脑血流灌注成像
脑血流灌注成像
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目前公认，脑缺血由中央的梗死区和周围 的由侧支循环供血的半暗带区构成，后者 神经元电活动停止，侧支供血仅能维持细 胞膜稳定，长期的低灌注终将导致梗死， 溶栓治疗的主要目的是恢复脑缺血半暗带 区的血供。
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灌注成像技术能发现早期脑缺血区及其血 液动力学改变，能在脑缺血后30min即清 楚显示缺血区。故目前主要应用于急性脑 缺血病人（发病6小时以内）或超急性脑缺 血病人（发病3小时以内）的早期诊断。 PWI可以提供必要的血液动力学参数。
1、CT灌注 所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同
时，对选定层面通过连续多次同层扫描， 以获得该层面每一像素的时间－密度（ time-density curve，TDC）曲线，其曲 线反映的是对比剂在该器官中映了组浓度 的变化，间接反织器官灌注量的变化。
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CT灌注成像参数
脑血流量 CBF 脑血容量 CBV 对比剂平均通过时间 MTT 对比剂峰值时间 TTP 毛细血管通透性 PS
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（2）立体定向引导活检
活检是确定肿瘤类型和级别的最后方法， 但只有从肿瘤恶性度最高处采样才能准确 分级。常规增强CT或MRI所显示的增强区 域只代表血脑屏障破坏而并不一定是肿瘤 最恶性部分。CBV图能显示血管分布增多 区，对于常规检查不增强的肿瘤，更是一 个有效的补充。
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CBV正常、CBF下降、MTT上升、TTP上 升 —— 说明局部血流灌注减少，较轻，诊 断脑缺血
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通过参数判断缺血组织能否恢复
1、相对灌注参数
rCBF>0.49或rCBV>0.85——提示缺血 脑组织可恢复可能性大
MR灌注加权成像（PWI）
MR灌注加权成像（PWI）MR灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）主要反映组织的微血管灌注分布及血流灌注情况。
该项技术在脑部应用最早、最成熟，主要反映脑组织中血流动力学信息。
主要参数有1、脑血容量（CBV）：根据时间-密度曲线下方封闭的面积计算得出2、脑血流量（CBF）：脑血流量值越小，意味着脑组织的血流量越低3、平均通过时间（MTT）：开始注射对比剂到时间-密度曲线下降至最高强化值一半时的时间，主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间。
4、峰值时间（TTP）：在TDC上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时间，TP值越大，意味着最大对比剂团峰值到达脑组织的时间越晚。
分类根据成像原理，PWI技术主要分为对比剂首过法和动脉自旋标记法，前者需要注射外源性对比剂，在临床上应用较为广泛，后者以动脉血中的质子作为内源性对比剂，无须注射外源性对比剂。
动脉自旋标记（arterial spin labeling,ASL）技术无需引入外源性对比剂，是一种利用血液作为内源性示踪剂的磁共振PWI方法。
采用超快速扫描，观察器官或组织的血流灌注情况，观察更早期的缺血病变或显示器官的血流通过状况、局部血流量的变化。
它是将流动的血液作为一种内源性的磁性示踪剂，利用MR信号对质子的自旋运动的自然敏感性，把流动的血液作为标记物进行灌注成像，是一种安全无创的方法。
