氙CT 吉大一院放射科

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1、Xe-CT的临床应用脑灌注检查的临床意义目前脑缺血检查不够准确和客观。症状、体征CT、MRI平扫血管造影CTA脑灌注技术发展史主要两类灌注技术：一类使用弥散性示踪剂，另一类依赖于非弥散性示踪剂。弥散性示踪技术依靠脂溶性分子的两种能力：快速通过血脑屏障和快速进入脑实质。CBF的测定依赖于输入动脉的示踪量和被组织摄取的示踪量。非弥散性示踪技术所使用的药物保留在血管中。中心容量原理：CBF=CBV：MTT。脑灌注技术发展史脑灌注成像技术包括：单光子发射计算机体层成像(SPECT)正电子发射体层成像(PET)CT灌注（CTP）吸入性氙气CT（Xe-CT）MR灌注（PWI、DWI）XeCT的概念氙CT(

2、Xenon-CT)是利用氙气的放射密度(Xe53)与碘(I54)相近，且易穿过血脑屏障的特点，将其用做CT扫描吸入性弥散示踪剂从而用于患者的脑组织灌注，测量局部脑血流变化的技术。Xe-CT的基本原理氙是一种小分子物质既有脂溶性又有水溶性,能自由弥散。吸入后可以溶于血液并可以自由通过血脑屏障其组织浓度既反映了输入动脉的情况又反应出靶组织的摄取情况。 Xe-CT的基本原理1984年，Xe-CT技术首次应用于临床。在随后的十多年中，研究者通过降低吸入氙气浓度、缩短吸入时间及与快速CT成像技术结合等手段，大大降低了氙气吸入时带来的副作用。Xe-CT的基本原理CBF的测定依赖于输入动脉的氙气浓度和被组织

3、摄取的氙气浓度，量化CBF输入动脉函数(AIF)和组织中氙气浓度AIF氙气量由呼出氙气量进行评估通过用灌注Kety-schmidt方程反复计算每个CT层面24000个像素得出CBF和血流与组织间的分配系数Xe-CT的基本原理在采样期间，CT扫描测量每个像素点的X线吸收系数（Hounsfield单位）氙气吸入期X线吸收数值减去基线值，对每个像素做其示踪剂累积量-时间曲线在解剖图像上综合大量的数据资料得出高分辨率量化的脑血流图，该图又和脑的解剖紧密相连Xe-CT的基本原理加上灰度或颜色尺度，CBF值可转化成视觉图像，该图上的兴趣区域(ROI)可被截取用于局部量化测定病人位置移动和其它伪性资料可产生

4、伪影图亦要用于分析得到用于分析和检查的脑血流图大约需要10分钟时间 Xe-CT的构造 任何现有的CT较低的噪声允许较低的氙气浓度（28） 供应氙气的呼吸机(ENHANCER)混合与控制氙气的输送监视氙气、氧气、二氧化碳的情况以及呼吸的速 率 外部计算机CT与呼吸机的数据通过网络传输给专用计算机 （30秒）计算与显示6个断层的脑血流图像（3分钟） 氙气增强型呼吸机 -混合281%的Xe与40 的O2 -连续测量Xe、O2、CO2的 情况 -如果O2下降或者CO2显著 上升或者呼吸不正常， 将发出警告呼吸机采用封闭系统以至于把消 耗的氙气降到最低大约4升。患者方面： 用呼吸面罩或者人工呼 吸机上插

5、入气管的管子 很容易地连接患者气体输入的方面： 很容易与人工呼吸机 连接。Xe-CT的操作打开电脑，进入Xe-CT系统将呼吸机接上电源，启动呼吸机，使处于待 机状态 将电脑操作系统与呼吸机相连 将通气管及采样管与呼吸机连接 将氧气瓶及氙气瓶与呼吸机相连并打开阀门 ，按 SET键和FILL键，使从呼吸机中输出的 氧气和氙气浓度分别为25%和28%Xe-CT的操作受检者平卧于 CT检查台，固定头部、肩部 和双手，带上面罩并使之固定 进行CT扫描，挑选出4层感兴趣部位图像进 行Xe-CT检查将已与呼吸机相连的通气管与固定于受检者 面部的面罩连接从操作平台上观察受检者的呼吸情况，了解 受检者呼吸是否正

