医学影像技术体系 · 第 41 卷 / 共 44 卷

CTP 流程、参数判读与取栓决策

本卷导读

讲解 CT 神经灌注的检查流程、剂量优化、后处理与参数判读,讨论梗死核心高估、缺血半暗带、血肿扩大征象与一站式卒中 CT 的临床决策。

知识结构

  1. CTP 检查流程与剂量
    • CT神经灌注的检查流程
    • CT神经灌注的参数解读
    • CT灌注成像对缺血核心区的高估
    • RAPID与syngo.via神经灌注软件预测脑梗塞机械取栓完全再通后最终梗死体积的比较
  2. 后处理与参数判读
  3. 梗死核心、半暗带与错配
  4. 血肿征象与一站式卒中
    • 什么导致了CTA和CTP使用增加
    • 缺血性脑卒中“一站式”CT检查

CTP 检查流程与剂量

1. CT神经灌注的检查流程

“脑卒中”(cerebral stroke)又称“中风”、“脑血管意外”(cerebralvascular accident,CVA)。是一种急性脑血管疾病,是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病,包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中,占脑卒中总数的60%~70%。颈内动脉和椎动脉闭塞和狭窄可引起缺血性脑卒中,年龄多在40岁以上,男性较女性多,严重者可引起死亡。出血性卒中的死亡率较高。

根据世界卫生组织的报告,在全世界范围内,脑卒中已成为全球第二大常见死因。全球每年有接近600万人死于脑卒中。我国每年有超过200万人死于脑卒中。

GlobalHealth Estimates 2016: Deaths by Cause, Age, Sex, by Country and by Region,2000-2016. Geneva, World Health Organization;。根据我国脑卒中中心建设的要求,CT检查是脑卒中检查的必备技术,而对于6小时后的脑卒中的灌注检查非常有必要。

楼敏,王伊龙,李子孝,等. 中国卒中中心建设指南. 中国卒中杂志,

2015, 10(6):499-507。除了平扫CT和CT血管造影之外,CT灌注成像还有助于帮助脑卒中患者的治疗方案的选择。传统CT受限于探测器宽度,覆盖范围有限,但随着自适应4D螺旋扫描模式(摇篮床模式)的引入,这一关键限制被克服,从而实现了全脑CT灌注。

研究发现,使用摇篮床模式采集覆盖范围可以超越探测器限制,达到全器官或者全脑的覆盖,且灌注数据准确。且相对于增宽探测器,摇篮床模式的图像质量更好。

灌注可以获得不同的功能参数(图片源自网络)。将患者放在检查床上仰卧,确保头部位于孔洞的中心位置。

将患者头部向前倾斜,可以使用可倾斜的头部固定装置和缓冲垫,以获得扫描范围的最佳位置:扫描范围的下边缘平行于颅骨底部,略高于颅骨底部,平行于AC-PC线。如果设备不支持摇篮床扫描模式,可以根据平扫的图像确定灌注扫描范围,将怀疑的病变区域放置在扫描范围的中间位置。

由于动态扫描过程中的头部移动可能导致无法分析的灌注数据,因此应特别注意确保头部位置固定。在这种情况下,可以与患者交谈并解释检查过程,要求患者在扫描过程中不要移动头部,并且使用额外的头部固定绑带。

神经灌注软件的运动校正功能对头部运动有一定的校正作用。然而,最小运动将导致更可靠的结果,特别是如果使用自动模式。

患者头部的正确和稳定定位对于灌注评估至关重要,是自动中风模式产生可靠结果的先决条件。

如果需要更大范围的扫描,应该考虑使用铅皮或铋皮将晶状体覆盖,防止射线直射导致对晶状体的伤害。

将一根大尺寸套管针(16或18G)置于肘正中静脉,并与双筒高压注射器连接。将对比剂储存在恒温箱中,并通过加热套在针筒处加热,以降低对比剂的粘滞度,减少不良反应的发生。

注意静脉留置针的选择(图片源自网络)。准备完成后,对比剂注射同时按下扫描键,一般延迟4秒开始进行灌注扫描。对比剂一般选择高浓度对比剂,注射速率一般为5-8ml/s,对比剂的注射时间一般为6-8s,最多不能超过8s,然后以相同流速注射生理盐水30-40ml氯化钠。

使用默认的神经灌注扫描方案,如果采用自适应4D螺旋扫描协议,一般使用70或80 kV,150-200 eff mAs,根据需求选择合适的扫描范围,不需要追求大范围的扫描,只要将怀疑有问题的部位覆盖就可以。总扫描时间为40-45秒,每1.5秒扫描一次,共扫描25-30次。

与大多数传统的去卷积算法不同,西门子软件不需要扫描时间长达60秒来计算适当的灌注结果,这是帮助减少不必要的辐射的一个重要考虑因素。由于采用了先进的算法(最大斜率模型和优化的去卷积模型),40-45秒动态扫描足以计算可靠的灌注参数图。

数据采集的完整准确,是获得良好可信的结果的前提,因此特别需要引起注意。

辐射剂量是CT的重要议题,特别是灌注。人们提到灌注,一般首先会想到的问题就是辐射剂量高。这种担心不足为奇。在CT灌注刚刚运用于临床时,美国曾发生过由于灌注辐射剂量过大导致患者出现照射部位脱发的事件,虽然十几年的时间过去了,但是还是让人心有余悸。(关于辐射剂量的计算方法,可以参考CT辐射剂量相关知识入门)。

早期CT灌注一般使用120kV,导致辐射剂量过大,随着技术的进步,目前大多使用80kV进行灌注成像。使用70-80kV扫描剂量更低。

华西医院李真林主任团队尝试使用70千伏代替80千伏进行神经灌注研究,结果认为,使用70千伏进行神经灌注检查是可行的。

最近有德国学者利用SOMATOM Definition AS对低剂量CT灌注进行了研究,常规剂量组使用80kV,180mAs;低剂量组将mAs降低为常规组的40%,即72mAs。结果表明,在动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者的VPCT成像中,辐射剂量可降低至原始剂量水平的40%(管电流-时间乘积,72 mAs),而不影响对脑灌注损伤(表明血管痉挛)的诊断准确性。

常规剂量和低剂量CT灌注图像:76岁男性患者,动脉瘤性蛛网膜下腔出血(源自基底动脉瘤)6天后出现脑血管痉挛,两侧半球的低灌注区域表明脑血管痉挛,可以在常规剂量和低剂量的容积CT灌注图像上识别。

常规剂量和低剂量CT灌注图像:67岁女性患者,怀疑基底动脉瘤引起的动脉瘤性蛛网膜下腔出血5天后出现脑血管痉挛。显示两侧半球灌注正常,常规剂量和低剂量容积CT灌注图像对血管痉挛均为阴性。

作者设置72mAs的主要依据为既往研究发现,管电流降低到50-80mAs,获得的灌注图像仍然是可以接受的。主要参考如下研究。

OthmanAE, BrockmannC, Yang Z, et al. Effects of radiation dose reduction in Volume Perfusion CTimaging of acute ischemic stroke. EurRadiol2015;25(12):3415-3422 .。NiestenJM, van der SchaafIC, Riordan AJ, et al. Radiation dose reduction in cerebral CT perfusionimaging using iterative reconstruction. EurRadiol2014;。另一项研究中,作者将管电流从180mAs降低到70mAs,灌注参数没有明显影响。

SOMATOM Force扫描。80kV,35mAs,有效辐射剂量0.99mSv.。CT神经灌注检查降低管电流时需要密切灌注图像质量及诊断结果,如果是其他部位的灌注成像,应该根据患者的体型对mAs进行适当修改,以保证准确的诊断结果。

研究发现,使用1.5s,3s,4.5s,6s等不同时间间隔采集,如果时间间隔大于3s,则灌注参数将受到明显影响,因此采集时间不应大于3s。

有些设备的一站式检查方案将神经灌注与头颈血管一次检查完成,小剂量测试后,在动脉血管到达峰值的时间,将扫描模式切换,采集CTA数据,然后再切换为灌注方案。这种检查方法牺牲了最需要密集采集的时间点的数据,会造成灌注结果的不准确,临床使用过程中需要注意。

有学者研究发现,如果灌注采集时间间隔大于3s,则灌注参数将受到明显影响,因此采集时间不应大于3s。

如果使用最大斜率法进行后处理分析,可以在组织扫描的后段采用稀疏的采集,以减少辐射剂量;如果使用去卷积算法进行后处理分析,需要注意在扫描全程中都应该使用密集的采集方式,以保证结果的准确性。

还需要注意防护眼球,注意尽量避免射线直接照射晶状体。

5 扫描时间40s左右,不要超过45s。为了可靠地解决脑的快速血液动力学方面的问题,需要采用较高的时间分辨率。必须将适当的动态模式(适应性四维螺旋扫描、快速动态序列或动态多层扫描)与至少1.5秒的采样时间配合使用。时间选择和总计检查时间应当满足两个要求:

为了获得稳定的基线,数据采集的最初几秒(至少2个时间点)应处于对比剂增强开始之前的预造影阶段中。

检查应当一直持续直至侧支循环覆盖的区域达到晚期团注高峰。

研究表明,总计检查时间为40秒到45秒通常足以覆盖此时间段。

采集次数也影响辐射剂量,因此不应该采集过多的次数,一方面会导致辐射剂量升高,一方面可能会导致动脉的二次循环影响时间密度曲线的准确性。

由于采集时间短,因此注射对比剂的方案也应该相应优化,不能速率过低,一般不应小于5ml/s,且对于神经灌注,对比剂的注射时间不应超过8s(时间越短越好,5s或6s最为理想)。对比剂团注被控制在尽可能短的时间内,由于通过时间很短,因此可以获得最佳的灌注图像质量。

在受控的临床研究中,通常使用35-50ml的非离子型对比剂(浓度300到400 mgI/ml)以及5-8 ml/s的流速。应始终使用大号套管针(16或18G)将对比剂注射到肘前静脉中。盐水团注必须以注射对比剂时的相同流速进行注射。

低粘滞性液体与高粘滞性液体比较,对比剂加温到体温可以明显减少粘滞性。

启动延迟4s(允许的最小延迟时间是2s)

注射和扫描在同一时间开始(也就是说,实际的扫描在注射开始4s之后开始)。采集数据时间40s,最长不超过45s。可以由于特殊原因对这种标准方案进行修改,例如,对于心输出量较低的病人,可以将启动延迟增加几秒钟。

还有一个问题,有些设备的灌注方案使用了迭代重建,发现,使用或不使用迭代重建对灌注的结果没有显著影响。

左侧为使用迭代重建,右侧没有使用迭代重建,灌注参数没有影响。

脑灌注是一项非常重要的功能检查方式,在使用过程中需要特别注意辐射剂量,在解决了辐射剂量的问题之后,就可以放心地常规应用了。

CT灌注成像作为功能成像的方法,临床应用越来越广泛,特别是在脑卒中缺血半暗带评估方面有重要的价值。早期的灌注检查受限于探测器的宽度,仅能实现很小的覆盖范围。随着技术的不断进步,比如容积探测器及4D螺旋扫描模式的出现,使得大范围灌注成像成为可能。

这里有一个问题,相较与不动床的灌注成像,使用摇篮床模式的灌注成像结果准确吗?

灌注的原理是基于同层动态扫描实现的。1979年,Axel率先倡导从动态增强CT资料中了解组织的血流灌注情况,开创了功能性CT成像的先河。动态扫描的实现基于静脉注射对比剂后在感兴趣区进行多次连续的扫描,从而获得感兴趣区的时间密度曲线,然后利用不同的数学模型,计算出各种灌注参数值。目前常用的数学模型为去卷积法和非去卷积法里的最大斜率法。

非去卷积法应用Fick原理,即组织器官中对比剂蓄积的速度等于动脉流入速度减去静脉流出速度,它又分为瞬间法和最大斜率法。

去卷积法是在上述两种非去卷积法概念的基础上,由Cenic等于1999年提出。由于非去卷积法假定对比剂的注射速率是瞬间的,与实际情况不相符合,要想获得血流量和平均通过时间的定量结果,运算法必须要考虑到对比剂的实际注射速率,把每个像素位置的时程数据转化为相应的推动剩余函数(impulseresidue function,IRF),或称为脉冲式特征曲线函数(impulse responsefunction,IRF)。去卷积法利用推动剩余函数计算对比剂静脉流出,对灌注的流入动脉和流出静脉综合考虑,计算BF、BV和MTT时不需要对潜在的脉管系统进行假设,与实际的血流动力学相近,计算出的灌注参数和函数图更能反映病变内部的实际情况。去卷积法是除肝脏灌注之外,首选的灌注分析数学模型。总结一下原理,灌注之所以能够实现,主要是依据获取的时间密度曲线,准确的时间密度曲线依赖于两点:

一是灌注检查过程中体素的位置不变,这就要求在检查过程中固定好患者检查部位,容易受呼吸运动影响的部位进行屏气检查,以及优化的运动校正算法;采集范围内的运动可以通过运动校正算法可以,但是如果由于运动导致感兴趣区运动到覆盖范围之外,就会影响相应部位的灌注分析。

二是同一体素相对密集的动态采集,越是密集的采集结果越准确,但是这里有一个问题,越是密集的采集同样意味着辐射剂量越高,目前一般认为小于3s的时间间隔灌注结果还是准确的,但是如果两次采集的时间间隔超过3s,灌注结果就会受到明显的影响。因此目前所有一次打药完成的头颅CTP和头颈部CTA都有灌注结果不准确的风险。

传统的灌注是在检查床不动的情况下完成的,扫描范围的最大宽度为探测器宽度,传统的64排CT灌注的覆盖范围一般在4cm左右。为了看到更大范围的灌注情况,主要有如下两种方法可以选择:

