基于iDose~4迭代技术重建的多模式CT检查在缺血性脑卒中疾病中的临床应用

发布时间：2017-10-14 20:22

  本文关键词：基于iDose~4迭代技术重建的多模式CT检查在缺血性脑卒中疾病中的临床应用

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【摘要】：目的探讨iDose4迭代重建能否改善缺血性脑卒中患者低辐射全脑CT灌注成像的图像质量。其次,以发病7天内随访CT平扫为标准,评估iDose4迭代重建的低辐射全脑CT灌注对符合纳入标准的缺血性脑卒中患者病灶的发现及显示能力。同时,分析iDose4迭代技术重建的CT血管造影图像,评估符合纳入标准的缺血性脑卒中患者是否存在血管狭窄、血管狭窄或闭塞部位、病因以及严重程度等情况。材料和方法1.研究对象本研究已获得广东省第二人民医院伦理委员会批准并在进行多模式CT检查之前,所有患者或其监护人均对本研究知情同意并已签署知情同意书。连续收集2014年5月至2015年6月就诊广东省第二人民医院并临床拟诊为缺血性脑卒中患者。本研究属于回顾性研究。2.图像采集和重建根据纳入标准和排除标准选择合适的研究对象,对纳入研究的病例采用Philips 256层Brillance iCT扫描仪进行多模式CT图像采集,所有患者均先进行常规基线头颅CT平扫,排除脑出血及类肿瘤性病变后,行全脑CT灌注成像扫描,CT灌注扫描完成后间隔5分钟再次注入对比剂后行颈+头部CTA成像扫描,并于发病7天内随访CT平扫。以听眦线为标准定位线,采用约束带固定患者头部。所得的CT灌注原始图像数据分别经FBP和iDose4两种重建算法获得两组数据,所获得CTA原始图像采用iDose4迭代重建技术重建,选用的iDose4等级为飞利浦开发商提供的3水平。3.图像后处理两组重建后灌注数据自动传至Philips Intellispace Portal V5.0.1工作站,用Brain Perfusion软件对两组数据进行后处理,手工选取大脑前动脉A2段为输入动脉,并于同一层面选取上矢状窦为输出静脉,经系统自动生成时间-密度曲线(TDC),并自动获得平均通过时间(MTT)、脑血流量(CBF)及脑血容量(CBV)灌注参数的伪彩图。经FBP重建获得的灌注图记为FBP组,iDose4重建获得的记为iDose4组。重建后CTA数据库自动传至Philips Inteuispace portal V5.0.1工作站,用AVA软件对CTA重建后的图像进行后处理,得到重建出的容积成像(VR)图像、最大密度投影(MIP)图像及颈部血管的曲面重建(CPR)图像。4.图像分析4.1 FBP和iDose4重建获得的灌注图像质量的定量分析采用图像噪声与信噪比进行定量分析。根据时间-密度曲线选取大脑前动脉强化最大的时间点(即Tmax),在Tmax中最能显示基底节区及侧脑室的层面选5个感兴趣区：额叶白质、尾状核头、豆状核、背侧丘脑、枕叶白质。测量并记录2组重建图像中每个感兴趣区的CT值标准差(SD)及CT平均值(AV)。图像噪声(N)为SD,信噪比(SNR)为每个感兴趣的AV与SD的比值,即N=SD, SNR= AV/SD。4.2 FBP和iDose4重建获得的灌注图像质量的定性分析采用改良的Abels'评分标准进行定性分析,观察指标为CBF和CBV图中的脑灰白质分界及MTT等级、缺血组织与正常组织的鉴别、图像均匀性、伪影的代偿性,每一指标均作0-2分的评价：0分,差；1分,一般；2分,好。每个指标先分开分析,最后再统一起来作为总体质量评分,即每个灌注参数图得分在0-8分。评分6分(Ⅰ类)表明图像质量好,具有很好的诊断价值；3评分≤6分(Ⅱ类)表明图像质量中等；评分≤3分(Ⅲ类)表明图像质量差。4.3 iDose4迭代技术重建的灌注参数图对急性缺血性脑卒中病灶检出能力的分析分析基线CT平扫及发病7天内随访的CT平扫结果,并以发病7天内随访的CT平扫结果为标准,分析入院时各灌注参数(MTT、CBV、CBF)图对急性缺血区域的显示情况,如发病7天内随访的CT平扫结果显示存在低密度区且CT灌注图像上相应部位存在灌注异常,则为真阳性；如发病7天内随访的CT平扫结果显示不存在低密度区且CT灌注图像上无灌注异常,则为真阴性；如发病7天内随访的CT平扫结果显示存在低密度区且CT灌注图像上相应部位无灌注异常,则为假阴性,如7天内随访的CT平扫结果显示不存在低密度区且CT灌注图像上存在灌注异常,则为假阳性。4.4分析纳入研究的病例的血管情况根据各种后处理图像,单纯性分析CTA图像,评估研究对象是否存在血管狭窄或闭塞,狭窄或闭塞的原因、部位以及测量狭窄程度。