磁共振臨床應用及進展

1、磁共振成像新進展,磁共振成像(MRI,利用人體組織中氫原子核（質子）在磁場中受到射頻脈沖的激勵而發(fā)生核磁共振現象，產生磁共振信號，經過電子計算機處理，重建斷層圖像的成像技術,1、多參數灰階成像 T1WI: MR圖像主要反映的是組織間T1值的差別 T2WI: MR圖像主要反映的是組織間T2值的差別 PdWI: MR圖像主要反映的是組織間質子密度值差別,3,MR圖像特點,同一組織或病變在不同的成像序列具有不同的信號強度。 T1WI T1值長，信號低（黑） T1值短，信號高（白） T2WI T2值長，信號高（白） T2值短，信號低（黑,4,T1WI,T2WI,軸位、矢狀位、冠狀位、 任何傾斜位,2、

2、多方位成像,5,3、流空效應,定義：射頻脈沖所激發(fā)的質子在接收線圈獲取MR信號時，已流出成像層面；而此時成像層面內原部位的質子為流入的非激發(fā)質子，故不能產生MRI信號，呈無信號黑影。 流空效應：不用對比劑使血管成像,6,4、MR對比增強效應,定義：順磁性對比劑可以縮短周圍質子的弛豫時間,5、偽彩色功能圖像,不同功能成像的技術，是正常或病變組織以偽彩色顯示在解剖結構背景上,6、無電離輻射 7、無骨骼偽影,禁忌癥,心臟起搏器、體內有體磁性物質、重癥監(jiān)護患者,一、磁共振功能成像,磁共振擴散加權成像（Diffusion Weighted Imaging , DWI） 擴散張量成像(Diffusion

3、Tensor Imaging, DTI） 磁共振灌注加權成像(Perfusion Weighted Imaging , PWI ） 磁共振波譜成像（MR spectroscopy，MRS） 功能磁共振成像(functional MRI, fMRI ） 磁敏感加權成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI,磁共振擴散加權成像（DWI,彌散（diffusion）：指分子的隨機不規(guī)則運動，又稱布朗運動，是人體重要的生理活動，是體內的物質轉運方式之一。彌散是一物理過程，其原始動力為分子的熱能,磁共振擴散加權成像（DWI,DWI是利用活體組織中水分子的彌散運動，反映組

4、織和細胞微觀結構和功能的一種MR成像技術。 水分子的運動包括細胞內、細胞外、跨細胞運動及微循環(huán)灌注； 細胞外運動及微循環(huán)灌注是組織DWI受限的主要原因,磁共振擴散加權成像,彌散系數（diffusion coefficient，D）：單個水分子單位時間內隨機彌散的平均范圍 ( mm/s) 。 由于組織間D值不同而形成DWI圖像,表觀彌散系數(Apparent diffusion coefficient，ADC) ：來衡量水分子在人體組織環(huán)境中的彌散運動。把影響水分子運動的所有因素（隨機和非隨機）都疊加成一個觀察值，反映彌散敏感梯度方向上的水分子位移強度。 ADC值越高，組織內水分子彌散運動越強，

5、在DWI圖上表現為低信號，相反ADC值越低，DWI圖上表現為高信號,根據Stejiskal-Tanner公式， ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2) S2與S1是不同b 值條件下的信號強度,臨床應用,發(fā)現病變 定性診斷 腦梗死： 超急性、急性腦梗死 判斷梗死核心 蛛網膜囊腫和表皮樣囊腫鑒別 腫瘤的定性和分級診斷 囊性腫瘤與膿腫鑒別 實性,蛛網膜囊腫,表皮樣囊腫術后殘存,腦膿腫,多形膠質母細胞瘤,磁共振全身彌散技術（Whole Body Diffusion Weighted Imaging，WB DWI,是近幾年最新發(fā)展起來的磁共振技術，俗稱磁共振類PET成像技術（MR PET） 敏感性高

6、，無輻射，是非常適合于臨床篩查的一項檢查手段； 對全身各系統(tǒng)的惡性腫瘤原發(fā)灶及淋巴結與骨轉移灶具有很高的診斷價值,磁共振擴散張量成像（DTI,擴散張量成像（DTI）在多個方向上施加彌散敏感的梯度脈沖并采集彌散信息，能描述每一個方向上水分子彌散的各向異性的組織彌散特征。經過計算機處理可獲得白質纖維走行圖,磁共振擴散張量成像,各向同性（isotropic）：各方向的彌散速度均為同步，表現為相同的彌散系數。 各向異性（anisotropic）：水分子彌散運動在各個方向不同步性，稱之為各向異性。 各向異性分數（FA）是水分子各向異性成分占整個彌散張量的比例，描述水分子在彌散過程中方向和速度上的不均勻性