6、常受检者通过面罩吸入含28%氙气的混合氧气 Xe-CT的操作待受检者呼吸平稳后，按Start Xenon键，让 受检者吸入氙气，使受检者保持清醒和头部 不移动 从操作平台上观察氙气在受检者体内分布的 时间-浓度曲线图（wash in）和受检者的呼吸 情况 吸入氙气期间对上述4层感兴趣部位进行动态 CT扫描，每8秒一次，共6次 扫描结束后，按stop xenon键，停止氙气输入Review air curvesEND TIDAL CO2END TIDAL XENON氙气在4.3分钟内呼气末的时间-浓度曲线图 XeCO2Xe-CT的操作从操作平台上继续观察1.5分钟，观察氙气在 受检者体内清除的时

7、间-浓度曲线(wash out)将通气管与面罩拔开，让受检者平静呼吸室 内空气，仍保持头位不动 将CT扫描图象传输至Xe-CT系统，电脑自动 进行数据转换 输入受检者当天红细胞容积值，应用Xe-CT 系统对受检者感兴趣部位脑rCBF值进行定量 分析，获得受检者静息状态下脑rCBF值Gray matterWhite matter氙气进入大脑的时间曲线1 NORMAL CASECT SCANConfidence ImageCBF Maps整个断层血流值的直方图系统地设置感兴趣的区域ROI #11 NORMAL CASEROI #1脑缺血性病变急性梗死灶由缺血中心的坏死灶和其周边的 半影区组成；半影

8、区有两种转归:(1)一部分缺血区血流恢复 ,逐步转变为正常脑组织;(2)可逆性缺血转变为永久性梗死灶。治疗的关键在于早期抢救缺血半影区,使其恢复功能。识别缺血脑组织的意义部分病例首次平扫已显示出低密度灶,但Xe图像所显示的病灶范围更大,说明梗死灶周围区域血流灌注已经下降与常规所示的低密度梗死灶不同,表明在脑梗死周围存在着功能受损但结构完整仍有可能挽救的缺血脑组织。Xe-CT:识别缺血脑组织缺血半影区应用于临床评估急性缺血性脑血管病,需要明确功能受损和形态学受损的血流阈值,以区分功能受损组织和不可逆性梗死组织。需要量化脑血流的情况：缺血性梗塞 定性的脑血流提供了脑血流的模式 缺血性中风治疗需要的

9、信息 Dead (core)- 30 无风险30Penumbra半影区8-20ml/100g/minCore梗死区 8ml/100g/minXe-CT的临床应用 临床诊断 超早期诊断脑梗 计算梗死中心区及周边缺血半暗区范 围 诊断急性中风病人溶栓治疗后出血相 对风险的高低，无论症状发作后的时限 诊断缺血性脑血管病(TIA) 界定慢性缺血患者发生中风的高危人 群、预测血栓性脑梗的发生 癫痫的诊断和定位 诊断脑死亡 Xe-CT的临床应用机能评价 测定脑血管储备功能脑外科手术前、后的血流动力学评价 颅外血管闭塞性疾病对颅内动脉血流动力学影响的评价 评价脑血管造影确定的侧枝循环是否足够Xe-CT的临床

10、应用 急性缺血性中风 rCBF的精确测定有助于临床医生鉴 别组织缺血的可逆与否，从而有助于决定 采取有风险但可救命的治疗抉择 可以明确受累组织的范围和缺血血管 的分布情况 ，而受累组织的范围大小对 于评估溶栓药物的致死率和致残率有至关 重要的意义 有助于对患者预后的判断急性脑梗死患者。应用Xe-CT技术测定缺血中心区，缺血半影区区及正常脑组织局部 脑血流，观察梗死发生后局部脑血流的动态变化及其与预后的关系Xe-CT的临床应用Xe-CT的临床应用 慢性缺血测量保持或增加血管储备的能力可以估计相应组织的新陈代谢和随后发生梗塞的风险 血管负荷试验后，若无CBF增加，提示血管舒张最大及血管储备消失反常