对比剂的使用1、常用顺磁性对比剂Gd-DTPA，它是一种非特异性细胞外间隙顺磁性对比剂。
一般采用单倍剂量（0.1mmol/kg）或双倍剂量。
2、对比剂第一次通过期间，主要存在于血管内，血管外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受弥散因素影响小，故能反应组织的血液灌注情况为使对比剂早期居于血管内而不进入组织，即保证没有对比剂的再循环和漏出，必须使用高压注射器，注射流率为3～4ml/s。
若团注速度过慢，则信号下降程度降低，易导致参数计算错误。
“脑灌注成像原理及其应用”
“脑灌注成像原理及其应用”脑灌注成像（Cerebral Perfusion Imaging, CPI）是一种通过观察和测量大脑血流来评估脑功能和疾病的影像学技术。
它能提供有关脑灌注、氧合状态和代谢活动的信息，对于脑部疾病的诊断和治疗起着重要作用。
本文将介绍脑灌注成像的原理和几种常用的应用。
脑灌注成像可以通过多种方法实现。
其中，最常用的方法是基于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）的技术，如动态磁共振灌注成像（Dynamic Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging, DCE-MRI）、动态磁共振示踪技术（Dynamic Susceptibility Contrast, DSC-MRI）、动脉自旋标记技术（Arterial Spin Labeling, ASL-MRI）等。
这些方法都能够提供不同方式的脑灌注信息，从而对脑部疾病进行准确的评估和诊断。
脑灌注成像的原理主要基于血液在大脑血管和组织之间的流动和转运过程。
正常情况下，脑血流通过自身调节机制保持相对稳定的状态，但在脑部疾病发生时，脑灌注可能会受到影响。
通过测量脑血流量、血容量和平均血管通透性等参数，脑灌注成像可以揭示脑灌注的异常情况，进而评估脑功能和疾病的严重程度。
脑灌注成像在临床上有着广泛的应用。
首先，它可用于诊断和评估各种脑血液循环障碍引起的脑部疾病，如脑卒中、脑供血不足等。
通过检测异常的脑血流情况，可以帮助医生准确判断病变的程度和范围，进而制定合理的治疗方案。
其次，脑灌注成像也可用于评估脑肿瘤的生物学特征和治疗策略。
通过监测肿瘤的血供动力学参数，可以评估肿瘤的血管生成情况、血供供应能力和预后等。
这对于选择适当的治疗方法和预测疗效至关重要。
此外，脑灌注成像还可以用于研究神经退行性疾病的发生和发展机制。
通过观察不同神经退行性疾病患者的脑灌注情况，可以揭示疾病进展的动态过程和与之相关的生物学变化。
CT脑灌注成像课件
建议：治 疗方案、 随访建议 等
医生签名： 诊断医生 签名，日 期等
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THANK YOU
流和代谢情况
技术特点
采用螺旋CT 扫描技术
利用对比剂 增强扫描效 果
采用三维重建 技术，实现立 体成像
具有较高的空 间分辨率和时 间分辨率
适用于脑部缺 血性病变的诊 断和治疗评估
CT脑灌注成像临 床应用
脑卒中诊断
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CT脑灌 注成像可 检测脑部 缺血区域
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早期诊断 脑卒中， 预测病情 发展
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脑外伤预后评估： CT脑灌注成像可评 估脑外伤的预后，为 治疗方案提供参考
脑外伤程度评估：通 过CT脑灌注成像可 评估脑外伤的严重程 度，为治疗提供依据
脑外伤并发症诊断： CT脑灌注成像可诊 断脑外伤并发症，如 脑积水、脑梗塞等Βιβλιοθήκη 010203
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CT脑灌注成像操 作技巧