一是继续增加探测器宽度,自2007年以来,最宽的探测器维持在16cm,其灌注的覆盖范围最宽在15.5cm左右,基本可以覆盖全脑。

二是使用可变螺距的摇篮床模式(adaptive 4D spiral),也就是通常说的摇篮床模式。这种模式是在检查过程中检查床在往复匀速运动,从而将覆盖范围扩大到探测器宽度之外。

不动床模式和摇篮床模式采集方式的比较。使用摇篮床模式采集覆盖范围可以超越探测器限制,达到全器官或者全脑的覆盖,且灌注数据准确。

一项实验研究发现,与标准的不动床密集采集的时间密度曲线相比,使用摇篮床模式的100mm覆盖范围和148mm覆盖范围的数据在不同位置均有一致的时间密度曲线。

摇篮床模式的灌注结果与与不动床扫描模式一致。研究发现,具有可变螺距和1.5秒采样率的周期性4D螺旋扫描模式(摇篮床模式)可用于定量确定组织流量。它们的性能相当于采用标准动态扫描模式的等距采样。研究的100mm和148mm范围允许覆盖整个大脑或整个器官进行灌注成像。

a Definition AS 64层CT探测器宽度1.92cm,b Definition AS 64层CT摇篮床模式覆盖宽度6.7cm,c Somatom Definition Flash 探测器宽度3.84cm,d Somatom Definition Flash摇篮床模式覆盖宽度14.8cm。

一项使用64层CT和双源进行的不动床灌注和摇篮床模式肝脏灌注的研究证明,摇篮床模式在肝脏CT灌注成像中可行,它将先前容积覆盖的局限性扩展到了CT扫描仪探测器宽度之外。使用自动运动校正软件可以成功地减少呼吸运动。肝脏4DCT提供了正常和转移肝组织灌注模式的定性和定量信息,具有较高的可靠性。

综上,使用摇篮床模式可以得到准确的灌注结果,同时可以覆盖更大的范围。灌注结果是否准确主要取决于扫描过程中患者的配合以及采样的时间间隔,通常采样时间间隔应小于3s。

最后还有提醒一下,灌注检查是一个辐射剂量相对较高的检查,操作人员需要根据检查目的合适选择灌注的覆盖范围,从而减少不必要的辐射暴露。

CT神经灌注的参数解读

根据最新的研究发现,中国人群总体的终身卒中风险和男性的风险分别高达39.3%和41.1%,在同项比较中均居于全球首位。说明我国脑卒中的防治任重道远。

综合性别和年龄评估2016年全球人群卒中终生风险。The GBD 2016 Lifetime Risk of Stroke Collaborators. Global, Regional, and Country-Specific Lifetime Risks of Stroke, 1990 and 2016. N Engl J Med 2018;。脑卒中的病理过程简单地可以分为缺血和出血两种。

脑卒中需要分为两个类型,缺血性脑卒中和出血性脑卒中。

缺血性中风的发生是由于部分大脑供血不足,引发了缺血性级联反应,如果缺氧超过60-90s,脑组织就会停止功能,大约3小时后,脑组织将遭受不可逆转的损伤,可能导致组织死亡,即脑梗塞。

动脉粥样硬化斑块的栓塞性梗塞发生在循环系统其他部位形成的栓塞,通常是由于心房颤动而在心脏形成,或是在颈动脉形成的栓塞,破裂,进入大脑循环,然后滞留并阻塞脑血管。

由于大脑中的血管现在被阻塞了,大脑的能量变得很低,因此它利用脑组织缺血区域内的厌氧代谢。厌氧代谢产生较少的三磷酸腺苷(ATP),但会释放一种称为乳酸的副产物。乳酸是一种刺激物,可能会破坏细胞,因为它是一种酸,会破坏大脑中正常的酸碱平衡。

当缺血脑组织中的氧气或葡萄糖耗尽时,高能量磷酸化合物(如三磷酸腺苷(ATP))的生产失败,导致组织细胞存活所需的能量依赖过程(如离子泵)失败。

神经损伤的一个主要原因是兴奋性神经递质谷氨酸的释放。神经系统细胞外的谷氨酸浓度通常由所谓的摄取载体保持在较低的水平,而摄取载体是由细胞膜上离子(主要是钠离子)的浓度梯度驱动的。

然而,中风会切断氧气和葡萄糖的供应,从而为维持这些梯度的离子泵提供动力。结果,跨膜离子梯度下降,谷氨酸转运蛋白反向,将谷氨酸释放到细胞外空间。

谷氨酸作用于神经细胞中的受体(尤其是NMDA受体),产生大量钙,激活消化细胞蛋白质、脂类和核物质的酶。

钙的涌入也会导致线粒体的衰竭,这会进一步导致能量消耗,并可能由于程序性细胞死亡而触发细胞死亡。

缺血还诱导产生氧自由基和其他活性氧。它们与许多细胞和细胞外元素发生反应并对其造成损害。对血管内壁或内皮的损伤尤为重要。

许多抗氧化神经保护剂,如尿酸和NXY-059,在内皮细胞水平工作,而不是在大脑本身。

自由基还通过氧化还原信号直接启动程序性细胞死亡级联的元素。

这些过程对于任何类型的缺血组织都是相同的,统称为缺血级联。然而,脑组织特别容易缺血,因为它不像大多数其他器官,几乎没有呼吸储备,完全依赖有氧代谢。

除了对脑细胞的损伤作用外,缺血和梗死还可能导致脑组织和血管结构完整性的丧失,部分原因是由于基质金属蛋白酶的释放,基质金属蛋白酶是锌和钙依赖性酶,分解胶原、透明质酸和其他结缔组织成分。

血管结构完整性的丧失会导致脑水肿的血脑屏障的破坏,从而导致脑损伤的继发性进展。

大脑中动脉高密度征,平扫显示左侧大脑中动脉高密度,7小时后复查,相应区域出现低密度,提示缺血性脑卒中。

出血性脑卒中的一些原因是高血压出血、动脉瘤破裂、房室瘘破裂、既往缺血性梗死的转变和药物引起的出血。

它们通过引起扩张性血肿或血肿组织压缩而导致组织损伤。

脑出血及周围的脑水肿(图片源自网络)。压力可能导致受影响组织供血不足,导致梗塞,脑出血释放的血液对脑组织和血管有直接毒性作用,炎症导致出血后继发性脑损伤。

正确解读参数,对于评估患者的情况,判断预后具有重要的价值。目前我们一般推荐使用去卷积算法进行处理分析,经过后处理,可以获得如下的参数:

Syngo.via CT Neuro Perfusion配置界面。脑血流量(CBF)是指在给定时间段内大脑的血液供应。成人CBF通常为750ml/分钟或心脏输出量的15%。这相当于每100克脑组织每分钟平均灌注50到54毫升血液。CBF受到严格的调节,以满足大脑的代谢需求,过多的血液(一种称为充血的情况)会升高颅内压,从而压缩和损伤脆弱的脑组织。如果流入大脑的血液低于每100克每分钟18至20毫升,则会导致血流量过低(缺血),如果血流量低于每100克脑组织每分钟8至10毫升,则会导致脑组织死亡。

血容量反应组织血液灌注量,代表有功能的毛细血管数量,并与血管大小和毛细血管的开放数量有关。

局部团注时间(开始时间(TTS)、达峰时间(TTP)、排放时间(TTD))。到达IRF中央的通过时间(TMax)。Tmax是目前灌注研究的热门领域,一般认为Tmax大于6s提示脑组织缺血。研究发现,侧枝循环较好的患者,Tmax不会明显延长,而CBV会正常或升高。

渗透性反应了血脑屏障是否破坏,渗透性增高,提示血脑屏障破坏。

梗死灶周围缺血性半暗带的血流灌注压在一定范围内波动,机体通过侧枝循环和小动脉,毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持CSV相对稳定,而CBF轻度降低,MTT和TTP/Tmax延长。如果缺血加重,CBF降低明显、CBV随之下降,使脑组织发生不可逆性梗死。

1977年,Astrup等通过动物实验首次提出缺血半暗带的概念。

1981年,Astrup将缺血半暗带定义为:脑缺血后坏死周围的脑组织,其血流灌注水平低于维持正常脑功能的血流水平,但高于引起脑形态结构发生改变的脑血流水平。主要用于描述潜在的可逆性损伤的梗死周边区,该区域如不能在时间窗内使血流得到恢复或采取其它的措施阻止细胞的死亡过程,即可发展成梗死。

右大脑中动脉近端闭塞造成的缺血半暗带随时间变化。大脑中动脉闭塞后不久,大脑的两个区域变得明显。较小的区域代表不可逆损伤的梗死核心。核心周围是一个灌注减少的区域,即缺血半暗带,它可能会引起明显的神经症状。梗死核心和缺血半暗带的相对大小由侧枝流的质量决定。随着时间的推移,缺血半暗带会收缩,梗死核心也会扩大。侧枝循环好,缺血半暗带收缩慢,梗死核心扩大慢,侧枝循环差,缺血半暗带收缩快。

CBF和CBV明显降低提示脑组织发生了不可逆梗死,缺血半暗带一般通过CBF的降低确定,一般CBF降低,CBV无明显变化为缺血半暗带,这是缺血半暗带区侧支循环建立及血管代偿性扩张的结果,而CBV与CBF不匹配的区域可以定义为缺血半暗带。应用CTP判定缺血半暗带的方法中普遍认可的主要有对比法(患侧CBF/健侧CBF)和不匹配法(CBF与CBV不匹配),由于患者的个体差异,理论上对比法较不匹配法对半暗带的判定更准确。当CBF下降程度小于50%可认为该组织存在存活的可能性,当其下降大于66%时,该部分组织死亡可能性增大;而当CBF下降大于80%,该区域脑组织基本死亡,提示无可逆缺血半暗带(参考上面章节CT神经灌注参数的意义CBF)。对比法也存在一个问题,如果两侧均发生了脑卒中,则不存在比较的意义。并且,相对的健侧可能也不是完全没有问题,如颈动脉斑块可能会导致血供的减少。

不同CBF阈值的核心梗死体积。三个不同的患者梗死核心的层面。在最左边的四列中,红色像素是指CBF低于四个不同相对阈值的像素:20%、30%、40%和50%,即每个阈值定义的假定核心病变。在右侧的DWI图像中,红色区域反映了实际的基于DWI的梗死核心范围(由放射科医生手动标记)。每幅图像下的体积反映了16个层面的累积梗死核心体积,体积计算结果分别为斜线前的单侧,斜线后的双侧体积。

和MTT>10s可诊断为缺血半暗带,其敏感度和特异度达到70%以上。

目前对于缺血半暗带的研究以Tmax为主。基于磁共振的研究发现,Tmax大于6s可以作为缺血半暗带的评价标准。CT的Tmax作为一个新的评价缺血半暗带的方式,还需要进一步的研究。

基于磁共振的研究,发现4-6s的 Tmax时间定义缺血半暗带较为合适。

“幽灵”梗死区(ghost infarct core,GIC)。一项研究发现,入院CTP分析的核心梗死区与最终梗死体积(采用24~36 h后的CT扫描评估)存在一定差异,当初始核心梗死区-最终梗死区>10 ml 定义为“幽灵”梗死区。由于初始的CT灌注可能会夸大核心梗死区,梗死体积差异超过20 ml的比例高达29%,尤其是对于能够在发病185min内完成CTP检查的患者,发生这一现象的概率更高。因此基于CTP决定再灌注治疗策略可能会剔除部分仍可受益的患者,在数据评估时需要注意。由于目前对于梗死核心的灌注参数定义还没有统一的标准,还有待进一步的研究。

S Boned, M Padroni, M Rubiera, et al. Admission CT Perfusion May Overestimate Initial Infarct Core: the Ghost Infarct Core Concept. J Neurointerv Surg. 2017 ;。一般认为,溶栓的最佳时间是起病后3-4.5个小时内,个别情况可以延长到6小时。起始时刻的计算方法是患者last known normal的时刻开始计算。对于一般卒中,last known normal的时刻和症状发作时刻几乎是同一时刻。而对于醒时卒中,一般不能观察到患者何时发病,只能记录到last known normal的时刻。

最新的一项研究由斯坦福大学发表的依据灌注图像下选择发病6-16小时机械取栓研究(DEFUSE 3)。研究将入组患者随机分配至血管内血栓切除术组和单纯药物治疗组,研究的主要终点是干预90天后的改良Rankin量表评分变化情况。

结果发现,与药物治疗组相比,取栓组患者随访90天后的改良Rankin量表评分显著改善。与药物治疗组相比,取栓组患者实现再灌注及再通者的比例均更高。就安全性而言,与药物治疗组相比,取栓组患者症状性颅内出血发生率并无显著差异,死亡率有降低趋势。

对于大脑中动脉近段和颈内动脉梗死、并且组织还没有发生梗死的发病6-16小时的缺血性卒中患者,血管内取栓治疗加上标准治疗与单纯标准治疗相比,有更好的功能结局。

血管内治疗组患者接受血管内治疗加标准药物治疗。药物治疗组的患者单独接受标准药物治疗。改良Rankin量表评分范围为0至6分,0分表示无症状,1分无临床意义残疾,2分轻微残疾,3分中度残疾,4分中重度残疾,5分重度残疾,6分死亡。在评分的总体分布上,血管内治疗组优于药物治疗组。

另一项名为DAWN的多中心前瞻随机开放标签结局盲法评价的临床试验研究,应用磁共振弥散加权成像(DWI)或计算机断层扫描灌注成像(CTP)评估临床半暗带分诊醒来卒中及迟发型卒中患者应用Trevo装置行取栓治疗。

研究结果显示,在有效性结局方面,90天mRS评分和神经功能独立(mRS≤2)概率,取栓组都显著优于对照组。对于安全性结局,24h的症状性颅内出血和90天任何原因所致的死亡,两组间没有显著差异。

