磁共振臨床應(yīng)用及進展

1、磁共振成像新進展磁共振成像新進展 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院王效春王效春磁共振成像(MRI)v利用人體組織中氫原子核（質(zhì)子）在磁場中受到射頻脈沖的激勵而發(fā)生核磁共振現(xiàn)象，產(chǎn)生磁共振信號，經(jīng)過電子計算機處理，重建斷層圖像的成像技術(shù)。 1、多參數(shù)灰階成像、多參數(shù)灰階成像 v T1WI: MR圖像主要反映的是組織間T1值的差別v T2WI: MR圖像主要反映的是組織間T2值的差別v PdWI: MR圖像主要反映的是組織間質(zhì)子密度值差別3MR圖像特點特點 v同一組織或病變在不同的成像序列具有不同的信號強度。vT1WIT1值長，信號低值長，信號低（黑）T1值短，信號高（白）v T2WIT2

2、值長，信號高值長，信號高（白）T2值短，信號低（黑）4T1WIT2WI軸位、矢狀位、冠狀位、 任何傾斜位2、多方位成像53、流空效應(yīng)、流空效應(yīng)v定義：定義：射頻脈沖所激發(fā)的質(zhì)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(nèi)原部位的質(zhì)子為流入的非激發(fā)質(zhì)子，故不能產(chǎn)生MRI信號，呈無信號黑影。v流空效應(yīng)：流空效應(yīng)：不用對比劑使血管成像64、MR對比增強效應(yīng)v定義：順磁性對比劑可以縮短周圍質(zhì)子的弛豫時間。5、偽彩色功能圖像v不同功能成像的技術(shù)，是正?；虿∽兘M織以偽彩色顯示在解剖結(jié)構(gòu)背景上。6 6、無電離輻射、無電離輻射7 7、無骨骼偽影、無骨骼偽影禁忌癥v心臟起搏器、體內(nèi)有體磁性物質(zhì)、重

3、癥監(jiān)護患者一、磁共振功能成像v磁共振擴散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging , DWI）v擴散張量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI）v磁共振灌注加權(quán)成像(Perfusion Weighted Imaging , PWI ）v磁共振波譜成像（MR spectroscopy，MRS） v功能磁共振成像(functional MRI, fMRI ）v磁敏感加權(quán)成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）磁共振擴散加權(quán)成像（DWI）v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

4、要的生理活動，是體內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)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(quán)成像（DWI）vDWI是利用活體組織中水分子的彌散運動，反映組織和細胞微觀結(jié)構(gòu)和功能的一種MR成像技術(shù)。v水分子的運動包括細胞內(nèi)、細胞外、跨細胞運動及微循環(huán)灌注；v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(quán)成像v彌散系數(shù)（diffusion coefficient，D）：單個水分子單位時間內(nèi)隨機彌散的平均范圍 ( mm/s) 。v由于組織間D值不同而形成DWI圖像v表觀彌散系數(shù)(Apparent diffusion coefficient，ADC) ：來衡量水分子在人體組織環(huán)境

5、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。vADC值越高，組織內(nèi)水分子彌散運動越強，在值越高，組織內(nèi)水分子彌散運動越強，在DWI圖上表現(xiàn)為低信號，相反圖上表現(xiàn)為低信號，相反ADC值越低，值越低，DWI圖上表現(xiàn)為高信號。圖上表現(xiàn)為高信號。 根據(jù)Stejiskal-Tanner公式，vADC=ln(S2/S1)/(b1-b2) vS2與S1是不同b 值條件下的信號強度。臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用v發(fā)現(xiàn)病變v定性診斷腦梗死：l超急性、急性腦梗死l判斷梗死核心蛛網(wǎng)膜囊腫和表皮樣囊腫鑒別腫瘤的定性和分級診斷l(xiāng)囊性腫瘤與膿腫鑒別l實性蛛網(wǎng)膜囊