扫描参数设置
扫描范围：从颅底至颅顶 扫描层厚：5mm 扫描间隔：3s 扫描角度：横断位、矢状位、冠状位 扫描模式：连续扫描 扫描时间：根据患者情况调整
度等参数。
成像参数：包括时 间-密度曲线、相对 脑血容量、相对脑
血流量等。
成像特点：能够无 创、定量、动态地 评估脑部供血情况， 为临床诊断和治疗
提供依据。
成像方法
1
利用CT扫描仪 获取脑部图像
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3
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通过计算机软件 对图像进行处理
和分析
计算脑部血流量、 血氧饱和度等参
数
生成脑部灌注图 像，反映脑部血
图像后处理方法
阈值处理：调整图像对比度， 突出血管结构
mr脑灌注成像
基本原理
使用T2*敏感序列进行测量，即可观察到组织信号
的 显 著 减 少 ， 即 所 谓 的 负 性 增 强 （ negative
enhancement) 。增强后的相应的 T2WI 或 T2*WI
上的信号会一过性降低，信号降低程度与局部对
比剂浓度成正比。通过测量局部脑区域的信号改
无电离辐射 ， 图像质量好， 一次可多层成像 ， 并同时覆盖整个颅脑 ， 能评估脑缺血和脑肿瘤微循环血液动力学的变化
基本原理
MR脑灌注成像是通过静脉快速团注顺磁性对比剂
立即进行快速MR扫描。毛细血管床便在毛细血管
内外建立起多个小的局部磁场，即形成一定的磁
敏感性差别，从而使组织的 T1 ， T2 时间均缩短
扫描技术
灌注成像研究的是机体的动态过程，依赖于快速的磁
共振成像技术，目前常用的是平面回波技术。采用
ep2d_perf_p2 序列，其基本方法是在一个强的预备 脉冲后施加一系列快速振荡的梯度脉冲链，同时采集 信号。 其扫描方法为序列开始扫描 6-8次后开始注药，然后
获得时间-信号强度曲线。
图像资料的后处理
结构的血流量，脑血流量值越小，意味着脑组织
的血流量越低。
主要参数
局部平均通过时间（rMTT) 开始注射对比剂到时间—密度曲线下降至最高强化值一半 时的时间，主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间（s）。 MTT是脑血液研究的重要参数，其长短明确反映了脑组织 血液微循环的通畅情况，当平均通过时间较长时，说明血 液在局部组织内停留时间较长，多数情况是由于病理状态 造成的微循环不畅。 峰值时间（TTP） 指在TDC上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时 间。TP值越大，意味着最大对比剂团峰值到达脑组织的时 间越晚。
医学影像-CT脑灌注成像
脑梗死前期脑的CT 灌注成像表现 从脑血流量(cerebral blood flow , CBF) 变化过 程看,脑血流的下降到急性脑梗死的发生经历 了3 个时期 1，由于脑灌注压下降引起的脑局部血流动力学 异常改变期：此期内机体通过（1）脑循环 储备力或称Bayliss 效应—即机体可以通过 小动脉和毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收 缩来维持脑血流的相对动态稳定的能力；或 脑代谢储备力，及机体通过对氧、葡萄糖摄 取和利用的增加，以维持组织的正常代谢的 能力），脑功能尚能维持正常。
73岁男性腔梗患者的头部MRI、CTA、CTP结果, 临床表现为突发左侧肢体力弱。
张春玲，徐 忠宝，曲媛， 何青。腔隙 性脑梗死 102例患者 的脑血流动 力学分析。 中华神经科 杂志， 2006，9： 587-589
王大力等对64例椎基底动脉眩晕的病人用DWI和CTA对比观察 椎基底动脉眩晕临床诊断标准: 1一般为中老年 2多有动脉硬化、心血管疾病或颈椎病史。 3突然出现眩晕,常与头位、体位有关,持续时间不等。 4除有眼球震颤体征外,无其它神经系统体征(如颅神经损害、脑干或共 济运动障碍等)。 5除外心源性、耳源性等非椎基底动脉系统眩晕疾病。