90天时改良Rankin量表的得分分布。

所示为血栓切除术组和对照组患者的残疾评分在改良Rankin量表上的分布(范围从0到6,较高的评分表明更严重的残疾),包括总体意向治疗人群(A组)和根据中风发作时间确定的亚组(PANEL b)。栏中的数字是每个得分的患者的百分比;由于四舍五入,这些百分比可能不等于100。对于第一个主要终点,根据以患者为中心和以临床医师为中心的研究计算的平均值对改良Rankin量表的得分进行加权。对于第二个主要终点,功能独立性定义为改良Rankin量表上的0、1或2分。

如果患者其他条件均符合,大脑中动脉高密度征不应作为静脉溶栓的排除标准。(III 无益,B-R,新推荐)。不能因为多模态CT和MRI(包括灌注成像)而延误静脉注射阿替普酶。(III 无益,B-NR,新推荐)。对于无肾功能不全病史并怀疑有颅内大血管闭塞且适合血管内治疗的患者可在肌酐检测前先行CTA检查。

对于可能需要进行机械取栓的患者,除了颅内血管影像外,颈动脉颅外段和椎动脉影像可为患者的筛选和血管内治疗提供有用的信息参考。

对于发病 6 h 内的拟采取机械取栓患者,在已行CT/CTA或MRI/MRA检查后,不推荐再行灌注成像检查。(III 无益,B-R,新推荐)。对于前循环大动脉闭塞的急性缺血性脑卒中患者,如果最后看起来正常的时间在 6-24h,推荐进行CTP、MRI弥散或灌注成像帮助筛选适合进行机械取栓的患者。但必须严格符合相关 RCT 研究中证实的可以带来获益的的影像或其他标准的患者才可以进行机械取栓。

William J. Powers, Alejandro A. Rabinstein, Teri Ackerson,et al.2018 Guidelines for the Early Management of Patients With Acute Ischemic Stroke: A Guideline for Healthcare Professionals From the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke.2018;49:e46-e99 DOI: 10.1161/STR.0000000000000158.。如果使用最大斜率法进行灌注分析,可以获得达峰时间图(TTP),TTP反应了对比剂到达峰值的时间。

84岁患者,左脸、左侧上肢和下肢无力2小时。(A)达到峰值的时间显示大脑右中动脉区域明显增加,无黑洞存在。(B)展示时获得的脑血容量和(C)脑血流量图。(D)2小时后进行的弥散加权磁共振成像显示没有急性梗死病变的迹象。

1 必须是TTP图像中的黑洞

2 需要参考平扫CT数据除外脑脊液,血管,骨组织等

4 周围组织TTP值增加(穿支动脉供血区域除外)。

判读具有急性中风症状的病人的syngo.CT Neuro Perfusion图像时,如果设备不具备适应性四维螺旋扫描模式,syngo.CT Neuro Perfusion可能无法检查整个脑部。因此只能分析被扫描并得到重建的容积,这意味着完全位于扫描断层外的很小的缺血病变有可能被漏诊。

一项分别对74名病人和70名病人进行的二维灌注研究表明,即使受到了扫描范围的限制,syngo.CT Neuro Perfusion对于检测早期缺血仍具有91%的敏感性和100%的特异性。

100%的特异性意思是在syngo.CT Neuro Perfusion中显示为灌注缺损的部分是确实存在缺血(没有假阳性)。

91%的敏感性意思是9%缺血病变没有在灌注图像中显示,因为它们完全处于扫描区域之外。

König M, Klotz E, Heuser L. Zerebrale Perfusions-CT Theoretische Grundlagen, methodische Realisierung und praktische Erfahrungen in der Diagnostik des ischämischen Hirninfarkts.Fortschr Röntgenstr.2000;。在上述研究的设置中,也得出了在医院中对于这些小的病变不在治疗计划中进行治疗的结论。因此需要结合所有可用的临床信息和诊断信息,来正确判读syngo.CT Neuro Perfusion的阴性结果。

研究表明,CT Neuro Perfusion参数图像也可以用于鉴别梗死区和有风险的组织,准确率约为80%。

左侧大脑中动脉闭塞患者的CBF、CBV和TTP图。缺血区域的范围在CBF和TTP图像上显示清楚。额颞叶和岛叶皮质梗死(箭头所示)均以rCBF和rCBV降低(分别为0.18和0.28)表示。尽管rCBF较低(0.40),但由于rCBV值为0.68,对后颞皮质(箭头)的可逆性缺血进行了预测。第2天的CT平扫证实了这一点。

也可以使用syngo.CT Neuro Perfusion来评估髓内脑部肿瘤灌注扫描。一项对46名病人进行的研究表明,流量提取乘积(FE)对于区分低级别和高级别神经胶质瘤具有97%的敏感性和100%的特异性。

通过将脑血流量和流量提取乘积结合使用,可能有助于鉴别高级别神经胶质瘤和原发性中枢神经系统淋巴瘤。

58岁男性,多形性胶质母细胞瘤,增强CT MIP重建图像(a)显示强化的肿块,与正常脑组织相比,其血流量(b)和血容量(c)明显升高,局部渗透性(d)明显增加。

72岁女性,原发性脑淋巴瘤。与对侧正常脑实质相比,右侧豆状核病变表现出典型的淋巴瘤灌注特征:常规增强(a),CBF(b)或CBV(c)无明显增加,但渗透性(d)显著增加,表明血脑屏障受到严重破坏。

P, Xyda A, Klotz E, et al. Dynamic CT perfusion imaging of intra-axial。brain tumors:differentiation of high-grade gliomas from primary CNS。lymphomas.Eur Radiol, 2010, 20, 2482-90.。总的来说,关于CT神经灌注,还有很多领域等待我们去研究。不要放过细微的征象,一定可以帮助发现更多的信息。

2. CT灌注成像对缺血核心区的高估

前循环大血管闭塞性脑卒中患者血管内治疗(EVT)的影像学选择是近年来迅速发展的一个研究领域。在早期窗口EVT试验发表后,DAWN和DEFUSE

3研究表明,基于灌注成像的血管内治疗的影像学选择可以延长治疗时间患者从再灌注获益的时间窗。需要治疗的数量与早期窗口试验的数量相似,这可能与选择具有更好成像特征的患者有关。

在特定条件下,CTP对缺血核心估算的准确性受到了挑战。幽灵梗死区(ghost-core)概念意味着在CTP上高估缺血核心被认为是时间依赖性的(症状出现到成像和成像到再灌注之间的时间越短,缺血核心高估的概率越高)。不同的研究进一步支持了CTP评估缺血核心区受不同因素影响的假说。考虑到CTP图像是血流动力学组织状态(低灌注严重程度)的静态快照,而不是真实的组织命运(梗死或无梗死),侧支循环不良的患者可能有更高的缺血核心高估风险。在症状出现后早期成像的患者中,严重低灌注的脑区可能被错误地认为已经被CTP定义为梗死。来自西班牙的学者在Stroke发表文章,回顾分析了在三级卒中中心对接受EVT治疗的患者,评估侧支循环状态和时间与缺血核心高估CTP的关系。如果在EVT后实现了再灌注,则这种关联的精确表征可以帮助充分定义缺血核心,并提供更准确的结果预期。

本研究是一个回顾性单中心研究,包括血管内治疗后再灌注的前循环大血管卒中患者。

(1)前循环大血管闭塞(颈内动脉末段和大脑中动脉M1-M2段)继发的急性缺血性卒中

(2)包括CTP在内的基线影像学检查

(3) 使用市售设备进行EVT后成功再灌注(定义为脑梗死改良溶栓[mTICI]2B-3)和

(4)24至48小时随访平扫CT(NCCT)。

所有图像均通过SOMATOM Definition AS+(西门子,Erlangen,德国)128层CT获得。成像方案包括从枕骨大孔到颅顶的基线NCCT以排除出血并评估ASPECTS评分,然后CTP以评估缺血核心和侧枝状态。随访24~48小时,在NCCT上测量最终梗死体积。

CTP协议如下:动态成像模式,采集61秒,管电压70 kV,管电流90 mAs,准直32x1.2mm。在以5ml/s的流速注射50ml造影剂(总脑覆盖范围为86mm)后,延迟3s采集图像。成像平面与前颅窝底部平行,从眼眶上方开始。有严重运动伪影(n=8)或截断采集(n=7)的患者被排除在研究之外。

CTP衍生缺血核心和低灌注组织使用RAPID软件(iSchemaView,Menlo Park, CA)进行测定。RAPID使用延迟不敏感算法并设置阈值来估计缺血核心区,与对侧半球相比,脑血流量相对减少 10秒的容积/Tmax > 6秒容积,比率越高,说明到达延迟的区域越大。HIR是一种灌注成像输出,与侧支循环和梗死增长率密切相关。当HIR≥0.4时,患者被认为存在严重的低灌注,与DSA显示的侧支循环不良相关的临界点。

根据ECASS-II标准,在24至48小时后进行NCCT,以评估最终梗死和出血转化程度。脑实质出血患者随访影像学上2型出血性转化(n=21)被排除在研究之外。两名对临床数据不知情的观察者使用OsiriX软件(Pixmeo-SARL,Geneva)手动划定梗死边界。采用半自动方法计算梗死体积。观察者最终梗死体积测量值之间的相关性很强(r=0.875,P<0.01)。当CTP衍生缺血核心大于最终梗死体积时,考虑缺血核心高估。

A、散点图表示CT灌注(CTP)衍生缺血核心与最终梗死之间的相关性。x轴代表CTP衍生的缺血核心体积,y轴代表最终梗死体积。虚线代表100%相关性的参考线和70。黑线表示线性回归输出。B、Bland-Altman图。x轴代表CTP衍生核心和最终梗死体积的平均值,y轴代表其差值。黑色水平线表示梗死的中位差异,虚线表示95%的顺位。

最终共有407例患者纳入分析。

CTP衍生缺血核心和最终梗死体积的中位数分别为7ml(四分位数范围0-27)和20ml(四分位数间范围,5-55)。中位低灌注强度比为0.46(四分位间范围,0.23-0.59)。83例(20%)出现缺血核心高估(中位数高估,12ml[四分位数范围,41-5])。

经CTP衍生缺血核心和混杂变量调整的多变量logistic回归分析显示,不良侧枝状态(灌注强度比每增加0.1;调整后比值比为1.41[95%CI,1.20-1.65]),早期开始成像时间(每60分钟;调整后比值比,1.14[CI,1.04-1.25])与缺血核心高估独立相关。调整后比值比,1.17[CI,0.96-1.44])没有显著相关性。侧支状态对缺血核心高估的不良影响随成像时间的不同而不同,对早期影像学检查患者的影响较大(Pinteraction<0.01)。

代表缺血核心(IC)高估患者比例的条形图。条形图表示IC高估患者的比例,取决于低灌注强度比(A)、发病至成像时间(B)、CT灌注(CTP)衍生缺血核心体积(C)和成像至再灌注时间(D)。

建立多变量Logistic回归模型,评估相关变量与缺血核心高估的独立相关性。时间和附带状态之间交互作用的图形表示。

低灌注强度比(x轴)和开始成像时间(y轴)散点图。黑色和浅灰色圆点分别代表有或没有缺血核心高估的患者。虚线表示低灌注强度比(0.4,垂直)和开始成像时间(240分钟,水平)的截止点。

根据侧支状态(良好:低灌注强度比[HIR]≤0.4。vs差:HIR>0.4),缺血核心(IC)高估的预测概率作为发病时间与成像时间的函数。粗线表示线性回归输出。虚线表示95%CI。

在这个单中心回顾性研究中,作者旨在评估缺血核心高估的患者比例及其与不同因素的关系;关注侧支状态、开始成像时间及其相互作用,以分析侧支状态差在多大程度上可能导致不同时间点的CTP缺血核心高估。在相当一部分患者中,根据CTP得出的分析结果,入院时缺血核心被高估。在这一亚组患者中,作者发现良好功能结果的发生率较高,出血转化率较低。尽管如此,日常实践中固有的选择偏差以及患者因实质性出血2型出血转化而被排除在外的事实阻止了得出明确的结论。根据NCCT ASPECTs评分或CTP衍生阈值评估,对所有入院时有大面积梗死的患者的结果进行外推时应谨慎,因为本研究人群并不包括所有影像学表现不佳的患者。前瞻性对照研究应该解决这个问题,以验证该研究结果。

侧枝状态,如HIR测量,强烈影响缺血核心高估率。虽然先前的证据支持CTP阈值是时间依赖性的,但缺乏关于脑血流动力学状态如何影响灌注结果解释的证据。侧支循环状态差的患者,导致危险组织快速转化为梗死组织,是那些在入院时表现出较大缺血核心的患者。如果工作流程时间更短,缺血核心高估在这些患者中更为普遍。缺血核心体积高估与侧支循环状态和CTP衍生缺血核心估计显著相关,表明侧支循环状态差的患者被错误地认为已经梗死的严重低灌注脑体积可能显著增大,因此表现为更大的CTP衍生缺血核心。作者观察到不良侧支状态对缺血核心高估的影响与成像时间之间存在显著的交互作用。严重低灌注导致早期成像(≤240分钟)患者缺血核心高估率较高,而晚期成像(>240分钟)患者缺血核心高估率无显著影响。更长的工作流程时间可能会使真正的缺血核心与CTP衍生的核心估计相匹配,这是由于梗死快速增长,从而将高估最小化。

成像时间较早的患者缺血核心高估率较高,与成像到再灌注时间无显著相关性。之前的研究中,预测缺血核心的CTP阈值也依赖于从成像到再灌注的时间框架。梗死增长已被证明是时间相关的非线性函数,在中风发病后的数小时内梗死体积增长速度更快。理论上,发病到成像时间较长的人群,从发病到成像的时间段内梗死增长速度比从成像到再灌注的时间段更快。与发病到成像时间(中位数195分钟[95% CI,40-816])相比,在成像到再灌注时间(中位数93分钟[95% CI,41-181])中观察到的较低可变性也可能降低了在该时间范围内检测时间影响的统计能力。另一个可能的解释是,本研究旨在评估与缺血核心高估相关的因素,而不是整体CTP估计的准确性。缺血核心低估可能更难评估,因为很难区分估计梗死和随访梗死之间的差异是否与技术缺陷(CTP低估)有关,或与影像学与再灌注之间的生理性梗死生长或与次优再灌注相关的梗死生长。在以前的研究中观察到的成像到再灌注时间和梗死估计之间的关联应该考虑到在长时间的过程中与次优再灌注相关的梗死生长(即,在4次机械再通后达到mTICI 2B)可能会影响观察到的差异。