其次,结合CT灌注结果以及CT平扫随访结果,分析责任血管情况。4.5测量血管狭窄程度和闭塞的方法颈内动脉系统颅外段血管狭窄程度的分析采用北美症状性颈动脉内膜切除术试验(NASCETF)方法,狭窄程度=(狭窄远端正常血管直径-最狭窄处血管直径)／狭窄远端正常血管直径×100%。正常血管直径的测量是选择在颈总动脉分叉后的颈内动脉生理膨大和动脉斑块的远端,如果颈内动脉全程狭窄或闭塞,则选在对侧正常颈内动脉相应部位。多发狭窄时以狭窄最明显处作为测量区域。狭窄严重程度分级标准：0%～9%无狭窄,10%-29%为轻度狭窄,30%～69%中度狭窄,70%～99%为重度狭窄,100%为完全闭塞。颈内动脉系统颅内段血管狭窄程度的分析采用华法林-阿司匹林治疗有症状颅内疾病试验(The Warfarin-Aspirin Symptomatic Intracranial Disease Study, WASID)方法,狭窄程度=(狭窄远端正常血管直径-最狭窄处血管直径)／狭窄远端正常血管直径×100%。正常血管直径的测量是选择在靶动脉段狭窄远端正常动脉的最宽处,如果靶动脉段全程狭窄或闭塞,则选在该动脉段供血的上级动脉最远端处。多发狭窄时以狭窄最明显处作为测量区域。狭窄严重程度分级标准：0%-29%无狭窄,30%～49%为轻度狭窄,50%-79%为中度狭窄,80%～99%为重度狭窄,100%为完全闭塞。5.辐射剂量的计算记录DLP,根据公式计算有效辐射剂量(E):E=DLP×k (k=0.0023,头颅特定区域的恒定变换系数,单位为mSv/(mGyxcm))。6.统计方法采用SPSS 20.0 (Chicago, Illinois)软件包进行统计分析。图像噪声、信噪比先进行正态性检验,若符合正态分布,则采用配对t检验对比分析,若为非正态分布,则采用非参数Wilcoxon秩检验,正态性检验采用单样本Kolmogorov-Smirnov分析进行检验并取p值。非参数Wilcoxon秩检验分析两种重建方法CTP参数的图像质量主观评分,卡方检验分析2种重建方法CTP参数的图像质量分类比较。根据公式计算各参数图(MTT图、CBV图、CBF图)对急性缺血性病灶检出的敏感性：敏感性=真阳性／(真阳性+假阴性)。根据公式计算血管狭窄程度：狭窄率=(狭窄远端正常血管直径-最狭窄处血管直径)／狭窄远端正常血管直径×100%。采用kappa检验分析两名医师一致性,κ0.75提示一致性非常好,κ在0.40-0.75提示一致性中等,K0.40提示一致性较差。噪声及信噪比以(平均值±标准差)表达；主观评分采用中位数(F50)及四分位数间距(F25-F75)表示；以P0.05被认为差异有统计学意义。结果本研究共纳入35例研究对象,其中男19例,女16例,平均年龄为(57.2±10.1)岁(范围为41-76岁),发病至成像时间为(41.6±22)h(范围为4-72h),均为前循环脑卒中。1.两种不同重建算法间Tmax图像质量定量分析2种重建方法的所有感兴趣区的噪声以及信噪比均符合正态分布(p值均0.05)。与FBP相比,iDose4重建的Tmax图中各感兴趣区噪声均显著下降(p0.05),信噪比显著升高(p0.05)。2.两种不同重建算法间灌注图像定性分析FBP组的CBF图[(3.00～6.00)分对(5.00～6.00)分；z=-2.784,P=0.005]、CBV图[(5.00-6.00)分对(6.00～7.00)分,z=-3.674,P=0.000]和MTT图[(3.00～5.00)分对(4.00～6.00)分,z=-3.394,P=0.001]图像质量评分均显著低于iDose4组。图像质量分类比较显示,FBP组图像质量差的CBF图(34.3%对11.4%；χ2=7.036,P=0.030)、CBV图(11.4%对2.9%,χ2=7.485,P=0.024)所占的比例均显著高iDose4组,而MTT图(28.6%对11.4%；χ2=5.318,P=0.070)所占的比例高于iDose4组,但无统计学意义。两评估者间的一致性均非常好,FBP组VS iDose4组的CBF、 CBV、MTT图的K值分别为0.851VS0.938、0.815VS0.836、0.874VS0.862。3.常规基线CT平扫和7天内随访CT平扫显示病灶情况分析常规基线CT平扫结果示35例患者有16例患者存在缺血梗死病变,其中有7例患者是小梗死灶或腔隙性梗死(直径2cm)。随访CT平扫结果示35例患者均存在缺血梗死病变,其中12例患者图像中存在一处或多处小梗死灶或腔隙性梗死灶,23例患者存在较大范围的缺血梗死灶(直径2cm)(其中13例患者位于右侧大脑半球,10例患者位于左侧大脑半球)。