在CT 灌注成像的4 个参数( rCBF、rCBV、MTT 和TTP) 中
TTP 对各种缺血最为敏感。
Koenig 等认为TTP 的延长是侧支循环或慢血流的结果。高氏认为 TTP 延长主要为血流速度减慢。该期脑局部侧支循环良好,无需行血 管成形术。 TTP 在I 期时TTP 比值多< 1.40 ,而Ⅱ期的TTP 比值则多> 1.40 。
RCBF
RCBV
MTT
TTP
Ⅱ期: 脑循环储备力失代偿,CBF 达电衰竭阈值以下,神经 元的功能出现异常,机体通过脑代谢储备力来维持神经 元代谢的稳定。 Ⅱ1 期:CBF 下降,由于缺血造成局部星形细胞足板肿胀,并 开始压迫局部微血管。灌注成像见TTP、MTT 延长,以 及rCBF 下降（足板压迫）, rCBV基本正常或轻度下降 （循环失代偿）。 Ⅱ2 期:星形细胞足板明显肿胀并造成脑局部微血管受压变 窄或闭塞。灌注成像见TTP、MTT延长,rCBF 和rCBV 下降
mr脑灌注成像课件
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基本原理
• MR脑灌注成像是通过静脉快速团注顺磁性对比 剂立即进行快速MR扫描。毛细血管床便在毛细血 管内外建立起多个小的局部磁场，即形成一定的 磁敏感性差别，从而使组织的T1，T2时间均缩短 （注），造成组织信号的下降（磁化率效应）。
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主要参数
• 1 局部脑血容量（regional cerebral blood volume rCBV) 指存在于一定量脑组织血管结构内的血容 量。
• 2 局部脑血流量（regional cerebral blood flow,rCBF)指在单位时间内流经一定量脑组织血管 结构的血流量，脑血流量值越小，意味着脑组织 的血流量越低。
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PWI的特点及优势
• 1988年Villringer等首先报道了MR血流灌注成像 （MR perfusion weighted imaging,MR PWI)在脑 部的应用。
• MR PWI用来反映组织的微血管分布和血流灌注 情况，可以提供血流动力学方面的信息。
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优势
• 峰值时间（TTP）
• 指在TDC上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到 峰值的时间。TP值越大，意味着最大对比剂团峰 值到达脑组织的时间越晚。
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扫描技术
• 灌注成像研究的是机体的动态过程，依赖于 快速的磁共振成像技术，目前常用的是平面 回波技术。采用ep2d_perf_p2序列，其基本 方法是在一个强的预备脉冲后施加一系列快 速振荡的梯度脉冲链，同时采集信号。
脑血流灌注显像临床应用
脑血流灌注显像临床应用脑血流灌注显像（Cerebral blood perfusion imaging）是一种运用放射性核素探查脑内血流灌注情况的影像学检查方法。
通过该技术，医生可以对脑部组织的灌注情况进行评估，进而帮助诊断各种脑血管疾病。
脑血流灌注显像在临床上有着广泛的应用，为医生提供了更准确的诊断信息，帮助指导治疗方案的制定。
一、脑血流灌注显像的原理脑血流灌注显像的原理是利用放射性核素注射体内后的显像原理，通过核素在血流中的分布情况反映脑血流的分布情况。
在脑血流灌注显像过程中，患者会接受核素注射后，在放射仪的探测下进行扫描，从而获取脑血流情况的影像信息。
根据检查结果，医生可以了解脑部灌注情况，判断血管供血是否充足，帮助诊断脑血管疾病。
二、脑血流灌注显像的临床应用1. 脑卒中的诊断：脑血流灌注显像在脑卒中的诊断中具有重要价值。