11、局域CBF减少已被归于将来发生梗塞的高危亚群 Xe-CT的临床应用 血管痉挛 XeCT已被用于诊断哪些病人会因蛛网膜下 腔出血后血管痉挛出现血流减少和脑缺血而出现 神经功能障碍，并鉴别其它原因所致的病情恶化 。 癫痫发作病灶的标志 XeCT证明癫痫发作病灶血流增加，因而它 可作为寻找慢性癫痫病人发作病灶的工具 诊断脑死亡 临床脑死亡诊断的替代标准是明确脑灌注不 足以维持组织存活 研究操作中的重要问题头部移动是最主要的问题 充气限制头部移动 降低氙气浓度至28%可明显减少病人躁动发生率 相对于其它方法的优点和缺点优点 该方法基于CT之上，独一无二 定量Xe-CT提供CBF绝对数值相对于其它影像设

12、备，价格便宜 在不同的CT系统之间有统一的检查 标准 许多负荷试验可用于脑血管生理学研 究相对于其它方法的优点和缺点缺点 病人位置移动产生伪影影像，使得其 解释困难及不准确 它仅直接测量一个参数CBF（分配系 数除外）。其它的血管和组织参数必须通 过负荷测试来得到 无评估细胞功能及存活的能力，如同 弥散MRI 常用脑缺血灌注影像技术比较American Heart Association, INC (Stroke, 2003; 34:1084) AHA Scientific Statement 常用脑缺血灌注影像技术比较2.性能比较弥散性示踪技术 非弥散性示踪技术 XECT SPECT CTP

13、 PWI/DWI 定量程度 全定量CBF绝对值 半定量，需对照比较 半定量，需对照比较 半定量，需对照比较 准确性 重复性 20分钟后可重复 40 分钟后可重复 30-45 分钟后可重复 45-75 分钟后可重复 操作方便性 安全性 空间分辨率 解剖图像关联 有 无 有 有 脑组织成像量 全脑 部分ROI 部分ROI 全脑 检查时间 10 分钟 30 分钟 45 分钟 55 分钟 设备费用 低 低 高 昂贵 病人检查费用 中等 低 高 昂贵 评价组织代谢 无 无 无 无 评比统一标准 有 无 无 无 脑CT灌注的概念脑CT灌注成像(CT perfusion imaging)是脑功能成像方法之一

14、，它是通过研究脑组织的血流灌注状态以及组织血管化程度来揭示脑部肿瘤的病理解剖和病理生理改变，并判断肿瘤的生物学行为及预后情况，在脑肿瘤的诊断、鉴别诊断、疗效评价及判断预后中发挥主要作用。脑CT灌注的概念灌注成像是通过观察静脉内快速团注碘对比剂时脑组织密度动态变化,根据不同的数学模型计算得到局部脑血容积(rCBV)、局部脑血流量(rCBF)、平均通过时间(MTT) 以及最大峰值时间(PT)。CT灌注的基本原理灌注成像的基本技术方法是将对比剂经静脉快速团注,同时对选定层面进行快速动态扫描,可获得感兴区的时间密度曲线(time-density curve, TDC),根据不同的数学模型计算出局部脑组

15、织的血流灌注量,以此来评价组织器官的灌注状态。CT灌注的基本原理由于脑灌注成像计算模型的前提条件是血脑屏障保持完整,对比剂完全在血管内被稀释,无血管外渗漏等,故脑灌注一直应用于观察急性脑缺血时脑组织血流灌注状况的研究。CT平扫CT灌注MTTCT血流速度CBF血容量CBV平均通过时间Slice 1感兴趣区平均CT值时间密度曲线TDCMTT血流速度CBF血容量CBVSlice 3MTT平均通过时间感兴趣区平均CT值时间密度曲线TDC脑CT灌注的优点属于半定量研究,据研究报道1mg/ml的碘浓度相当于25Hu,通过测定局部脑组织的碘聚集量即可获得局部脑组织的血流灌注量。具有较高的空间分辨 率与时间分辨率;多层同层技术的应用避免了以往对肿瘤灌注成像 的片面性;CT检查普及范围广,检查费用低。脑CT灌注的局限性需要注射对比剂,对碘剂过敏的病人不能使用需要快速团注对比剂,并非全部病人都可耐受只能做单层或