4. iDose4迭代技术重建的灌注参数图对急性缺血性脑卒中病灶检出能力的分析两评估者间具有良好的一致性(K值为0.893)。MTT图真阳性、假阴性的病例数分别为18、17；CBV图真阳性、假阴性的病例数分别为10、25；CBF图真阳性、假阴性的病例数分别为15、20。MTT检测急性缺血性病灶的敏感性为51.4%,CBV的敏感性为28.6%, CBF的敏感性为42.9%。在本研究中我们还发现,低剂量CTP图对小梗死灶或腔隙性梗死灶(直径2cm)的检出率为0。5.CTA图像分析结果在35例患者的CTA中,血管未见异常者4例,颈内动脉起始部或颈总动脉末端不稳定斑块(包括软斑块和混合斑块)并局部中度狭窄者1例,颈内动脉起始部或颈总动脉末端不稳定斑块并局部重度狭窄者2例,颈内动脉颅内段钙化斑块但管腔未见狭窄者4例,颈内动脉颅内段钙化斑块并管腔轻度狭窄者3例,颈内动脉颅内段钙化斑块并管腔中度狭窄者1例,单纯性大脑中动脉中度狭窄者4例,单纯性大脑中动脉重度狭窄者3例,单纯性大脑中动脉闭塞者4例,大脑前动脉A2段中度狭窄者2例,颈总动脉或颈内动脉不稳定斑块并同侧大脑中动脉中度狭窄者2例,颈总动脉或颈内动脉不稳定斑块并同侧大脑中动脉重度狭窄者2例,颈总动脉或颈内动脉不稳定斑块并同侧大脑中动脉闭塞者3例。结合随访CT平扫结果分析,12例小梗死灶或腔隙性梗死灶患者的CTA结果显示有4例患者血管未见异常,7例患者颈内动脉颅内段钙化斑块并管腔未见或轻度狭窄,1例患者颈内动脉起始部混合斑块并局部中度狭窄；其余23例患者均存在中度以上的血管狭窄。结合CT灌注各参数图分析,在大脑中动脉闭塞的7例患者,MTT灌注异常有7例,CBV灌注异常有6例,CBF灌注异常有7例；在大脑中动脉重度狭窄的5例患者,MTT灌注异常有4例,CBV灌注异常有1例,CBF灌注异常有3例；在大脑中动脉中度狭窄的6例患者,MTT灌注异常有5例,CBV灌注异常有2例,CBF灌注异常有3例；颈内动脉颅内段中度狭窄的1例患者,MTT灌注异常有1例,CBV灌注异常有0例,CBF灌注异常有1例；单纯性颈动脉颅外段重度狭窄的2例患者,MTT灌注异常有1例,CBV灌注异常有1例,CBF灌注异常1有例；2例大脑前动脉A2段中度狭窄、1例单纯性颈动脉颅外段中度狭窄、7例颈动脉颅内段无或轻度狭窄、4例血管未见异常者其各灌注参数图未见异常灌注。两观察者间对是否存在血管狭窄评估的K值为0.936,对血管狭窄病因以及部位评估的κ值为1.000,对血管狭窄程度评估的κ值为0.913,两评估者间的一致性均非常好。6.辐射剂量CT平扫、全脑CT灌注、CTA的DLP分别为为912.5mGy×cm、955.8 mGy×cm、 385.7mGy×cm,有效辐射剂量分别为2.1mSv、2.2mSv、0.9mSv。结论iDose4迭代重建技术可改善低辐射CTP图像质量,低辐射全脑CTP在缺血性脑卒中价值较高,CTA可检测到缺血性脑卒中患者的血管狭窄,可诊断血管狭窄或闭塞部位、病因以及严重程度,基于iDose4迭代技术重建的多模式CT检查的辐射剂量较低,在缺血性脑卒中疾病中的临床诊断价值较高。
【关键词】：缺血性脑卒中 灌注成像 血管成像 多模式 迭代重建技术 低辐射
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R743.3;R816.1
【目录】：

• 摘要3-10
• ABSTRACT10-20
• 前言20-27
• 第一部分 iDose~4迭代重建技术的全脑CT灌注在缺血性脑卒中疾病中的临床应用27-45
• 研究目的27
• 1.1 材料和方法27-30
• 1.2 结果30-32
• 1.3 讨论32-34
• 1.4 小结34-35
• 1.5 参考文献35-40
• 1.6 附图、附表40-45
• 第二部分 iDose~4迭代重建技术的CT血管造影在缺血性脑卒中疾病中的临床应用45-58
• 研究目的45
• 2.1 材料和方法45-48
• 2.2 结果48-49
• 2.3 讨论49-52
• 2.4 小结52
• 2.5 参考文献52-55
• 2.6 附图、附表55-58
• 总结58-59
• 综述59-70
• 参考文献66-70
• 英文缩写词70-72
• 攻读硕士学位期间成果72-73
• 致谢73-74

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本文编号：1033012