6、腫表皮樣囊腫術(shù)后殘存腦膿腫多形膠質(zhì)母細胞瘤磁共振全身彌散技術(shù)（Whole Body Diffusion Weighted Imaging，WB DWI）v是近幾年最新發(fā)展起來的磁共振技術(shù)，俗稱磁共振類PET成像技術(shù)（MR PET）v敏感性高，無輻射，是非常適合于臨床篩查的一項檢查手段；v對全身各系統(tǒng)的惡性腫瘤原發(fā)灶及淋巴結(jié)與骨轉(zhuǎn)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(jīng)過計算機處理可獲得白質(zhì)纖維走行圖。磁共振擴散張量成像各向同性（isotropic）：各方

7、向的彌散速度均為同步，表現(xiàn)為相同的彌散系數(shù)。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(shù)（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方向和速度上的不均勻性。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(yīng)用v反映白質(zhì)纖維束的病理狀態(tài)及其與鄰近病變的解剖關(guān)系 ；v白質(zhì)纖維走行圖對于手術(shù)方案的選擇、預(yù)后的評估提供影像學(xué)依據(jù)。FA彩色編碼圖彩色編碼圖胼胝體張量胼胝體張量良性腦膜瘤良性腦膜瘤PART 4 良性腦膜瘤良性腦膜瘤PART 4 惡性腦膜瘤惡性腦膜瘤PART 4磁共振灌注加權(quán)成像（

8、PWI）v反映組織內(nèi)微血管分布及血流灌注v通過測量不同的血液動力學(xué)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(shù)。v腦血容量（CBV） 是指在指定區(qū)域腦組 織內(nèi)的血容量，通常以mL/100 g腦組織來示。v腦血流量（CBF） 指每單位時間內(nèi)通過指定區(qū)域腦組織的血液體積，通常用mL/(100 gmin)表示。v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。v達峰時間（TTP）指對比劑團達到興趣區(qū)所用的時間。臨床應(yīng)用v急性腦梗死缺血半暗帶和梗死核心評估；v腫瘤的組織學(xué)評價、分級；v對腦腫瘤治療后效果的評

9、估；v腫瘤復(fù)發(fā)和放療壞死的鑒別。臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用 1. 1. 腦梗死腦梗死 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(nèi)即可探測到，通常，CBV多無變化，但CBF下降，MTT延長。 DWICBVMTT 2. 腦 腫 瘤 PWI主要用來評價腫瘤內(nèi)的新生血管，為腫瘤的分級和組織學(xué)的惡性程度判定提供佐證，及用來指導(dǎo)腦腫瘤的立體定向組織活檢和腫瘤的復(fù)發(fā)與壞死的鑒別。星形細胞瘤II級CBVCBV圖圖 灌注曲線灌注曲線 腫瘤實質(zhì)區(qū)瘤周水腫區(qū)對側(cè)正常腦白質(zhì)對側(cè)正常腦灰質(zhì)間變性星形細胞瘤級腫瘤實質(zhì)區(qū)對側(cè)正常腦白質(zhì)瘤周水腫

10、區(qū)對側(cè)正常腦灰質(zhì)CBVCBV圖圖 灌注曲線灌注曲線 磁共振波譜分析v磁共振波譜（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一唯一能無創(chuàng)傷地檢測活體內(nèi)代謝檢測活體內(nèi)代謝物的方法物的方法，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(chǎn)物包括：N-乙酰門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）膽堿(choline，Cho)肌酸(creatine，Cr)乳酸(lactate，Lac)肌醇(myo-inositol,mI)磁共振波譜常見代謝產(chǎn)物磁共振波譜常見代謝產(chǎn)物vN-N-乙酰門冬氨酸（乙酰門冬氨酸（NAANAA）：人腦內(nèi)含有大量N-乙酰氨基酸，這些化合物在質(zhì)子波譜化

