谢传飞，孙玲玲，吴业君，郭俊辰

(中国医科大学附属第四医院放射科，辽宁 沈阳 110032)

急性脑梗死全脑CT灌注成像扫描时间优化

谢传飞，孙玲玲*，吴业君，郭俊辰

(中国医科大学附属第四医院放射科，辽宁 沈阳 110032)

目的探讨缩短扫描时间对急性脑梗死全脑CT灌注(CTP)图像质量和灌注参数值的影响。方法回顾性分析30例诊断为单侧急性脑梗死患者的全脑CTP资料。按不同扫描时间(56 s、52 s、48 s、44 s、40 s及36 s)分组,对灌注数据进行图像后处理，获得各组上矢状窦灌注时间密度曲线(TDC)、灌注伪彩图和灌注参数值，并记录上矢状窦首次通过时间。结果与扫描时间56 s组比较， 52 s组及48 s组CTP图像质量差异无统计学意义(P均>0.05)。扫描时间52 s组、48 s组、44 s组、40 s组和36 s组CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间呈负相关。与扫描时间56 s组比较，当扫描时间缩短至44 s及以下时，对部分灌注参数值的测量差异有统计学意义(P均<0.05)。结论适当缩短全脑CTP扫描时间，在保证CTP图像质量和灌注值测量准确性同时，可减少辐射剂量，推荐全脑CTP选择延迟8 s，扫描时间48 s。

脑梗死；体层摄影术，X线计算机；灌注成像；辐射剂量

全脑CT灌注(CT perfusion， CTP)是一种反映脑血流动力学变化及微循环信息的功能成像技术[1]，尤其对急性脑梗死的早期诊断、梗死中央区与周围缺血半暗带的判断、临床干预策略选择和预后评估均有重要价值。近年来，全脑CTP逐渐应用于临床，但选择的扫描时间不尽相同，且有关全脑CTP扫描时间的研究鲜见。本研究分析不同扫描时间对全脑CTP图像质量和灌注参数值测量结果的影响，旨在探讨在不影响CTP图像质量的同时，如何通过缩短扫描时间降低辐射剂量。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年5月—10月在本院接受头部MRI及全脑CTP检查患者30例，男23例，女7例，年龄33～79岁，平均(60.2±10.6)岁。均为临床怀疑急性脑梗死并于48 h内接受头部MRI和全脑CTP检查，并诊断为单侧急性脑梗死患者。

1.2 仪器与方法 常规头部MR检查：采用GE Signa HDe 1.5T MR扫描仪，常规行轴位T1WI、T2WI、T2WI FLAIR和DWI序列扫描，扫描参数：T1WI，TR 1 296 ms，TE 28 ms；T2WI，TR 4 800 ms，TE 128 ms；T2WI FLAIR，TR 8 000 ms，TE 155 ms；DWI，TR 4 475 ms，TE 92 ms，b=1 000 s/mm2；FOV 240 mm×240 mm，矩阵256×256，层厚5 mm，层间距1 mm。全脑CTP检查：采用Philips iCT 256层CT机。先行头部平扫，管电压120 kV，管电流280 mAs，层厚5 mm；随后行CTP检查，管电压80 kV，管电流100 mAs，层厚5 mm，扫描范围160 mm，矩阵512×512。经肘静脉内置入18G静脉留置针，使用双筒高压注射器推注对比剂碘海醇(350 mgI/ml)40 ml，流速4 ml/s，随后以相同速率推注25 ml生理盐水,团注对比剂后8 s开始采集图像，采用循环扫描模式、每次扫描时间为0.33 s，时间间隔4 s，重复采集14次(共获取14个数据包)，共56 s。

1.3 图像后处理 将获得的全部灌注图像导入Philips工作站。选取较粗大显示较好的大脑中动脉M1段作为输入动脉[2]，相邻层面上矢状窦作为输出静脉，然后由软件自动生成上矢状窦时间密度曲线(time density curve, TDC)和脑血流量(cerebral blood flow， CBF)、脑血容积(cerebral blood volume， CBV)、平均通过时间(mean transit time， MTT)灌注伪彩图，将上矢状窦TDC达平台期最早时间点定义为上矢状窦首次通过时间并记录，测量健侧(病变侧镜像区)、缺血侧梗死中央区和梗死周边区的CBV、CBF和MTT灌注参数值，作为56 s组；对同一患者采用同样方法分别选取扫描时间52 s(前13个数据包)、48 s(前12个数据包)、44 s(前11个数据包)、40 s(前10个数据包)及36 s(前9个数据包)的图像后处理获得上矢状窦首次通过时间、灌注伪彩图和灌注参数值，分别作为52 s组、48 s组、44 s组、40 s组、36 s组。

1.4 CTP图像质量主观评分 由2名高年资放射科医师对CTP图像质量进行盲法评分，采用3级评分法：1分为图像无法重建或图像质量不能满足对异常灌注区的识别；2分为图像能够重建，图像质量基本满足对异常灌注区的识别，部分与正常灌注区域边界模糊；3分为图像质量可较好满足对异常灌注区的识别，与正常灌注区域边界清晰。