鉴于我们的结果,另一个潜在的争论是,在急性脑卒中患者早期窗口期是否应该同时获得CTP,连同NCCT和CTA。鉴于在这个时间段内潜在的缺血核心高估,相当一部分患者可能被错误地排除在EVT之外。然而,大多数被评估为疑似中风的患者没有大血管阻塞。CTP在急性神经症状的鉴别诊断和检测皮层下或远端灌注小缺损中有重要的应用价值。CTP采集需要≈1至2分钟,自动重建软件可在5至10分钟内进行解释。在平衡成本和效益的同时,如果进行了准确的解释,那么CTP在早期窗口中获得所需的时间也是值得的。

灌注成像作为一种将急性脑卒中管理从时间型向组织型转变的工具,得到了广泛的推广。结果表明,侧支状态和时间可能是判断CTP缺血核心的关键因素。然而,我们的结果不能外推到根据磁共振成像DWI结果作出治疗决定的患者;未来的研究应解决DWI使用与当前研究设计类似的研究设计进行缺血核心高估的可能性。可以认为,这一结论有助于选择EVT患者,并有助于开发基于时间和血流动力学的灌注成像解释方法。

本我们的研究有几个局限性。只包括血管内治疗后再灌注的患者。尽管如此,如果进行血管内治疗,无法在成像时预测患者的再灌注时间。本研究结论在临床实践中应解释为条件再灌注。作为一项具有与非控制日常实践相关的固有选择标准偏差的回顾性单中心研究,需要对大型前瞻性多中心人群进行外部验证。目前,不同的商业CTP软件包可用于处理原始CTP数据;CTP衍生缺血核心仅使用其中一个进行测量。灌注成像处理不规范,不同软件包之间存在着实质性差异。应进一步评估不同软件。最后的梗死体积在NCCT上测量,被认为比磁共振成像更不准确。灌注成像是选择大血管卒中患者晚期窗口时间(发病至影像检查之间>360分钟)EVT的标准诊疗流程,因为在该时间窗内缺血核心高估率较低。目前,EVT患者选择早期的时间不建议基于灌注成像,因此本研究的发现对当前的日常实践影响有限。然而,不同的试验,如SELECT2正在评估哪些成像技术能够更好地选择EVT估计大面积梗死患者,而不依赖于成像时间。另一个潜在的限制是包括那些中风发病不知情的患者,因为中风发作的实时性还不清楚。本研究在这一组预测表现相似的患者中复制回归模型;不良侧枝状态预测缺血核心高估也在该亚组。未来的研究应着眼于哪个时间范围更好地估计卒中无症状的患者的缺血核心。

血管内治疗后再灌注的大血管卒中患者,侧支状态差可能导致缺血核心高估CTP的发生率较高,尤其是在早期窗时间内。CTP反映的是血流动力学状态,而不是组织的命运;侧支循环状态和开始成像时间是在CTP上估计缺血核心时需要考虑的重要因素。

欢迎大家光临“XI区”,我是来蹭热度的阳仔。赵老师之前的几篇文章已经非常详细地给大家梳理了CT神经灌注的一些核心问题,包括扫描的流程(CT神经灌注的检查流程)、剂量的优化(CT神经灌注剂量优化策略)、后处理的方法(CT神经灌注的后处理流程)和灌注参数的临床意义(CT神经灌注的参数解读)等。年前阳仔有幸在咱西家的埃村总部系统学习了CT灌注成像,针对很多老师关心的模型和参数问题我也有了更深入的认识。

CT灌注成像反映的是组织和器官的血供情况,相比于普通的CT平扫和增强扫描只采集一个时间点的数据信息,灌注成像通过动态扫描的方式获得感兴趣区的TAC(Time Attenuation Curve,时间-密度曲线),再利用不同的数学模型计算出各种各样的灌注参数(BF、BV、TTP、MTT、TTS、TTD、Permeability等)。

可以说CT灌注成像中最重要的信息都来源于这条TAC曲线(横坐标-时间,纵坐标-CT值)。这也是为什么在获得灌注图像后的第一时间,会在大动脉上画一个ROI来确定这条TAC曲线是否达到了灌注分析的要求。到底怎样才能得到一条完美的TAC曲线进而保证灌注的准确性呢?请大家一定要遵纪守法。

第二条 最长扫描时间 ≤ 45s。第三条 造影剂注射速率 ≥ 5 ml/s

Adolf Eugen Fick (1829-1901):德国医学家、生理学家。获得了完美的TAC曲线后,我们就可以选择模型来计算灌注参数了。CT灌注成像一般用到了五种不同的数学模型:最大斜率模型、去卷积模型、Patlak模型、肝脏模型和心肌模型,这些模型的基本思想都源于Fick原理:

其中,Q(t)为某组织中的造影剂总量,F为造影剂流速,Ca(t)为造影剂流入浓度(动脉),Cv(t)为造影剂流出浓度(静脉),T为造影剂通过时间。最大斜率模型基于这样的一个假设:动脉TAC达峰前,静脉中无造影剂流入。这样的假设忽略了静脉造影剂的影响,因此简化了计算过程。但在实际扫描中需要以提高打药速度作为代价(基本法第三条),较快的造影剂流速可以实现理想状态下的动脉达峰前无静脉造影剂流入,于是Fick原理就被简化为:

其中,[C(t)]max为组织TAC峰值,[dC(t)/dt]max为组织TAC最大斜率,[Cartery(t)]max为动脉TAC峰值。

对数学感兴趣的老师可以参考本章文献(*)推导以上公式。为了保证计算的准确性,动脉TAC和组织TAC的峰值都必须相当准确。怎样保证它们的准确性?答案是:基本法第一条。经过大量研究,采样间隔时间过长会遗漏动脉的增强峰值,导致参数计算错误;而间隔过短则会引起过采样,使得辐射剂量大大增加。当采样间隔cycle time = 1.5s时,既能兼顾动脉TAC峰值的准确性,又不至于增加太多X线辐射。

卷积这个概念在电子工程与信号处理中相当常见,比如现在人工智能领域最流行的深度学习算法(深度卷积神经网络)运用的就是卷积计算。可以通过来理解这个概念:任何一个线性系统的输出,都可以通过输入信号与系统函数(也就是系统的冲激响应)做卷积获得。

类比到灌注成像的参数计算,卷积等式也同样成立,即:组织TAC = 动脉TAC ⊗ 系统函数。

怎么理解卷积呢?就是t秒的输出Ctissue(t)不仅受第t秒时的输入Cartery(t)的影响,也受之前第0到t-1秒的输入Cartery(0)、Cartery(1)、...、Cartery(t-1)的影响。动脉TAC卷积人体冲激响应函数IRF就是组织TAC,那么通过动脉TAC和组织TAC这两个已知项去计算IRF的过程就叫做去卷积。通常使用参数建模的方法来去卷积,即根据不同部位的生理特点给IRF预设不同的形状,各种各样的参数也就从代表IRF不同的模型中一一计算出来。在西门子syngo.via工作站上,有三种不同的去卷积IRF模型:

AATH Model用于CT体部灌注(除肝脏外)的参数计算:BF、BV、TTS、TTD、MTT、Tmax、Permeability。与Alternate Model不同的是,体部灌注模型的FE(血管通透性)是逐渐下降的。Simplified Tofts Model。Simplified Model用于CT心肌灌注的参数计算:PCBV、EEV、TTT、FE。与另外两个模型不同的是,由于心脏在瞬间泵出血液,因此没有造影剂平均通过时间MTT的概念。由于去卷积模型不像最大斜率模型一样需要假设静脉无造影剂流入,所以它的适用范围更广,参数也更具参考价值。为了保证参数的准确性,扫描时间不能太短,否则采集的数据点不够,模型无法正确匹配;也不能太长,否则由于二次循环的影响,组织TAC会再次上升,导致计算错误。推荐的扫描时间在40-45s左右(基本法第二条),不过心肌灌注采集数据只需要30s即可。很多老师可能会疑惑,最大斜率模型计算出的TTP和去卷积模型计算出的Tmax有什么关系呢?这两个参数都代表造影剂的达峰时间,然而它们是由不同的模型和算法计算出的两个截然不同的参数,因此,不同模型的参数之间没有任何可比性(基本法第四条)。

Patlak模型和最大斜率模型同属于腔室模型(Compartment Model)。只不过最大斜率法是单室模型,它假设血液经动脉流入毛细血管,而静脉中无血液流入;Patlak法是双室模型,血液经动脉一部分流入毛细血管,另一部分通过毛细血管进入了血管外组织间隙。Patlak模型同样基于一定的假设:动脉和毛细血管内的血液浓度相同,且经毛细血管进入血管外组织间隙的血液无返流(毛细血管TAC和动脉TAC形状相同,只不过有时间位移)。

其中,Ctissue(t)为组织TAC(已知),Ccap(t)为毛细血管或动脉TAC(已知),BV为血容量(未知),K为毛细血管通透性(未知)。

根据已知数据(X, Y)在坐标轴上的位置,可以通过线性回归拟合出一条直线,这条直线反映了所有点最终的分布趋势。直线的斜率就是K(毛细血管通透性),它在Y轴上的截距就是BV(血流量)。对数学感兴趣的老师仍然可以试着推导这些公式(*)。

由于Patlak模型基于的假设太多,并且只能得到血容量和毛细血管通透性这两个参数,目前已被大部分临床研究所抛弃。但在西门子syngo.via工作站上,我们依然提供了Patlak模型供大家在特殊情况下使用。

肝脏的供血有两个来源:一部分来自于肝动脉(25%);另一部分由门静脉提供(75%)。

肝动脉和门静脉的供血时间不尽相同,在CT增强图像中我们只能观察到门静脉,看不到肝动脉,无法获得肝动脉TAC。由于脾脏和肝脏的动脉供血时间类似,所以脾脏TAC达峰时间点就可以作为区分肝脏动脉和门静脉供血的“分水岭”。脾脏TAC达峰前,可认为肝脏供血全部来自于肝动脉;脾脏TAC达峰后,肝脏的供血则均来自于门静脉。根据肝脏组织总TAC归一化脾脏TAC,即可得到肝动脉TAC;门脉期TAC可以从总TAC中减去肝脏TAC获得。获得肝动脉TAC和门静脉TAC后,再分别基于最大斜率法就能得到肝脏动脉期灌注ALP、肝脏门静脉期灌注PVP以及肝脏灌注分数HPI:

ALP=肝动脉TAC最大斜率/主动脉最大增强HU。PVP=门静脉TAC最大斜率/门静脉最大增强HU 在去卷积模型中我们讨论过,心肌灌注的各个参数可以通过去卷积的方法获得 (MDC模型,Myocardial Deconvolution),但MDC模型其实只能计算出部分灌注参数:PCBV (Perfused Capillary Blood Volume,也叫做Intravascular Volume)、EEV (Extravascular Volume)、TTT (Tissue Transit Time) 和FE (Permeability);另外的几个参数如MBF、MBV其实是通过最大斜率模型而获得的。完整的心肌模型是由MDC和最大斜率模型共同组成的。熟悉西家CT的老师们应该知道,SOMATOM CT在进行动态心肌灌注检查时使用的方法是首尾两次扫描的叠加(10%层面重合),这样我们就可以获得一个两倍采样的动脉AIF(输入),通过MDC模型得到心肌IRF(系统响应函数)后,两者做卷积运算即可获得心肌组织TAC(输出)。根据最大斜率模型,就可以很容易计算出MBF和MBV:

不同的算法和思路构建了这些不同的灌注模型,而不同的模型又会应用到各种不同的场景。这里必须要说的是,俺们西家SOMATOM提供了以上所有的灌注模型!系统会自动匹配最佳的灌注模型并根据运动校正、4D降噪、血管定义、组织定义、灌注参数分析等步骤进行处理,是相当智能了!