通过检查患者的脑血流情况，可以确定脑卒中的部位、程度，进而指导治疗方案的选择。
2. 脑血管疾病的评估：对于脑血管疾病患者，脑血流灌注显像可以评估脑部血管供血情况，判断缺血、梗塞等情况，帮助医生进行精准治疗。
3. 颅内肿瘤的定位：在颅内肿瘤的诊断中，脑血流灌注显像可以帮助医生准确定肿瘤的位置、范围，为手术治疗提供重要依据。
4. 脑外伤后的评估：脑外伤后，通过脑血流灌注显像检查可以评估患者脑部血流灌注情况，及时发现并处理可能的并发症。
5. 脑神经病的诊断：对于脑神经病的诊断，脑血流灌注显像可以为医生提供重要的辅助信息，帮助明确病变位置和性质。
三、脑血流灌注显像的优势1. 非侵入性：脑血流灌注显像是一种非侵入性检查方法，患者在检查过程中不会感到疼痛或不适，安全性高。
2. 高分辨率：脑血流灌注显像可以提供高分辨率的影像信息，帮助医生准确评估脑部血流情况，有助于诊断和治疗。
3. 准确性高：脑血流灌注显像可以直观地反映脑部血流灌注情况，对于脑血管疾病、脑损伤等疾病的诊断有较高的准确性。
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目前公认，脑缺血由中央的梗死区和周围 的由侧支循环供血的半暗带区构成，后者 神经元电活动停止，侧支供血仅能维持细 胞膜稳定，长期的低灌注终将导致梗死， 溶栓治疗的主要目的是恢复脑缺血半暗带 区的血供。
灌注成像技术能发现早期脑缺血区及其血 液动力学改变，能在脑缺血后30min即清 楚显示缺血区。故目前主要应用于急性脑 缺血病人（发病6小时以内）或超急性脑缺 血病人（发病3小时以内）的早期诊断。 PWI可以提供必要的血液动力学参数。2．磁共振灌注成像 PWI
磁共振灌注成像是指用来反映组织的微血 管灌注分布及血流灌注情况的磁共振检查 技术。
大致分为二种类型，即对比剂首过灌注成 像、动脉血质子自旋标记技术。
二、灌注成像的临床应用
1．脑缺血性病变
通过对局部脑灌注的测量可了解有关生理 功能及能量代谢的情况，灌注测定对于脑 缺血的诊断及治疗均有重要意义。灌注成 像分析脑血液动力学改变，通过评价脑血 流（cerebral blood flow，CBF）、脑血 容量(cerebral blood volume，CBV)及 平均通过时间(mean transition time， MTT)来描述早期缺血性脑卒中患者脑血流 低灌注区、梗塞区及缺血半暗带区，由此 获得较完整的早期卒中的诊断信息。
当脑局部灌注压下降时，脑组织可以通过 一定的自我调节机制使局部血管床扩张以 增加血容量来代偿。
2．颅内占位性病变
评价颅内肿块性病变时CBV是最有用的参 数。测量CBV作为辅助指标有助于评判脑 肿瘤的新生血管程度、分级和恶性度，鉴 别肿瘤样病变，监测治疗效果等。血管形 态和新生程度是区分颅内肿瘤类型、确定 其生物学侵袭程度的重要依据。反映肿瘤 血管化程度的活体CBV图，可用以间接评 判肿瘤新生血管。
（4）鉴别胶质瘤肿瘤复发和治疗性坏死
对治疗方案选择很重要，常规影像和临床检查常 常很难鉴别迟发放射性坏死和肿瘤复发。在病理 上两者表现迥异，放射性坏死为广泛血管损伤和 组织缺氧，而肿瘤复发为血管新生。在所有影像 学方法中，PET对鉴别较有帮助；但设备昂贵， 不能作为常规诊断手段。灌注成像的CBV图能够 反映肿瘤复发和放射性坏死在血管分布上的病理 差异。
周常伴不同程度水肿，但其内的毛细血管
床正常；肿瘤边缘以外无肿瘤细胞浸润。
孤立、实性转移常需与原发肿瘤鉴别。两 者病灶区rCBV表现相近，灶周水肿区差异 显著；原发肿瘤的rCBV 明显高于转移瘤， 这可能就是转移瘤周围仅仅是单纯水肿而
原发肿瘤除水肿外还有瘤细胞浸润的本质 差异的反映。
（7）脑原发淋巴瘤 脑原发淋巴瘤的治疗依靠 联合大剂量化疗和放疗而非手术。在诊断上,常规 影像有时很难鉴别脑原发淋巴瘤与多形胶质母细 胞瘤。灌注成像显示肿瘤新生血管特征的能力有 助于鉴别两者。脑原发淋巴瘤组织病理上的一个 显著特征就是以血管为中心生长、形成多层环形 结节并使血管周围间隙扩大。虽然肿瘤细胞可侵 犯血管内皮甚至侵入血管腔内，但新生血管却不 明显。因此脑原发淋巴瘤的rCBV明显低于多形胶 母的rCBV值。脑原发淋巴瘤有可能出现常规 T1WI增强明显强化而rCBV较低。有时与肿块性 脱髓鞘斑块鉴别困难,两者比较总体上脑原发淋巴 瘤的rCBV较高。