11、學(xué)位移2.02 ppm(part per million)處形成波峰。vNAA主要存在于神經(jīng)元內(nèi)，所以被稱為神經(jīng)元的“內(nèi)標物”，它的含量多少反映神經(jīng)元的功能狀況。 v肌酐肌酐/ /磷酸肌酐（磷酸肌酐（Cr/PCrCr/PCr）：化學(xué)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。 v膽堿（膽堿（ChoCho）：3.2ppm的共振信號主要源于細胞膜和膽堿能神經(jīng)元的突觸末稍等組織中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。v乳酸（乳酸（Lac）：為糖酵解的終產(chǎn)物，化學(xué)位移

12、在：為糖酵解的終產(chǎn)物，化學(xué)位移在1.32ppm。正常情況細胞能量代謝以有氧氧化為主，。正常情況細胞能量代謝以有氧氧化為主，所以在所以在1H-MRS往往檢測不到。它在評估缺血和腫往往檢測不到。它在評估缺血和腫瘤時能起到重要作用。瘤時能起到重要作用。Lac增加常常出現(xiàn)在惡性膠增加常常出現(xiàn)在惡性膠質(zhì)瘤中，質(zhì)瘤中，Henriken等認為等認為Lac有助于良惡性膠質(zhì)瘤有助于良惡性膠質(zhì)瘤的鑒別。的鑒別。 v肌醇（肌醇（Ins）：是一種環(huán)己醇，采用較短：是一種環(huán)己醇，采用較短TE時間時間時出現(xiàn)在時出現(xiàn)在3.56ppm。Ins標記腦組織神經(jīng)膠質(zhì)細胞。標記腦組織神經(jīng)膠質(zhì)細胞。Ins增高在增高在Alzheimer

13、病具有較高的特異性，在糖病具有較高的特異性，在糖尿病和透析病人腦內(nèi)也可發(fā)現(xiàn)尿病和透析病人腦內(nèi)也可發(fā)現(xiàn)Ins增高的現(xiàn)象。增高的現(xiàn)象。vKreis等發(fā)現(xiàn)正常腦有時會出現(xiàn)微弱的等發(fā)現(xiàn)正常腦有時會出現(xiàn)微弱的谷氨酸谷氨酸（Glu）和和谷氨酰胺（谷氨酰胺（Gln）的波峰，一般不會出的波峰，一般不會出現(xiàn)現(xiàn)乳酸（乳酸（Lac）和和丙基酸（丙基酸（Ala）。 1 1H-MRSH-MRS各代謝物意義各代謝物意義代謝物名稱意 義Cho磷脂代謝的成分，細胞膜轉(zhuǎn)換的標記物，反映細胞增殖Cr腦代謝物中最為穩(wěn)定，被用為參照值NAA神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標記物Lac提示厭氧性糖酵解mI膠質(zhì)細胞的標記物正常正常MRS表現(xiàn)

14、表現(xiàn) 膠質(zhì)母細胞瘤膠質(zhì)母細胞瘤強化區(qū)周圍區(qū)腦轉(zhuǎn)移瘤腦轉(zhuǎn)移瘤強化區(qū)周圍區(qū) 功能磁共振成像（fMRI）v 通過血氧飽和度對比變化而實現(xiàn)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)v 腦神經(jīng)元活動情況v 腦功能磁共振成像實現(xiàn)了人類無損傷觀察活體大腦功能的夢想。fMRIfMRI 原理：原理：腦組織活動增強時局部腦組織活動增強時局部CBFCBF和耗和耗氧量增加不成比例，氧量增加不成比例，CBFCBF增加約增加約30%-30%-50%50%，耗氧量增加約，耗氧量增加約5%5%，其結(jié)果導(dǎo)致在，其結(jié)果導(dǎo)致在局部毛細血管床和靜脈床中血氧飽和度局部毛細血管床和靜脈床中血氧飽和度增加，導(dǎo)致增加，導(dǎo)致T T2 2* *和和T T2 2馳豫時間延長，獲得馳豫時間延長，獲得相應(yīng)的腦功能圖。相應(yīng)的腦功能圖。fMRIfMR