RAPID与syngo.via神经灌注软件预测脑梗塞机械取栓完全再通后最终梗死体积的比较

在机械取栓术的早期阶段,临床试验的主要目的是强调静脉溶栓和机械取栓术之间的治疗差异,精确定义缺血核心和半影以选择病人并不是主要重点。然而,随着机械取栓术的增加,尤其是在时间窗口延长或闭塞位置较远的患者中,精确定义缺血核心和半影的信息以确定可能的临床获益边缘变得更加重要。

根据目前的血栓切除指南,计算机断层扫描灌注(CTP)成像需要在延长的时间窗(超过6小时)内确定符合血管内血栓切除术(EVT)的患者。然而,CTP参数(平均通过时间、脑血流量[CBF]、脑血容量及残余函数达到峰值前的时间[Tmax])和用于定义缺血核心和半影的定量阈值存在很大差异。

测量梗死组织的CBF阈值在30%和45%之间,取决于所使用的后处理软件。就其对治疗计划和预后估计的临床意义而言,各软件包之间的互换程度尚不清楚。早期研究表明,不同软件包的缺血核心体积(ICV)明显不同,从而导致机械血栓切除术后后续梗死体积(FIV)的预测不一致。

最近,来自德国的学者研究评估了2个常用的自动灌注软件(syngo.via和RAPID)比较预测的缺血核心体积与脑血栓机械取栓成功再通后的后续梗死体积(FIV),我们一块学习一下。

研究回顾性地纳入154名大脑中动脉或颈内动脉大血管闭塞的患者,这些患者在CT灌注扫描后2小时内接受血管内治疗,并获得了脑梗塞溶栓治疗完全再通的结果。

所有患者入院时都在一台128层CT扫描仪(SOMATOM Definition AS+,西门子,福希海姆,德国)上进行薄层NECT(重建层厚0.6mm,增量0.4mm,重建卷积核H31s)、VPCT(重建层厚0.6mm,增量0.4mm,重建卷积核H20f [通常重建层厚为3-5mm,增量2-3mm])和动脉CT血管成像(层厚0.6mm,增量0.4mm,重建卷积核B20f)。入院后24至36小时内进行后续NECT检查。

VPCT的成像参数如下:80 kV,180 mAs,准直128×0.6 mm,旋转时间0.3s。采用4D摇篮床模式扫描,68秒内扫描35次,扫描延迟4s。使用双筒高压注射器(Medtron,Saarbruecken,德国)以5ml/s的速度静脉注射总共30ml的碘造影剂(Imeron 400;Bracco Imaging,Konstanz,德国),然后是50ml的盐水冲洗。脑部覆盖范围为96mm。

从主动脉弓到颅顶进行头颈部动脉CT血管成像(120 kV,参考管电流160 mAs,准直128×0.6 mm,旋转时间0.3s)。以5ml/s的速度静脉注射总共60ml的碘造影剂(Imeron 400;Bracco Imaging, Konstanz,德国),然后是50ml的生理盐水冲洗。监测胸主动脉,阈值超过100HU后启动扫描,固定的启动延迟为4s。

后处理使用两种自动软件完成。RAPID(iSchema View inc,Menlo Park,CA)是一个全自动的CT灌注软件,缺血核心定义的默认设置为rCBF<30%。syngo软件(syngo.via CT Neuro Perfusion VB30;与RAPID类似,CTP使用相对CBF的阈值来定义缺血核心。这两个软件包都进行自动配准、分割和运动校正,并使用延迟不敏感算法。对于这两个软件解决方案,作者调查了不同rCBF阈值下的缺血核心(<38%-<34%-<30%-<25%-<20%)。遵照以前的研究结果,这些水平被认为是软件应用的合理调整。

结果与再通畅后24至36小时内的CT扫描的FIV进行比较。应用Bland-Altman来显示一致性水平和评估系统性差异。

syngo软件报告的相对脑血流量(rCBF)阈值<25%的缺血性核心体积(ICV)散点图和rCBF阈值<38%的RAPID软件与随访梗死体积(FIV)的散点图。

结果显示,RAPID软件的rCBF<38%时,缺血核心体积与FIV之间的相关性最高,无明显差异(r=0.89,P<0.001),syngo软件的rCBF<25%时,相关性最高(r=0.87,P<0.001)。

Bland-Altman图显示随访梗死体积(FIV)和缺血核心体积(ICV)与相对脑血流量(rCBF)<38%(RAPID)和rCBF<25%(syngo)的一致性。

Bland-Altman图比较了在RAPID(相对脑血流量[rCBF]<30%)和syngo(rCBF<20%)软件的标准设置中分别计算的随访梗塞体积(FIV)和缺血核心体积(ICV)。

RAPID和Syngo软件在不同rCBF阈值下的性能特征与随访CT上的FIV。自动神经灌注软件解决方案可通过缺血核心和半影的指示,提供可靠的脑灌注完整性和储备能力参数,从而使治疗决策更加客观和透明,简化急性卒中患者的治疗管理。已发现rCBF是缺血核心定义的可靠参数。然而,使用相同的阈值定义缺血核心时,不同厂商的自动灌注软件解决方案的结果有很大差异。诸如色散校正(dispersion correction)、额外的噪声校正或平滑化等因素也可能影响结果。本章作者目的是通过分析2个常用软件供应商的灌注软件,以TICI 3再通后的FIV知识来优化CTP上的缺血核心定义。

使用syngo软件也可以观察到类似的结果,在rCBF150 ml)的病例中,缺血核心在CTP输出中被系统地低估。然而,自动灌注结果不仅可能受到大面积梗死的干扰,还可能受到运动伪影或造影剂到达率低的影响。

本研究有一些局限性。作者使用血栓切除成功后的随访CT作为定义缺血核心的金标准。这种方法有两个局限性。首先是CTP和最终再通之间的时间跨度,在此期间,ICV可能会增长。然而,通过将研究对象限定为TICI 3级再通的患者,并将从初始灌注CT到最终再通的时间窗限定为最多2小时,作者希望克服这一局限性。第二点是关于成像方式本身,因为我们必须考虑到,在24至36小时的后续CT中,明确界定梗死可能是一个挑战。为了缓和这一局限性,分析工作由两名有经验的医生共同完成,对最初的CTP结果保密。在以前的研究中,使用了基线磁共振成像和扩散加权成像(DWI)的缺血核心评估。然而,这种方法也有局限性,因为再灌注后弥散加权成像病变可能部分可逆,结果可能被水肿的影响所混淆。CTP只是CBF高度敏感和动态阶段的时间快照,缺血核心定义的最佳阈值可能取决于中风发病和CTP采集之间的时间窗和再灌注疗法。作者只比较了2个软件包,而没有对其他市场上的灌注软件进行评估。

通过调整rCBF阈值,RAPID和syngo.via软件都可以获得关于完全再通后FIV的可靠信息的同等结果。表示ICV的软件最精确地特定阈值与各自的默认设置略有不同。保持软件特定的基本设置,这意味着在选择EVT的病人时更具包容性,或者将阈值调整为最准确的ICV指示设置,这仍然是有争议的,然而,这意味着如果结果预后不佳,则要稍加选择,宁可阻止病人接受艰苦的手术。

在多个随机临床试验的基础上,对急性脑卒中和紧急大血管闭塞患者进行机械性血栓切除术的支持已经建立,并且通过血栓切除术获得改善临床效果的患者人数已经增加。CTA和CT灌注成像(CTP)已成为正确诊断和分型这些患者以获得最佳治疗的关键成像技术。虽然这些研究的信息价值已经确定,但这些研究的临床实施和应用仍然各不相同。来自美国的学者提倡对所有脑卒中急诊患者进行CTA和CTP检查,无论是在早期还是晚期。

美国心脏协会/美国卒中协会指南中总结的最新证据有力地支持了CTA在所有脑卒中患者中的表现。CTA可以可靠地识别大血管阻塞,以便及时分诊为机械血栓切除术或抽吸术。虽然CTA的使用没有争议,但检查的时机可能会有所不同。在威斯康星大学的研究所,在所有紧急卒中评估中,CTA都将自动执行,没有“即时”决策。这种不依赖头部CT解释的不间断方法,可快速采集影像,从而有助于更快地做出治疗决策。几乎没有理由不进行CTA。即使患者颅内出血无法进行静脉溶栓治疗,该患者仍可能是血栓切除术的候选者。CTA还可用于确定潜在的出血原因和评估活动性出血。

1a级证据支持CTP在晚期时间窗内确定血管内治疗的合适人选。然而,CTP在急诊影像学评价中的应用尚不明确。有争议的观点是,CTP应该在任何时间窗口执行。尽管不是当前建议的一部分,常规获得灌注成像有很多好处。

在早期时间窗口不需要灌注信息的前提是错误的。在某些系列中,假性脑卒中占所有急性脑损伤的四分之一以上。分诊过程必须超越选择阿替普酶或血栓切除术,以获得正确的诊断。然而,前瞻性地确定何时可能需要灌注往往非常困难。

灌注成像的诊断能力远远超出了缺血性脑卒中。CTP可能有助于识别和表征假性脑卒中,包括偏头痛、肿瘤、感染和癫痫发作。在四分之一的短暂性脑缺血发作患者中,灌注可能是唯一的异常影像学检查。CTP可辅助检测颅内小血管内的原发性或继发性动脉血栓。尽管这些小血管通常不是血管内治疗的靶点,但在临床上仍然很重要。

CT灌注(CTP)检测急性缺血,有助于CTA的解释。40岁男性患者,机械性心脏瓣膜病,突发性运动性失语。阿尔伯塔中风项目早期CT评分(ASPECTS)为10分,CT正常,轴位CTA的初步检查也正常(未显示)。

TMax延迟图显示左额叶中部有明显的局灶性缺血改变(A),直接回顾厚层多平面2D。CTA重建显示远端大脑中动脉外侧支闭塞(B,箭头),仅在轴位上回顾分析时可见。病人接受了成功的血管内再通术。

即使是结果正常的灌注检查,也可以通过对阴性检查解释和更高的置信度来提供帮助。

除了改进诊断方案外,统一的CTP获取方法还提供了临床实践益处。在所有时间点使用相同的快速路径简化了工作流程,并允许与脑卒中团队进行可预测和协调的方法。默认的“选择加入”协议方法避免了人为的延迟、犹豫不决、错误的决定和仅在回顾中实现的不完整检查。

W. Edwards Deming1993年的声明“a bad system will beat a good person every time(不好的系统每次都会击败好人)”无疑适用于急性脑卒中分诊。通过常规灌注,技术人员、放射科医师、介入医师和所有神经血管专家能够熟练地解释和利用这些信息,学会识别正常变异和排除可疑伪影。当一个困难的关键案例到来时,熟悉能提供更好的准备和信心,包括灌注的风险和实际成本都是最小的。

为了节省时间,可以采用限制CTP使用的方法。然而,在作者的研究所,不到6分钟就可以获得完整的CT平扫、CTA和CTP成像数据。自动处理算法在几分钟内生成定量图像进行解释(使用syngo.via的最新版本可以自动完成灌注的后处理,并自动将数据传输到PACS)。在进行灌注成像之前等待血管成像评估浪费了关键时间,尤其是如果患者已经离开了CT检查室。

在可预防严重发病率甚至死亡的急性脑卒中评估中,额外辐射或造影剂的风险可以忽略不计。考虑到成本增加的问题,大多数灌注检查不单独计费,而是包含在已经进行的检查账单中。

在某些情况下,对特定灌注选择或排除阈值的批评是合理的,但并不能使该技术无效。虽然仍存在一些固有缺陷,如源图像信噪比低,但源图像本身并不用于诊断;相反,诊断依赖于经过验证的计算参数图,这些参数图可以成功地选择将受益于挽救需要干预的患者。虽然需要更多的工作来完善阈值和选择标准,但这并不意味着这项技术本身就不健全。

随着图像采集、处理时间、定量和显示技术的快速发展,CTP有光明的前景。灌注成像的临床应用也在继续增长。随着研究的不断深入,CTP很可能很快就会成为主流,有助于建立一个“组织时钟”在患者醒时卒中或其他未知的症状发作时间。

常规CTA和CTP联合应用是脑卒中患者早期和晚期分型的最佳方法。灌注数据补充了脑实质平扫和血管CTA的检查,以帮助建立正确的诊断和直接明智的选择治疗。

编译自:Kuner AD, Rowley HA. Should CT Perfusion and CTA Be Performed in All Patients Suspected of Stroke?

后处理与参数判读

神经灌注检查扫描完成后(扫描流程请参考:CT神经灌注的检查流程,同时我们还需要再检查过程中注意患者的辐射剂量问题,参见:CT神经灌注剂量优化策略),将数据导入syngo.via CT Neuro Perfusion CT神经灌注软件。

将CT神经灌注数据用CT神经灌注打开,配置了工作流程的工作站,可以在患者列表中直接双击打开患者。或者可以选择需要处理的数据,用只读模式打开。

屏幕右上角“选择以启动”根据数据情况选择 stroke或者Tumor启动后处理(参见 配置 步骤,可以根据需求设置不同模式及分析的结果)。

运动校正这一步中,首先拖动时间滑块或者鼠标右键观察不同期相是否存在运动,如果某些期相存在明显运动,可以使用排除选项将选择的期相删除,如果某个期相之后的所有数据均不需要,可以使用排除范围将某个期相之后的所有数据排除。观察完运动后,选择在相对居中的期相作为运动校正的标准位置,选择该期相数据,点击对准基线确定。

由于扫描时对患者进行了固定,控制了患者的运动,对扫描时间也进行了控制,因此不大会出现二次循环,因此在运动校正这一步中,可以直接单击对准进行运动校正即可。

这一步主要是对图像质量进行优化,选择降噪进行四维降噪。降噪完成后,图像质量会有明显改善,图像噪声更低,图像质量更好。

可以选择像格,对图像进行分离,最大值和最小值的确定需要依靠对图像进行观察,将需要评估的组织都显示出来,而不需要评估的组织尽可能少,就可以了。

血管定义步骤中,软件会自动找到参考血管和动脉,并自动确定血管标记为紫色伪彩,自动识别两侧大脑半球的对称中线。

选择窗值,可以根据需要对血管伪彩进行调整,目标是将主要大血管都应标记成紫色伪彩,这些组织将在随后的灌注分析中去除,因为灌注是组织的灌注,不是血管,因此需要去除。

观察动脉和静脉的时间密度曲线,如果参考血管和动脉血管自动识别的位置不正确,可以手动修改。

对称中线的位置如果不理想,也需要在这一步手动调整。

这一步主要是对结果进行分析。可以选择圆形或手画工具对感兴趣区的灌注参数进行测量。为了方便两侧对比,一般选择显示中线。

使用对准图像,可以将两侧对准,以消除由于患者检查时两侧位置不对称导致测量结果的差别。

这里我们换一个患者的数据,对准之后,两侧的结果对比更准确。

选择半影,可以评估缺血半暗带和梗死核心。选择设置图标可以对评估参数进行设置和更改,目前一般使用Tmax大于6s表示缺血半暗带。可以选择限制为灰质将计算范围限定在灰质,因为灰白质本身灌注参数有明显区别。右下角像格会自动计算梗死核心和半暗带的体积,并计算半暗带所占的比例。

在CT神经灌注名称的右侧可见扳手或齿轮图像,单击可以进行配置。

在结果中,可以选择需要获得的参数,这里一共提供了两种数学模型,包括最大斜率法和去卷积算法。一般推荐去卷积算法,可以获得更准确的结果。如需获得特定的参数,可以保存在模板中,在做后处理时可以选择自己保存的模板进行分析。