（2）立体定向引导活检
活检是确定肿瘤类型和级别的最后方法， 但只有从肿瘤恶性度最高处采样才能准确 分级。常规增强CT或MRI所显示的增强区 域只代表血脑屏障破坏而并不一定是肿瘤 最恶性部分。CBV图能显示血管分布增多 区，对于常规检查不增强的肿瘤，更是一 个有效的补充。
（3）评价治疗效应 抗血管生成药物的进 展使其能够主动选择性分离破坏肿瘤血管， 可附加于脑肿瘤化疗方案中。胶质瘤手术、 放疗、化疗后均需要影像检查评价肿瘤活 性，但常规CT或MRI增强并不能准确显示 肿瘤进程及肿瘤血管。在一组附加了抗血 管生成药物化疗患者的治疗过程中，系列 rCBV的测量与增强MRI相比能更好地反映 患者临床状况的变化。
（5）脑胶质瘤病 脑胶质瘤病是一种罕 见肿瘤，病理特征是中度多形的胶质细胞 沿正常结构内浸润而不破坏它，病变区细 胞数量增多但无脑实质破坏和新生血管。 灌注成像显示病变区缺乏血管增生，rCBV 甚至低于正常、未受累的脑白质。
（6）脑转移瘤 脑转移瘤多为血行转移， 在其生长中产生无屏障的新生血管网；瘤
（1）原发胶质瘤
胶质瘤的血管增生程度是决定病理学分级的重要 参数之一，目前临床上采用微血管密度计数作为 评价胶质瘤血管生成的金标准，随着胶质瘤恶性 程度的提高，其微血管密度也在提高。而从总体 上看，肿瘤恶性程度越高rCBV值越大，即多形胶 母>间变性星形细胞瘤>低级别胶质瘤，灌注成像 能够在活体上快速而几乎无创地量化反映组织的 血管生成及分布情况，从而达到对胶质瘤分级的 目的。
灌注成像主要有两个方面的内容:
一、是采用对水分子微量运动敏感的序列 来观察人体微循环的灌注状况；
二、是通过造影剂增强方法来动态的研究 器官，组织或病灶区微血管灌注情况。
核医学对局部组织血流灌注成像的研究较 早，CT、MRI灌注技术为近年来发展较为 迅速的成像方法。
一、灌注成像的技术
1、CT灌注 所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同
CBV正常、CBF下降、MTT上升、TTP上 升 —— 说明局部血流灌注减少，较轻，诊 断脑缺血
通过参数判断缺血组织能否恢复
1、相对灌注参数 rCBF>0.49或rCBV>0.85——提示缺血 脑组织可恢复可能性大
2、CBF下降、CBV正常——可恢复可能性大 CBF、CBV下降——不可恢复可能性大
（8）脑外肿瘤 颅内脑外肿瘤是指起源于颅内 非脑实质组织如脑膜、硬膜、颅骨、脑室、脉络 膜丛、松果体、垂体的肿瘤，以脑膜瘤最常见。 它们常有丰富的血管而又无血脑屏障，所以增强 显著。一般情况下常规影像检查鉴别脑内外肿瘤 不难，当脑内肿瘤侵犯硬膜或脑外肿瘤侵犯脑实 质时会给定位诊断造成困难。脑外肿瘤的rCBV明 显高于脑内肿瘤。值得注意的是由于脑外肿瘤没 有血脑屏障，造影剂很快漏出，rCBV的测量不可 靠。灌注曲线特征是首次通过后基线恢复缓慢。
脑血流灌注成像
灌注（Perfusion）是血流通过毛细血管网，将携 带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像 (perfusion imaging) 是建立在流动效 应基础上成像方法，与磁共振血管成像不同的是， 它观察的不是血液流动的宏观流动，而是分子的 微观运动。
利用影像学技术进行灌注成像可测量局部组织血 液灌注，了解其血液动力学及功能变化，对临床 诊断及治疗均有重要参考价值。
时，对选定层面通过连续多次同层扫描， 以获得该层面每一像素的时间－密度 （time-density curve，TDC）曲线，其 曲线反映的是对比剂在该器官中映了组浓 度的变化，间接反织器官灌注量的变化。
CT灌注成像参数
脑血流量 CBF 脑血容量 CBV 对比剂平均通过时间 MTT 对比剂峰值时间 TTP 毛细血管通透性 PS