analysis: pilot study in patients with acute middle cerebral artery stroke. radiology, 2002,222: 227-236.

　　16 koenig m, klotze, luka b, et al, perfusion ct of the bram diagnostic approach for early detectifion of ischemic stroke.radiology, 1998,209(1): 85-93.

　　17 mayer te, hamamn gf, baran czyk j. dynamic ct perfusion imaging of acute stroke. am j neroradiol, 2002,21:1441-1449.

　　18 max wintermark, adam e flanders, reto meuli,et al. perfusion-ct assessnent of infarct core and penumbra.stroke, 2006, 4: 979-985.

　　19 wintermark m, bogousslavsky j. imaging of acute ischemic brain injury: the return of computed tomography. curr opin neurol,2003,16(1): 59-63.