在半影中,可以对缺血半暗带和梗死核心的参数进行定义。

在计算中可以选择结果中的血管抑制,抑制默认不选择。

CT神经灌注是一项重要的功能学检查,标准化的后处理流程可以快速获得更准确的数据。如果检查过程获得的数据理想,可以进行自动化的脑卒中处理流程,更快地获得结果信息(软件版本需要升级至syngo.via VB20)。

在syngo.via VB20版本的配置界面中,可以看到 已启用Auto Stroke复选框,激活后在打开CT Neuro Perfusion工作流程时,会自动开始后处理,不需要人为干预。

使用Auto Stroke可以更快更标准的获得最终的灌注结果。

在操作过程中,可以随时停止Auto Stroke流程,进行手动分析。

在配置界面中,还可以看到平滑强度选项,默认为7mm,可以在1-20mm之间选择。数值越大,最终的彩图越平滑,数值越小,彩图越锐利。

以下分别为平滑强度为3mm,7mm,12mm和20mm的图像。

对于缺血半暗带和梗死核心的评估,新版本也增加了一些参数。

在缺血半暗带评估中,可以选择 结果平滑 复选框。使用结果平滑之后,一些噪声引起的假象会被抑制。

在配置界面中,可以选择存储格式为CT灰阶或者增强CT。CT灰阶为灰阶图像,结果以CT值表示灌注结果,而增强CT测量时可以直接显示灌注参数。

CT灰阶为灰阶图像,结果以CT值表示灌注结果,而增强CT测量时可以直接显示灌注参数。

藤野先生把他叫到研究室,对鲁迅说,“你看,你将这条血管移了一点位置了。--自然,这样一移,的确比较的好看些,然而解剖图不是美术,实物是那么样的,我们没法改换它。”。有时候我们也会不由自主的认为我们之前看到的就是真相,从而不接受新的图像,遇到这样的情况,请务必认真思考和求证,看看真实情况是什么样的。

在神经灌注的后处理流程中,包括其他的流程也一样,给我们提供了很多可能,在进行更改时,请务必知道为什么要这样更改,然后再进行参数的调整。

梗死核心、半暗带与错配

使用syngo.via可以快速进行缺血性脑卒中的灌注评估,那么使用什么参数可以准确评估缺血半暗带和梗死核心呢?

著名的DEFUSE 3研究中,纳入患者标准为梗死核心体积小于70ml或者缺血半暗带和梗死核心比值不小于1.8。

2019年的一线研究比较了RAPID和ISP、syngo.via在不同参数下获得的梗死核心体积,具体设置参数。

研究发现,syngo.via带有附加平滑的默认设置与RAPID软件一致性最好。这种方法在分类核心体积小的患者时具有最高的一致性。

另一篇文章,使用Tmax大于6s及rCBF小于20%定义缺血半暗带和梗死核心。同样发现与RAPID软件有很好的一致性。

Bathla等人(2020)的研究主要展示了参数“ Hypoperfused Area”和“ Mismatch Ratio”与参考设备iSchemaView RAPID的等效性。该研究还包含Bathla 2019年研究的所有患者。

研究方法使用Bland-Altman图和Wilcoxon符号秩和检验比较两组之间的核心梗塞和灌注不足区域的值。使用组内相关系数(ICC)评估核心梗塞与灌注不足区域之间的相关性。根据单独的灌注结果,并考虑了DEFUSE III中定义的其他神经影像学合格标准后,对MT和NMT组之间的患者分类进行了评估,以确定基于多种因素的最终临床决策是否基于灌注成像确定的资格。

从MT的“通过与不通过”的角度出发,最初仅考虑核心梗死体积,错配率和灌注不足区域。MT组中的两个软件包在60/62个案例一致。当还考虑到较低的ASECTS(定义为DEFUSE III中的<6)时,无论灌注量有何差异,又有一名患者(回顾)失去MT资格。第二位患者将根据syngo.via获得MT资格。在NMT组中,仅考虑灌注标准时,在49/56位患者中观察到一致的结果。在结果不同的7位患者中,有5位患者另外根据syngo.via评估合格,另外两名患者根据RAPID评估合格。其中三名患者在血管造影图像上没有任何血管阻塞,而两名患者有M2 / M3-MCA阻塞。当考虑所有DEFUSE III标准时,这些患者均没有资格。总体而言,当单独考虑灌注结果时,一致性很高(110 / 118,93.2%),当还考虑其他成像标准(血管闭塞部位和ASPECTS)时,一致性更高(117 / 118,99.1%)。

同样,在NMT组的核心梗死和灌注不足区域以及MT组的核心梗死体积之间没有发现任何显著差异。即使MT组的灌注不足区域在两个软件之间显示出良好的相关性(ICC:0.79),但计算量的差异仍很显著。已经证明使用Tmax可以可靠地定义灌注不足。两个软件的低灌注区域定义为Tmax> 6 s。注意到,NMT组低灌注面积的平均差异约为12.75 mL,MT组为17.3 mL。对于MT组,与syngo.via相比,使用RAPID软件的平均体积高估了约11.6%的差异(中位体积为8.7%)。

在syngo.via和RAPID之间,可以在AIS患者中进行MT或不进行MT方面达到高度一致,并且当考虑其他神经影像学标准时,一致性甚至更高。在MT和NMT组中,这两个软件包都显示出相似的梗死核心体积估算值。MT组患者的半暗带量可能被RAPID高估,但似乎不会影响MT的资格。

同一患者使用syngo.via VB20和RAPID评估的结果一致。

syngo.via VB20 定义缺血半暗带和梗死核心的参数。总结,如果使用syngo.via进行神经灌注评估,可以使用Tmax>6s定义缺血半暗带,CBV<1.2ml/100ml或rCBF<20%定义梗死核心。

急性缺血性脑卒中的影像学检查方法包括CT、MR、血管造影等。随着技术的进步,通过影像学手段已经能够客观的评价缺血半暗带的存在和范围,使得评估受累脑组织的病理生理学亚型成为可能,从而促进了从依赖时间窗到依赖急诊影像学检查结果指导临床制定个性化治疗方案的观念和技术的转变。

急性缺血性脑卒中影像学检查方法的选择原则。该检查方法可以提供脑血管形态学信息和脑局部组织的灌注信息

2006-2010年研究期间CT血管造影(CTA)和CT灌注(CTP)的使用趋势。

明确诊断,除外出血及其他非缺血性疾病。急性缺血性脑卒中影像学检查流程(图片来自网络)。Mismatch,又叫“不匹配”或“错配”。但严格意义来讲,缺血半暗带和Mismatch并不等同。缺血半暗带是“组织学”定义,采用PET金标准定义;Mismatch是“影像学”定义,根据CT/MR成像方法,间接测定方法缺血半暗带,选择合适的病人干预;但是存在敏感性、特异性以及阈值确定等方面的缺陷。

定义缺血半暗带的错配模型示意图。DWI表示扩散加权成像。

研究发现,简单的弥散 - 灌注不匹配模型只是缺血性半影的粗略近似。标准错配模型基于2个假设:(1)可视化灌注加权成像异常的边界划分未受风险的组织的缺血半暗带,以及(2)弥散加权成像异常的边界划分核心,不可逆的梗塞组织来自半影组织。现在已知这两种说法都有缺陷。

错配模型的挑战:半影与良性灌注不足。对错配模型的第一个主要挑战是真正的半影与良性血量减少的组织的区别。Astrup等在20世纪70年代进行的初步研究确定了3种血流异常的组织:(1)不可逆的受损组织(脑血流量<6至10ml/100g/min);(2)缺血半暗带:功能性沉默组织,如果血流恢复,可以挽救(脑血流量为10至20ml/100g/min);(3)良性血量减少组织(脑血流量低于正常范围但没有梗塞风险)。

AstrupJ, Symon L, Branston NM, Lassen N. Thresholds of cerebral ischemia. In:Schmiedek P, ed. Microsurgery for Stroke. Berlin, Germany: Springer;。如何最好地划分灌注异常的外部界限,仅包括缺血半暗带而不是良性的血量减少,这是近期研究的重点。一些研究小组试图通过研究未治疗患者的弥散和灌注损伤的演变来解决这个问题。具有初始灌注异常但没有进入梗塞的弥散异常的组织被认为是在缺血半暗带区域内,而具有不进行梗塞的初始灌注异常的组织被认为是在良性的血量减少区域内。已经确定了一系列表观扩散系数(ADC)和灌注阈值,可以区分缺血半暗带和良性血量减少,并具有适度的准确度。

Neumann-Haefelin T, Wittsack HJ, Wenserski F, et al. Diffusion- and perfusion-weighted MRI: theDWI/PWI mismatch region in acute stroke. Stroke. 1999;。然而,若干因素限制了在这些研究中确定的分离ADC或灌注阈值的预测值。一个限制是一些患者可能在基线成像后以不确定的时间间隔经历自发再通,即使没有介入治疗,也会污染假定的非再灌注人群。不同中心之间方法的变化限制了这些发现的广泛应用。由于扫描采集时间,血压,侧支血流和其他代谢条件的个体间差异,在单一时间点获得的ADC或MR灌注测量不太可能足以对这些差异进行研究。

MRI定义的缺血半暗带的修改视图中,半暗带不仅等于弥散-灌注不匹配的区域,还等于弥散异常本身的一部分。

对错配模型的第二个挑为真正的缺血半暗带与缺血核心的区别,即即使重新建立血流也已经不可逆地受损的组织。错配模型假设初始弥散病变代表不可逆的梗塞核心组织。然而,动物模型已证明当再灌注发生在2至3小时内时,扩散损伤可能部分或甚至完全可逆。

研究发现,在人体中可有类似发现,如果在早期时间点恢复血流,显示弥散异常的组织体积实际上可能会减少(在某些情况下,弥散病变可能会完全逆转)。动脉内溶栓治疗患者的MR研究表明,在卒中发病后早期,显示弥散异常的大量组织实际上是缺血半暗带而不是梗死核心。

在这些研究结果的基础上,学者提出了MRI定义的缺血性半影的改进视图,其中缺血半暗带不仅包括弥散- 灌注不匹配,还包括初始弥散异常本身的部分。这种修改观点的一个重要含义是,即使选择没有弥散- 灌注不匹配的患者,仍可从溶栓治疗中获益。

超急性期脑梗死时选择CT还是MR主要看那种设备可以立即投入使用。循证医学证据表明,从MR获得的绝大多数信息,从CT检查也可以获得。CT原始图像显示超急性期不可逆脑缺血区大小与DWI发现的异常区域没有区别。CT原始图像显示超急性期不可逆脑缺血区体积与DWI发现的异常体积没有区别。CT原始图像显示超急性期不可逆脑缺血区体积与DWI发现的异常体积明显相关。CTP显示超急性期不可逆脑缺血区大小与DWI发现的异常区域没有区别。CTP的CBV参数图显示超急性期不可逆脑缺血区大小与CTA原始图像发现的异常区域没有明显区别

血肿征象与一站式卒中

根据4月22日美国伦琴射线学会(ARRS)会议上公布的研究,在2010年至2018年间,头部CT血管造影(CTA)和CT灌注(CTP)研究的使用量急剧增加。

约翰霍普金斯医院的Jeffrey Elsner博士领导的一个研究小组指出,这种增加似乎是出于正确的原因:临床数据表明,这两种技术有利于帮助临床医生确定如何管理缺血性中风患者的治疗。该组织对3600多万医疗保险受益人的分析显示,从2010年到2018年,CTA和CTP研究的使用量都增加了几倍。

研究指出,令人鼓舞的趋势是,这些增加中的大多数发生在利用CTA和CTP选择可能受益于血管内血栓切除术的缺血性中风患者的显著随机试验之后。研究人员在2010年代进行了一系列随机对照试验,研究了血管内血栓切除术与标准治疗对缺血性中风患者的疗效(标准治疗是静脉注射重组组织型纤溶酶原激活剂)。研究表明,接受血栓切除术的患者有更好的功能结果,研究包括:

荷兰急性缺血性卒中血管内治疗的多中心随机临床试验(MR CLEAN),2015年。小梗死核心和近端闭塞缺血性卒中的血管内治疗(ESCAPE),2015年。延长急诊神经功能缺损患者的溶栓时间--动脉内溶栓(EXTEND-IA),2015年。DWI或CTP评估与临床不匹配在清醒和晚期卒中患者接受Trevo神经干预的分类中的作用(DAWN),2018年。缺血性卒中影像学评估后的血管内治疗(DEFUSE 3),2018年。由于CTA和CTP被用于确定这些试验的患者,Elsner的团队试图确定这些试验是否导致这些CT技术的使用增加,特别是在2016年至2018年试验数据公布期间。

研究人员使用了美国医疗保险和医疗补助服务中心(CMS)发布的医生/供应商程序摘要主文件中的数据。他们通过通用程序术语(CPT)代码(分别为70496和0042T)确定了CTA和CTP检查。

Elsner及其同事指出,从2015年到2016年以及2017年和2018年的两年同比增长占了CTA使用量(67%的收益)和CTP使用量(87%的收益)总体增长的大部分,与试验数据的公布相对应。

尽管灌注与CTA捆绑在一起,但用于卒中评估的CT的使用却有所增加。这种增长“从报销的角度来看很有趣。尽管如此,CT灌注的使用在这段时间内急剧增加,这可能是由于算法使得它更容易解释,而不仅仅是放射科医生和神经科医生。

根据世界卫生组织的报道,脑卒中已经成为全球第二大常见死因,每年有超过578万人死于脑卒中,平均每5秒就有一个人因为脑卒中离世。

按照最新的指南要求,所有入院的疑似急性脑卒中的患者到达医院后应进行脑部影像学评估。在大多数情况下,CT 平扫(noncontrast CT,NCCT)可以为急诊评估提供必要的信息。(I,B-NR,改写自2013版指南)。脑出血(cerebral hemorrhage)是指非外伤性脑实质内血管破裂引起的出血,占全部脑卒中的20%~30%,虽然在脑卒中患者中的比例不高,但是脑出血急性期病死率为30%~40%,大部分死亡发生在发病两周内,幸存者中多数留有不同程度的运动障碍、认知障碍、言语吞咽障碍等后遗症。