1.5 统计学分析 采用SPSS 18.0统计分析软件。对灌注参数值进行正态性检验及方差齐性检验，符合正态分布及方差齐性资料，进行配伍组设计的单因素方差分析；不符合正态分布及方差齐性，进行配伍组设计的非参数检验。CTP图像质量主观评分应用非参数检验。2名医师对图像质量评分的一致性采用Kappa检验，Kappa值>0.75为一致性好；0.40～0.75为一致性一般；<0.40为一致性差。CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间相关性分析采用Spearman相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同扫描时间对CTP图像质量主观评分的影响 2名医师对图像质量主观一致性评分Kappa值为0.91，一致性好。52 s组、48 s组与56 s组比较，CTP图像质量评分差异无统计学意义(P均>0.05)，44 s组、40 s组、36s组与56 s组比较，CTP图像质量评分差异有统计学意义(P均<0.05)，见表1。各组灌注图和TDC图见图1。

表1 2名医师对各组CTP图像质量评分及比较(例)

2.2 CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间相关性分析 扫描时间52 s组、48 s组、44 s组、40 s组和36 s组图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间呈负相关(P均<0.05)，见表2。

2.3 不同扫描时间下各灌注参数值的比较 不同扫描时间对健侧灌注参数的影响见表3；不同扫描时间对缺血侧大脑半球梗死中央区及周边异常灌注区灌注参数的影响见表4、5。

图1 不同扫描时间的脑灌注图和上矢状窦TDC图 A～D.56 s组MTT、CBF、CBV灌注图和TDC； E～H.52 s组MTT、CBF、CBV灌注图和TDC； I～L.48 s组MTT、CBF、CBV灌注图和TDC； M～P.44 s组MTT、CBF、CBV灌注图和TDC；Q～T.40 s MTT、CBF、CBV灌注图和TDC； U～X.36 s组MTT、CBF、CBV灌注图和TDC

表2 CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间相关性分析

表3 各组健侧脑灌注参数值比较(±s)

表3 各组健侧脑灌注参数值比较(±s)

组别CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s组2．94±1．2348．29±27．065．03±2．2252s组2．95±1．2549．38±28．525．10±2．2548s组2．98±1．2750．92±32．015．14±2．4644s组3．14±1．48∗55．38±37．83∗5．17±2．5140s组3．27±1．59∗60．18±40．56∗5．19±2．28∗36s组3．32±1．75∗62．14±39．72∗5．97±4．06∗F值4．054．832．46P值<0．01<0．010．03

注：*：与56 s组比较，P<0．05

表4 各组缺血侧梗死中央区灌注参数值的比较(±s)

表4 各组缺血侧梗死中央区灌注参数值的比较(±s)

组别CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s组1．35±1．6718．67±5．0615．45±4．2752s组1．43±1．1418．34±5．5715．90±4．7648s组1．48±1．3217．98±6．0516．19±5．0644s组0．97±1．6515．48±6．86∗16．67±5．3240s组0．76±0．89∗12．48±6．94∗19．70±6．20∗36s组0．33±0．74∗7．14±5．72∗23．06±6．76∗F值3．014．482．79P值0．01<0．010．02

注：*：与56 s组比较，P<0．05

表5 各组缺血侧梗死周边区灌注参数值的比较(±s)

表5 各组缺血侧梗死周边区灌注参数值的比较(±s)

组别CBV[ml/(100g·min)]CBF(ml/100g)MTT(s)56s组3．26±1．2128．16±7．129．56±3．4152s组3．04±1．0428．03±7．349．91±3．7548s组2．88±1．2327．28±8．0510．22±4．0144s组2．90±1．2933．45±9．86∗10．97±4．3240s组2．16±1．89∗36．52±10．01∗11．78±5．23∗36s组1．89±1．80∗37．34±11．02∗13．26±6．23∗F值3．144．272．52P值0．01<0．010．02

注：*：与56 s组比较，P<0.05

3 讨论

3.1 低辐射剂量全脑CTP在急性脑梗死的临床应用 近年来，全脑CTP已基本取代了原有的局部层面脑CTP技术，有效解决了原有成像技术不能评估全脑血流灌注状态、易遗漏扫描范围外异常灌注等问题[3-5]。但全脑CTP技术伴随辐射剂量增加，故如何优化扫描参数，降低辐射剂量同时保证诊断需求一直是临床关心的问题。目前降低全脑CTP辐射剂量的常用技术有：①管电压技术，Li等[6-7]发现在全脑CTP扫描中，将70 kV与80 kV管电压相比，在提高图像质量的同时可有效降低辐射剂量；②管电流技术，Murphy等[8]对37例急性脑梗死患者CTP的研究发现，50 mAs管电流组相对于常规100 mAs管电流组，在局部缺血区域、梗死灶及正常脑组织的CBF及CBV值比较差异无统计学意义；③扫描时间分辨率技术，王菁等[9]研究发现，脑CTP扫描时间分辨率降低，对灌注相对值的影响较对灌注绝对值的影响小，扫描间隔时间可延长至4 s；④迭代重建技术，研究[10-11]表明迭代重建技术可以提高脑CTP图像质量，同时大幅度降低辐射剂量。笔者发现有关全脑CTP扫描时间的研究鲜有报道，而Hirata等[12-13]早期对局部层面脑CTP扫描时间有相关研究。