7、。其范圍在01之間，0代表最大的各向同性，1代表各向異性的最大值,臨床應用,反映白質纖維束的病理狀態(tài)及其與鄰近病變的解剖關系 ； 白質纖維走行圖對于手術方案的選擇、預后的評估提供影像學依據,FA彩色編碼圖,胼胝體張量,良性腦膜瘤,PART 4,良性腦膜瘤,PART 4,惡性腦膜瘤,PART 4,磁共振灌注加權成像（PWI,反映組織內微血管分布及血流灌注 通過測量不同的血液動力學指標，如腦血容量（CBV）、腦血流量（CBF）、平均通過時間（MTT）等來達到無創(chuàng)傷性測量腦灌注的MR技術,腦血容量（CBV） 是指在指定區(qū)域腦組 織內的血容量，通常以mL/100 g腦組織來示。 腦血流量（CBF） 指

8、每單位時間內通過指定區(qū)域腦組織的血液體積，通常用mL/(100 gmin)表示。 平均通過時間（MTT）指血流通過一個指定區(qū)域腦組織所需的平均時間，通常用s來表示。 達峰時間（TTP）指對比劑團達到興趣區(qū)所用的時間,臨床應用,急性腦梗死缺血半暗帶和梗死核心評估； 腫瘤的組織學評價、分級； 對腦腫瘤治療后效果的評估； 腫瘤復發(fā)和放療壞死的鑒別,臨床應用,1. 腦梗死 MR灌注成像對腦梗死的診斷，MTT對缺血最敏感 ，rCBV和rCBF對早期腦梗死的診斷特異性較高。 急性腦梗塞時，MR灌注成像lh之內即可探測到，通常，CBV多無變化，但CBF下降，MTT延長,2. 腦 腫 瘤,PWI主要用來評價腫

9、瘤內的新生血管，為腫瘤的分級和組織學的惡性程度判定提供佐證，及用來指導腦腫瘤的立體定向組織活檢和腫瘤的復發(fā)與壞死的鑒別,星形細胞瘤II級,CBV圖,灌注曲線,腫瘤實質區(qū),瘤周水腫區(qū),對側正常腦白質,對側正常腦灰質,間變性星形細胞瘤級,腫瘤實質區(qū),對側正常腦白質,瘤周水腫區(qū),對側正常腦灰質,CBV圖,灌注曲線,磁共振波譜分析,磁共振波譜（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一能無創(chuàng)傷地檢測活體內代謝物的方法，可進行活體腦組織的代謝、生化研究及定量分析,主要測量的代謝產物包括： N-乙酰門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA） 膽堿(choline，Cho) 肌酸(cre

10、atine，Cr) 乳酸(lactate，Lac) 肌醇(myo-inositol,mI,磁共振波譜常見代謝產物,N-乙酰門冬氨酸（NAA）：人腦內含有大量N-乙酰氨基酸，這些化合物在質子波譜化學位移2.02 ppm(part per million)處形成波峰。 NAA主要存在于神經元內，所以被稱為神經元的“內標物”，它的含量多少反映神經元的功能狀況,肌酐/磷酸肌酐（Cr/PCr）：化學位移為3.0和3.94ppm的共振信號代表磷酸肌酐(PCr)和肌酐(Cr)。除ATP外PCr為細胞能量代謝的主要儲能形式。 膽堿（Cho）：3.2ppm的共振信號主要源于細胞膜和膽堿能神經元的突觸末稍等組織中

11、的膽堿及膽堿能化合物，并且它們是脂類代謝的一部分。膽堿濃度的增加常見于腫瘤組織或多發(fā)性硬化斑塊,乳酸（Lac）：為糖酵解的終產物，化學位移在1.32ppm。正常情況細胞能量代謝以有氧氧化為主，所以在1H-MRS往往檢測不到。它在評估缺血和腫瘤時能起到重要作用。Lac增加常常出現在惡性膠質瘤中，Henriken等認為Lac有助于良惡性膠質瘤的鑒別。 肌醇（Ins）：是一種環(huán)己醇，采用較短TE時間時出現在3.56ppm。Ins標記腦組織神經膠質細胞。Ins增高在Alzheimer病具有較高的特異性，在糖尿病和透析病人腦內也可發(fā)現Ins增高的現象。 Kreis等發(fā)現正常腦有時會出現微弱的谷氨酸（Gl

12、u）和谷氨酰胺（Gln）的波峰，一般不會出現乳酸（Lac）和丙基酸（Ala,1H-MRS各代謝物意義,正常MRS表現,膠質母細胞瘤,強化區(qū),周圍區(qū),腦轉移瘤,強化區(qū),周圍區(qū),功能磁共振成像（fMRI,通過血氧飽和度對比變化而實現的成像方法，稱血氧水平依賴功能磁共振成像( blood oxygen leveldependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI) 腦神經元活動情況 腦功能磁共振成像實現了人類無損傷觀察活體大腦功能的夢想,fMRI,原理：腦組織活動增強時局部CBF和耗氧量增加不成比例，CBF增加約30%-50%，耗氧量增加約5%，其結果導致在局部毛細血管床和靜脈床中血氧飽和度增加，導致T2*和T2馳豫