CT平扫作为脑卒中检查的必备技术,除了鉴别缺血性脑卒中和出血性脑卒中之外,还有一些细微征象可以预测脑出血是否会扩大,对于治疗方案确定和预后判断都有帮助。2009年Barras 等人按形状及密度将血肿其分为两类5型,(左侧为形状分类,右侧为密度分类):

根据Barras的分类标准描述的代表性扫描层面显示5级混合密度征(A)和血肿边缘不规则(B),A5显示存在液位。

混杂密度征(Blend Sign)。混杂密度征是由我国学者提出的一种预测脑出血扩大的征象。

CT平扫显示混合密度征和混合征鉴别诊断图。4例CT混合密度征和疑似混合密度征患者的轴位CT平扫图像。A和B,不同形式的CT混合密度征在脑出血患者中的表现。注意,混合密度征由两部分组成,CT值明显不同。这两个区域之间有一个明确的界限。C,外观不均匀的壳核血肿,在高密度区和相对低密度区之间没有明确的边缘。D,高密度血肿内的低密度区域,与CT旋涡征一致。

黑洞征(Black Hole Sign)。黑洞征可以预测脑血肿的扩大。这是一种基于CT平扫,能独立预测血肿扩大的影像学指标,改善了点状征的适用性与易用性,预测早期血肿扩大特异性为94.1%。

黑洞征对于CT值差值的这一条件是一项严格的不均一程度的判断标准,提高了以往血肿不均一性判断的可靠性和客观性,对于不能开展早期CTA检查的医疗机构,基于CT平扫也可以预测脑出血患者的早期血肿扩大。

入院时CT图像上的黑洞标志(A-D)。壳核出血患者的不规则形状的黑洞征(箭头所示)。注意,在低衰减黑洞和邻近血肿之间有可识别的边缘,两个密度区域的CT 值差别为35 HU。B,一个圆形黑洞征,在低密度区和相邻的高密度血肿之间有明显的对比(箭头所示)。C,黑洞的标志可能是棒状的(箭头)。注意,低分化区包含在血肿内,与邻近的脑组织无关。D,血肿内的一个小的圆形黑洞(箭头)。

A,不均匀低密度血肿,无明显边界(箭头)。B,低密度区(箭头)位于高密度血肿内。两个密度区域之间有一个可识别的边界。然而,CT值得的差异为≈20 HU。C,血肿周围有3个棒状低强度区(箭头)。然而,低密度区域与邻近的脑组织相连,并未完全包裹在血肿中。D,一个有模糊边界的黑点(箭头)。

血肿高密度区内的低密度区或等密度区,其形状变化多样,可以是圆形、条状或不规则形状等。多见于中线移位、出血破入脑室等存在已知不良预后的患者,其发生率与血肿量大小密切相关(5-30ml:41%,>30ml:62%,P=0.01;而出血量为1-4ml的患者中仅6%出现漩涡征),提示漩涡征可能是预测血肿扩大的标记。

6例不同ICH患者的轴位图像。(a-c)显示不同形式的漩涡征;a轮廓分明,b不规则,c中呈条状。(e)显示右侧亚急性额叶出血,外后部密度较低(黑色箭头),表明血肿开始吸收(凝块收缩),不应被视为漩涡征。(f)显示左侧亚急性额叶出血,有多个液平(短箭头),不应被视为漩涡征。

带卫星征(A-C)和不带卫星征(D)的CT图示。不同患者的轴位CT平扫图像。将卫星征定义为一个小的(最大直径<10 mm)出血(箭头),至少在一个层面上接近但与主要出血完全隔离。卫星与主要出血之间的最短距离为1-20毫米。

Shimoda Y , Ohtomo S ,Arai H , et al. Satellite Sign: A Poor Outcome Predictor in Intracerebral Hemorrhage.Cerebrovascular Diseases, 2017:105-112.。a、NCCT所示“卫星征”及CTA所示“点征”。Yu Z , Zheng J , Ali H , et al. Significance of satellite sign and spot sign in predicting hematoma expansion in spontaneous intracerebral hemorrhage. Clinical Neurology and Neurosurgery, 2017, 162:67-71.。研究发现,卫星征是自发性脑出血血肿扩大的独立预测因子。虽然点征具有较高的预测准确度,但当CTA不可用时,卫星征仍然是血肿扩大的可接受的预测因子。

4例CT岛征患者的轴位CT平扫图像。A,基底节出血患者的CT岛征。注意有3个小的分散的小血肿(箭头),每个都与主血肿分开。B,壳核内出血,有3个小的独立的血肿(箭头)。注意在3个小血肿和主要血肿之间有低密度区。C,脑出血血肿,4个散在的独立血肿(箭头)。D,基底节大出血,破入脑室。血肿包括4个泡状或芽状小血肿(箭头),与主血肿相连,一个单独的小血肿(箭头)。

一个岛征阳性的患者CT图像。注意3个分散的小血肿(箭头),每个都与主血肿分开。主要血肿由4个叶组成。B,不规则形状的壳核血肿。血肿分叶(箭头),小叶不考虑岛征。注意,微小的脑内出血点(箭头)不应被认为是单独的血肿。C,壳核出血,2个散在的小血肿(箭头所示)。注意,主要血肿的不规则边缘(箭头)不被视为岛征。D,基底节血肿,有2个小叶(箭头)。主要血肿的小叶不被认为是岛征。

Barras形状比例与李琦岛征的差异说明。A,Barras四级血肿。注意不规则的边缘有一个广泛的基础,和主要血肿的边界是穗状(箭头)。B,一种分叶血肿,属于Barras分级五级。注意血肿由4个尖峰样突起(小叶)组成。C、岛征由一个独立的小岛(箭头)和3个小岛(箭头)组成,这些小岛与主要血肿相连。注意3个小血肿是从主血肿流出的泡状或芽状。D,一个大血肿,有4个泡状或芽状小血肿(箭头),都与主要出血有关。注意,主要血肿底部的大小叶(大箭头)不被认为是岛状。

该征象的出现可以反映出血凝固过程中的异常,后者导致早期高密度蛋白沉积。在血肿凝结过程中,未凝固的血液(血浆)首先沉积,而已凝固的血块随后沉积,这种分层沉积导致了这一沉淀现象,即表现为液平,这一现象常能反映止血不充分。对于有凝血障碍的患者,其凝血酶原时间及部分凝血活酶时间异常,出血后液平出现率较高。

脑卒中患者一般常规进行CT平扫检查,在平扫图像中通过血肿的形态密度等信息,对血肿扩大进行评估对于临床诊疗非常有帮助。如果有条件还可以进行增强检查,下次我们继续分享增强之后的CT图像对于血肿扩大的预测价值。

除了使用CT平扫对脑出血血肿扩大进行预测分析之外,如果有条件还可以进行CTA检查,在CTA检查的图像上也有一些征象可以对脑出血的血肿扩大进行预测。点征是颅内CTA检查中在出血中出现的高密度点,具体定义如下:

2位置:在实质性血肿边缘,与血管无连接

3尺寸:最大轴向尺寸中直径大于1.5 mm

4密度:至少是背景血肿密度的两倍

Wen-Jie P ,Cesar R , Haley R , et al. Predictive Value of CTA Spot Sign on HematomaExpansion in Intracerebral Hemorrhage Patients. BioMedResearch International, 2017, 2017:1-9.。任意的大小或形态的一个或多个对比剂集中的增强病灶,密度大于120HU,与邻近的正常或畸形的血管无连接。

根据最终的多变量模型,根据有或无斑点征的ICH容积、有或无脑室内出血预测不良预后的概率。

10岁女性因左侧半球内ICH而出现右侧偏瘫,NECT(A)显示为出血破乳脑室。患者进行了双能量CTA检查。卷积核为H20(b)和H31(c)的混合图像,没有发现点征的迹象。VNC(d)显示血肿。碘图(e)和融合图像(f)清楚地显示血肿中心的点征。(传统CT 120 kvp,300 mas,CTDI 44.47 mgy,DLP 747 mGycm。decta 80/sn140_kvp,310/155_mas,ctdi 26.34_mgy,dlp 433mGycm)。50 cc碘对比剂300 mg/ml;注射速率2.8 cc/s;20 cc盐水冲洗2.8 cc/s)。Alida A. Postma,Marco Das, Annika A. R. Stadler, etal. Dual-Energy CT: What the NeuroradiologistShould Know. CurrRadiol Rep.2015;

78岁男性,已知脑淀粉样血管病(A-D)。单能(SE)平扫(NC)CT头部图像(A)显示右额叶脑血肿。双能CT血管造影(DECTA)虚拟平扫(VNC)图像(B)再次显示右额叶血肿。DECTA图像(c)和虚拟平扫/碘图融合图像(d)显示血肿内与活动性出血相关的“点征”。

26岁男性,使用安非他命(E-H)。SE NCCT头部图像(E)显示脑桥血肿。DECTA VNC图像(F)再次显示脑桥血肿。DECTA图像(G)和虚拟平扫/碘图融合图像(H)显示脑桥血肿内与活动性出血相关的两个“点征”。

点征在预测脑出血血肿扩大的时候敏感性较低,Kimihiko于2016年提出一种新型的预测血肿扩大标志物--渗漏征。

患者需完成2次CTA扫描,分别为CTA期和延迟期(CTA期后5min),设定直径为10mm的感兴趣区(ROI),并计算其CT值,延迟期ROI内CT值较CTA期增加>10%的现象定义为渗漏征。研究结果显示,在预测血肿扩大上,渗漏征相比点征具有更高的敏感性(93.3%)和特异性(88.9%)。

入院时的轴位非对比CT(上左)显示右额颞叶有大的实质性血肿。(上中-下左)动脉期和晚期静脉期(44s)动态CT血管造影(DCTA)动脉重构显示“点征”(上箭头所示)区域。动脉(下左)和晚期静脉(下中 49 s)的轴向造影显示有另外两个对比剂外渗区域(箭头所示)。第2天(下右)的轴位CT图像显示血肿扩张伴脑室内出血。

在常规CT图像中观察脑出血的形态,对于血肿扩大的预测有一定的特征性,认真观察可以帮助我们更好的对血肿的预后进行判断。下次遇到合适的患者,可以随访试试看哦。

脑卒中头颅“一站式”CT检查又称多模式头颅CT成像,包括CT平扫(NCCT),CT灌注成像(CTP)和CT血管成像(CTA)。目的是扩大溶栓治疗时间窗,使更多的患者从溶栓治疗中获益。

目的:对发病4.5小时内可以完成静脉溶栓治疗的患者或选择常规治疗的患者进行检查,排除脑内出血及其他病变。

CT 平扫(noncontrast CT,NCCT)由于应用广泛、检查时间短、检查费用较低,以及可准确检查蛛网膜下腔出血和脑实质出血等优点,已经成为急性脑卒中的一线影像学检查方法。大量研究证明,NCCT检出急性缺血性脑卒中病灶的能力与MR的T2WI检出能力相当,可以检出6小时内(超急性期)的脑缺血灶。

更重要的是,CT检查不仅能发现超急性期脑梗死病灶,还能对静脉或者动脉溶栓治疗及其预后评估提供重要的信息。在脑卒中临床实践中,CT最常用于除外脑出血和检出脑梗死。NCCT还有助于提示有动脉再灌注损伤出现的出血转化(hemorrhagictransformation)。

它是急性中风工作流程中一种有用的筛查工具。NCCT还用于测量缺血性脑内早期缺血性改变(EIC)的程度。阿尔伯塔中风项目早期CT评分(ASPECTS)是评估NCCT大脑中动脉区域内EIC的一种简单而系统的方法。PROACT-2研究表明,大脑中动脉近端闭塞和基线情况不佳的患者可能不会受益于再通治疗。

然而,即使在专家中,对NCCT进行的EIC评估也具有适度的评分者间可靠性。超早期脑卒中患者的可靠性较低(中风症状出现后90分钟内)。

重要的是要注意评分者间可靠性是扫描质量的一个函数,而且还取决于各个方面。以个人得分或决策水平进行分析(例如,二分法为<6对≥6),变量较小。随着对NCCT图像质量标准化、更好的培训以及转向基于决策的成像模式的努力的增加,NCCT的等级间可靠性可能会提高。ESCAPE试验通过使用CTA附带评估以及NCCT方面的内容,为这个问题提供了一个创新的解决方案。

使用CT双能量成像可以提高灰白质对比,对于发现梗死灶更敏感。

von Kummer R,Meyding-Lamadé U, Forsting M, Rosin L, Rieke K, Hacke W, et al.. Sensitivity and prognostic value of early CTin occlusion of the middle cerebral artery trunk.AJNR Am JNeuroradiol. 1994;。右大脑中动脉(MCA)近端闭塞患者的CT平扫(NCCT)+多期CT血管造影(CTA)成像模式。左上角,ASPECTS评分的NCCT大脑解剖示意图,缺血MCA区域内的早期CT评分区域。这两个模板中的绿色(前CA-MCA侧支区)和蓝色(后CA侧支区)分别对应于约50%的缺血区域通过侧支进行供血。左下角,患者的平扫CT的ASPECTS评分为10。右,右侧MCAM1段闭塞的患者(黄色箭头);多期CTA检查的3个阶段被标记为第P1到P3。该患者具有优良的侧枝血管充填缺血区50%以上的PIAL侧支。这名患者可以参与ESCAPE试验。