3.2 CTP图像质量主观评分分析 在不同扫描时间下，对CTP图像质量主观评分分析发现：与56 s组相比，52 s组和48 s组CTP图像质量差异无统计学意义，而44 s组、40 s组、36 s组CTP图像质量差异有统计学意义。与杨秀军等[13]提出的应将中国人的CTP扫描延迟时间定为8 s，扫描时间定为40 s的结论有所不同。笔者分析可能原因为：①研究样本量不同，本研究样本量相对较多；②本研究采用自身对照，分析不同扫描时间对图像质量的影响；③扫描时间分辨率不同；④扫描范围不同。

3.3 CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间相关性分析 脑CTP通过外周静脉注入对比剂后，连续测得组织的衰减值，减去基线值，获得组织灌注的TDC，通过对输入动脉和输出静脉数据进行计算机处理获得灌注伪彩图。Hirata等[12]研究发现，扫描时间大于上矢状窦首次通过时间对灌注参数值的真实性很重要。本研究进一步探讨CTP图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间的相关性，发现 52 s组、48 s组、44 s组、40 s组和36 s组图像质量主观评分与上矢状窦首次通过时间呈负相关，在扫描时间≤52 s时，上矢状窦首次通过时间越早，图像质量可能越好，且随着扫描时间缩短，其相关性越显著。笔者发现随扫描时间缩短，当扫描时间靠近上矢状窦首次通过时间时，灌注图像质量明显降低，不能满足诊断需求。在脑CTP检查中，是否可根据患者上矢状窦首次通过时间，确定扫描终点时间，制定个体化扫描方案，还有待进一步探讨。

3.4 ROI灌注参数值的分析 通过对ROI灌注参数值的统计分析发现：当扫描时间减少到44 s时，与56 s组相比，对健侧大脑半球和缺血侧大脑半球梗死中央区CBF测量值差异有统计学意义；当扫描时间减少到40 s时，与56 s组相比，对缺血侧大脑半球梗死周边区MTT、CBF及CBV测量值差异有统计学意义。脑CTP灌注参数值直接影响急性脑梗死患者梗死中央区与周围缺血半暗带的影像评估[14]，将影响临床治疗决策实施，因此本研究认为为保证灌注参数值的准确性，循环扫描时间应大于44 s。本研究样本量较小，缩短扫描时间减少辐射剂量的扫描方案以及如何个体化选择扫描终点时间还有待更大样本量的进一步探讨。

总之，适当缩短全脑CTP扫描时间，在保证CTP图像质量和灌注值测量准确性同时，可减少辐射剂量。本研究结果推荐全脑CTP选择延迟8 s，扫描时间48 s。

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OptimizingscanningtimeofCTperfusionimaginginacutecerebralinfarction

XIEChuanfei,SUNLingling*,WUYejun,GUOJunchen
(DepartmentofRadiology,theFourthAffiliatedHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110032,China)

ObjectiveTo explore the effect of scanning time on CT perfusion (CTP) imaging quality and the accuracy of parameters in acute stroke patients.MethodsCTP data of 30 patients with unilateral acute cerebral infarction were investigated retrospectively. CTP data with scanning times of 56 s, 52 s, 48 s, 44 s, 40 s and 36 s were analyzed for image post-processing, the time density curves (TDCs) of the superior sagittal sinus (SSS), perfusion maps and the parameter values of ROI were obtained, and the first passage time of SSS was recorded.ResultsCompared with 56 s group, there was no significant difference of the image quality in the scanning time of 52 s group and 48 s group (bothP>0.05). The image quality was significantly negatively correlated with the first passage time of SSS in 52 s group, 48 s group, 44 s group, 40 s group and 36 s group. Compared with 56 s group, there were significant differences in partial parameters of ROI when the scanning time was 44 s (allP<0.05).ConclusionDecreasing whole-brain CTP scanning time reasonably can ensure the image quality and the accuracy of parameters and reduce the radiation dose. The whole-brain CTP with delay of 8 s, and scanning time of 48 s are recommended.

Brain infarction; Tomography, X-ray computed; Perfusion imaging; Radiation dosage

10.13929/j.1003-3289.201703089

R743.3; R814.42

A

1003-3289(2017)10-1488-05

辽宁省自然科学基金(2013021035)。

谢传飞(1989—)，男，重庆人，在读硕士。研究方向：脑CT灌注成像。E-mail： xiecf111@126.com

孙玲玲，中国医科大学附属第四医院放射科，110032。E-mail： sunll106@163.com

2017-03-17

2017-07-17