目的:显示ICA 颅内段、MCA、ACA、基底动脉和PCA血管狭窄或闭塞状,确定目标血栓的存在况。

血管造影研究显示,大部分急性缺血性卒中患者(19%-39%)没有可识别的颅内阻塞。

近端颅内阻塞的存在可识别长期随访中可能严重残疾的患者。CTA是一种快速、容易获得的成像工具,可用于检测急性缺血性卒中患者的颅内闭塞,从而指导治疗。

最近所有4项积极的血管内试验均使用CTA作为成像选择工具,以识别近端前循环闭塞患者。

IMS III研究中,使用CTA检查对于血管内治疗与静脉注射tPA患者选择具有显著的好处。

研究发现,接受CTA的患者中,8%没有靶向闭塞,而血管闭塞是开始血管内治疗的必要前提条件。

头颈血管CTA SOMATOM Definition Flash扫描,cVRT重建。

在计划血管内手术时,CTA也可能对神经介入医生有所帮助。

神经介入医生需要先前有关主动脉弓解剖结构的信息,并且颈部血管的曲折度有助于确定有助于实现快速和安全的适当导管和技术。

了解同侧颈动脉分叉的状态有助于规划适当的导管。关于Willisian侧枝和动脉树内血栓的部位和大小的信息决定了血管内技术的选择。现代神经介入实践越来越多地基于使用针对特定情况的需求而定制的多种装置和技术来实现再通。

CTA提供主动脉弓,颈部血管和颅内循环的高分辨率图像,包括血栓位置和大小,通过减少最佳设备部署时间和提高程序安全性,在急性决策过程中做出巨大贡献。

在IMS III试验数据分析中,与没有进行CTA检查的患者相比,基线CTA患者急诊室到再灌注时间缩短约20分钟(P = 0.008)。

缺血性大脑组织依赖于来自侧枝的血液直至闭塞的动脉被打开。这种侧支循环变化很大,并且显著影响梗塞发生的速度。

具有良好侧支的患者通常具有较低的梗塞面积扩大风险,然而,具有较差的侧支循环的患者在就诊时具有最小的或没有可挽救的组织。有效的侧枝循环评估可以决定谁将从早期血管再通中受益。使用CTA,缺血半球的侧支状态可以通过比较阻塞动脉之外的软脑膜动脉与相对未受影响的半球中的类似动脉来测量。

多项先前的研究(包括IMS III试验)显示与静脉注射tPA的侧枝循环差的患者相比,CTA显示侧枝循环丰富的患者可能在血管内治疗方面做得更好,侧枝循环差的患者不太可能表现出不同的治疗效果,甚至可能受到伤害。

对传统CTA进行侧枝循环评估的主要缺点是它是对比剂充满血管时的一次快照。如果在动脉期早期没有获得足够的侧支,那么就有可能将患者错误分类为差。

多期CTA(mCTA)是一种从颅底到顶点产生脑血管系统的非时相CTA的技术。使用CT扫描仪进行的标准主动脉弓至颅顶是CTA的第一阶段。通过基于推注对比剂监测触发扫描,该采集点处于动脉晚期。其余两个阶段是从静脉中期和静脉晚期的颅底到颅顶扫描。mCTA的另外2个阶段不使用额外的对比度;总辐射剂量最小。

ESCAPE试验使用侧枝循环评估(大多数使用mCTA)来选择患者。

侧枝循环评估用于帮助提高ASPECTS对NCCT的解释准确性。对CTA的ESCAPE试验附属评估与NCCT上的ASPECTS解剖模板相匹配;在颈内动脉或大脑中动脉M1段闭塞患者中,> 50%的缺血性前循环中最小或没有软膜侧支对应于ASPECTS评分为5或更低。

通过对mCTA使用的适当教育和培训以及对速度的关注,ESCAPE试验中的主要临床益处(绝对减少25%)可能适用于更广泛的近端大血管闭塞的缺血性卒中患者群体。

Liebeskind DSCollateral circulation.Stroke. 2003;。层面选择:根据平扫CT结果和多排螺旋CT设备的实际状况,在可疑病变区域选择感兴趣层面或进行全脑容积扫描。为了保证质量,幕上病变尽可能选择基底节层面和侧脑室体部层面进行CTP扫描。

CTP普遍用于为EXTEND-IA试验选择患者。在SWIFT PRIME中,81%的患者也进行了这项研究(其中84%的患者具有目标错配特征)。

资格标准要求获得可挽救组织的证据,并排除大缺血核心患者:> 70 ml EXTEND-IA;> 50 ml SWIFT PRIME,如果> 100ml 严重灌注不足(Tmax> 10 s)则另外排除。

有证据表明CTP比NCCT更敏感,可用于鉴别梗死核心。

CTP还提供有关风险组织区域的信息。虽然这可以基于血管闭塞的位置来估计,但是相当大的解剖学变异性使得难以评估具有中度大的缺血核心的患者中潜在可挽救组织的程度,除非进行灌注成像。在多项研究中已经验证了Tmax>6 s作为风险组织的良好近似值。

CTP上具有大的梗死核心或严重低灌注区域的患者也出现了出血性转化的风险增加。

CTP的主要限制包括辐射剂量过高,覆盖范围有限,处理方法和解释的潜在变化,以及获取和处理成像所需的时间。

目前高端CT扫描仪通过摇篮床模式突破了探测器宽度的限制,能够进行全脑CTP检查;硬件的改善使得低kV扫描成为可能,辐射剂量可以控制在和头部平扫相当。EXTEND-IA和SWIFT PRIME中使用的全自动软件允许在这些多中心试验中使用的硬件平台范围内的处理方法,灌注图外观和病变体积的客观分段标准化。Syngo.via VB20版本具有的Auto Stroke功能可以快速标准化自动完成神经灌注的后处理,明显节省了处理的时间。

通常会引用获取和处理CTP成像的延迟,但采集本身需要大约60到90秒,并且当使用自动化软件时,随后的重建和处理时间以及解释可以在<5分钟内完成。

与NCCT的ASPECT评分不同,它提供了对不可逆损伤的脑和组织的客观定量评估。从原始CTP数据生成的动态血管造影可用于对侧枝循环进行分级。

动态CTA还可以区分来自严重狭窄或非闭塞性血栓引起的完全闭塞;这一发现对预测静脉内tPA早期再通的可能性具有意义。

Zaro-Weber O,Moeller-Hartmann W, Heiss WD, Sobesky JMaps of time to maximum and time to peak formismatch definition in clinical stroke studies validated with positron emissiontomography.Stroke. 2010;。检查过程中躁动,无法继续扫描。

NCCT发现脑出血或其他疾病,将不进行CTP和CTA检查。

NCCT在常规窗宽/窗位发现低密度责任病灶时(提示梗死灶已经进入血管源性水肿时期,BBB破坏)。

NCCT和CTP原始图像显示ASPECTS评分<3分者将不进行CTA检查。

CTA:在急诊状态下,至少提供一个最大密度投影重建(MIP)的CTA参数图像。MIP图的优点位图像处理速度快,血管狭窄或闭塞的显示受人为因素影响最少。

CTP:提供CBF、CBV、MTT和TTP/Tmax参数图。CTP原始图像:提供增强最为明显的一张CTP的原始图像用于观察新鲜梗死区。

NCCT常规窗宽/窗位为80HU/35HU。可以用窄窗宽(40HU/35HU)观察有助于发现超急性期脑梗死细胞毒性水肿导致的低密度影。临床怀疑前循环梗死时,NCCT重点观察基底节层面和侧脑室体部层面。观察顺序为先看双侧基底节区,再看脑表面的脑沟脑回。

脑梗死超早期(发病<6小时),近50%的患者在CT上 表现为直接或间接的脑梗死征象,直接征象主要是指脑实质的改变,如皮质(岛叶和豆状核)灰白质界限消失、脑沟变浅等;间接征象是指动脉高密度征。

(1)正常大脑中动脉(MCA)的CT值大约为40HU,当MCA出现条状高密度影(80HU左右)称为“大脑中动脉高密度征”(hyperdense MCA sign);大脑中动脉侧裂段远端分支(M2或M3)出现点状高密度影称为“大脑中动脉点征”(MCA-dot sign)。Willis环血管表现为节段性高密度影。高密度血管与健侧正常血管影CT值之比>1.2高度提示血栓形成。血栓形成造成的血管高密度影需与血管壁钙化或高血球容积血症所致的高密度影相鉴别。

(2)岛带征:岛带区(包括脑岛、最外囊和屏状核)灰白质界面消失、模糊,脑岛皮层密度与外囊一致。

(3)大脑皮层脑沟(包括侧裂)消失或变窄,提示局部脑肿胀改变。

NCCT常规窗宽/窗位图像显示异常稍低密度区提示急性缺血性脑卒中的梗死区BBB破坏,已经有细胞毒性水肿转变为血管源性水肿。此时,无论是否在治疗时间窗内,均不适合溶栓治疗。NCCT图像显示异常低密度区大于MCA分布区1/3;ASPECTS评分<7时,不适合溶栓治疗。

左侧颈内动脉栓塞患者,于发病后2.5小时,行脑部CT平扫见:岛带消失征(白色带柄箭头)、豆状核低信号征(白色箭头)、半球脑沟消失征(黑色箭头)。

CTP原始图像见区域性低密度影改变提示为梗死区。CTA原始图像上区域性低密度影改变提示梗死区。CBV参数图显示局灶性明显低CBV区。

又称卒中可挽救区。尽管从实际定义讲缺血半暗带区域不包括良性灌注不足,但是目前的影像学检查方法难以区分两者。所以目前仍沿用传统的不匹配模型判断缺血半暗带,导致其被高估。

传统经典不匹配模型包括:(1)CBF-CBV;(2)MTT-CTA原始图像;(3)MTT-CTP静脉期原始图像;(4)CTP动脉期原始图像-CTP静脉期原始图像(适用于检查过程中躁动导致CTP后处理失败者)。

MTT或CBF异常区域大于CTA原始图像(CTA-si)或CTP原始图像(CTP-si)异常区域的部分为缺血半暗带。

缺血半暗带的CBF阈值(Schaefer.et al. AJNR Jan 2006)。良性供血不足:CBF下降<50%。MTT或CBF异常区域大于CTA-si或CTP-si异常区域则称之为错配。由于患者躁动导致CTP图像后处理失败,可选择动脉期原始图像(类似CBF参数图)与静脉期原始图像(类似CBV参数图)进行匹配,前者大于后者为错配,提示存在缺血半暗带。

选择是基于错配标准和缺血核心的绝对体积,还是更灵活的方法,将核心体积和位置与其他因素(如时间和病前健康状况)进行权衡,仍有待确定。然而,通过灌注成像可以快速获得大量信息,灌注成像具有为临床决策提供信息的巨大潜力。

CTP的PS参数图显示新鲜梗死区PS值增高提示BBB破坏;NCCT标准窗宽/窗位显示低密度区域则提示该区域BBB破坏。

评分方法:将正常大脑中动脉分布区域脑组织为10分,每增加一个异常区域则减一分;该方法同样可用于CTA或CTP的原始横断位图像。

CBV异常低灌注区域与CBF异常低灌注去读大小一致,无论病灶大小,均无需溶栓治疗。

CBV异常低灌注区域小于CBF异常低灌注区域则需根据发病时间和病灶大小,如果CBV>100ml,则不需要溶栓治疗。

CBV异常低灌注区域小于CBF异常低灌注区域时,CBF<100ml、>10ml适合溶栓治疗;发病时间过长,NCCT出现低密度影,提示BBB破坏,梗死区域转变为血管源性水肿则不溶栓治疗。

包括:大脑中动脉高密度征;早期异常低密度区域大于大脑中动脉分布区的50%;ASPECT评分<7。

急性缺血性脑卒中患者在NCCT检查的基础上,加做CTA检查,临床医生在研读CTA图像后,原先决定行tPA溶栓治疗的患者有3%不做溶栓治疗,原先不作溶栓治疗的患者中2%改行溶栓治疗;如果仔细研读CTA原始图像,原先决定行tPA溶栓治疗的患者中有7%不作溶栓治疗;原先不作溶栓治疗的患者中12%改行溶栓治疗(STOPStroke)。

所有入院的疑似急性脑卒中的患者到达医院后应进行脑部影像学评估。在大多数情况下,CT 平扫(noncontrast CT,NCCT)可以为急诊评估提供必要的信息。(I,B-NR,改写自2013版指南)。建立完善的急诊转运体系,使得至少50%的可能需要阿替普酶静脉溶栓或机械取栓的患者能够在急诊室接诊后 20分钟内接受头颅影像学检查。

对于无肾功能不全病史并怀疑有颅内大血管闭塞且适合血管内治疗的患者可在肌酐检测前先行CTA检查。

对于部分患者,将侧枝循环代偿情况纳入机械取栓的决策考虑因素是合理的。(IIb级,C-LD 级证据,改写自2015版血管内治疗指南)。目前没有足够的证据确定影响静脉溶栓治疗结果的CT低密度程度或范围。低密度程度和范围或早期缺血改变不应用来排除符合静脉溶栓标准的患者。(III无益,B-R,改写自2015版静脉溶栓指南)。如果患者其他条件均符合,大脑中动脉高密度征不应作为静脉溶栓的排除标准。

除了进行临床试验,对于醒后卒中或不明发作时间窗的患者不建议使用影像标准筛选进行阿替普酶静脉溶栓治疗。(III无益,B-NR 级证据,同2015版静脉溶栓指南)。

不能因为多模CT和 MRI(包括灌注成像)而延误静脉注射阿替普酶。(III无益,B-NR,新推荐)。对于符合血管内治疗的急性卒中患者,推荐在进行初始影像学评估期间进行非侵入性颅内血管检查,但不应延迟静脉溶栓治疗。对于根据专业医学会指南标准适合阿替普酶静脉溶栓治疗的患者,如果需要进行非侵入性血管影像作为初始卒中影像评估,应该在非侵入性血管影像检查之前进行静脉溶栓治疗。随后尽早进行非侵入性颅内血管影像学检查。(I,A,改写自2015版血管内治疗指南)


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