最新CNS影像学汇总
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– 向稳态的原子核发射射频脉冲 – 原子核发射信号 – 梯度磁场进行空间编码 – 产生不同MR信号的图像
MRI物理学原理简述
MRI tips
• MRI是一种灵活多变的技术 • 可对感兴趣区的解剖和疾病过程“量体裁衣”地进行成像 • 主要基于3个可变的生物学参数：
– 质子密度（proton density） – 纵向驰豫恢复时间（T1 relaxation time) – 横向驰豫恢复时间（T2 relaxation time)
• 用于研究：
– 大脑发育 – 缺血性脑卒中 – 脑白质病 – 变性性疾病 – 感染性疾病 – 肿瘤 – et al.
MR 波谱（MRS）
• 利用MR分析 活体生化物 质含量
• 反映某种原 子的化学位 移分布图
• 最常见的是 1H波谱
Functional MRI
• BOLD(blood oxygen level dependent)成像
（plain radiography of skull)
头颅平片（正侧位像）
平片（X片）
• X线有一定穿透力 + 人体组织之间有密度和厚度的差别
• X线穿过人体后，再使胶片、荧光屏等感光，就形成X线图像
头颅平片诊断价值有限
• 主要是提示病变存在 • 观察异物的存在和骨质结构的明显变化 • 观察颅骨骨折，有学者建议直接行CT • 有时可看见颅内钙化，如松果体钙化、肿瘤钙
曼斯菲尔德进一步发展了使用梯度磁场的方法，他 指出磁共振信号可以用数学方法精确描述，从而使磁共 振成像发展为一种成像技术成为可能。他发展的快速磁 共振成像方法为医学磁共振成像打下了基础。
MRI( Magnetic Resonance Imaging)
• 曾经称为核磁共振( Nuclear MRI) • 采用的是电磁波，没有辐射伤害 • 为避免误解会产生有害射线，现称磁共振（MRI） • 原理复杂。 • 主要是四个环节：
• CT血管造影（CT angiography, CTA) • CT 脑灌注成像（CT perfusion)
CTA（CT血管造影）
• 静脉注射CT造影剂 • 在合适的时间采集薄
层CT 图像 • 将原始图像进行3D后
处理 • 获得CTA图像 • 优势（与DSA比较）：
– 立体，直观，易重建 – 显示钙化和骨质结构 – 基本无创
(单光子/正电子发射体层扫描）
SPECT/ PET
• 将微量的经同位素标记的化合物注射入人体, 其发射的光子/正电子可以 被探测到(就像CT探测到的X光）。
• 图像可代表被标记化合物的局部积累。 • 化合物的积累特征等可代表血流、氧或葡萄糖代谢、或多巴胺载体浓度
等。 • 图像常用彩色显示。
休息一下！
• 他们取得的成就是医学诊断和研究领域的重大成果。
MRI & Nobel Prize
劳特布尔 (Paul Lauterbur，1929年生于美国)
劳特布尔在1973年发现，通过 在静磁场中使用梯度磁场，能够获 得磁共振信号的位置，从而可以得 到物体的二维图像。这些图像是无 法用其他方法得到的。
曼斯菲尔德 (Peter Mansfield，1933年生于英国)
Part II: imaging features 中枢神经系统正常及异常影像学表现
你能认出这些是什么图像吗?
CT 图像
• CT值--组织对X线的 吸收系数--密度
• 图像上越亮，说明 CT值越高，组织密 度越高
• 将水的CT值定为0， 骨皮质定为1000，空 气定为-1000；其余 介于中间
- -中心等T1、长T2, 周边略长T1、短T2
脑出血
急性期（1-3天）
脑出血
亚急性早期（3-7天）
脑梗塞
• F45，突发左侧肢体麻木、言语不清2hrs.
左颈内动脉造影示:左大脑中动脉闭塞
溶栓前正位
溶栓前侧位
介入指引下血管内溶栓
导丝进入左MCA M1 段
溶栓后左MCA造影
溶栓后左颈内动脉造影示：再通！
化等 • 侧位可观察蝶鞍的形态，如扩大提示垂体瘤等，
但不扩大也不能排除病变
脑血管造影
（cerebral angiography)
脑血管造影
这是DSA图像，即数字减影血管造影
DSA(digital substraction angiography)原理
• 最常用的是: 动脉DSA(intraarterial DSA) • 最常用的方法：时间减影法（temporal subtraction
Perfusion CT (CT脑灌注)
MIP－flow－volume－time to peak 静脉团注造影剂，在感兴趣区连续动态
扫描，获得的大量数据经后处理，产生时 间-强度曲线，由此算出脑血流速率、 脑 血流量及峰值时间等具诊断意义的参数。
已有现成软件包。
磁共振
（Magnetic Resonance Imaging, MRI)
脑血管造影适应征
• 诊断脑动脉瘤、血管发育异常、血管闭塞 • 了解脑肿瘤的供血动脉 • 可同时行介入治疗！----神经介入医生
– 溶栓 – Coil（螺圈）闭塞动脉瘤和血管畸形等 – 术前栓塞富血管性肿瘤如脑膜瘤 – 其他
CT
(Computed Tomography, 计算机体层扫描）
脑CT
CT图像如何形成？
磁共振--神经影像学最重要的工具!
MRI & Nobel Prize
• 2003年诺贝尔生理学和医学奖授予美国科学家保罗·劳 特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德，以表彰他们在 磁共振成像技术领域的突破性成就（for their discoveries concerning "magneticห้องสมุดไป่ตู้resonance imaging”）。
MRI的拓展应用
• MRI 增强---普通增强和动态增强 • MR血管成像：MR Angiography，MRA
– ---不使用造影剂和使用造影剂
• MR灌注成像：Perfusion MRI • MR弥散成像：Diffusion MRI • MR弥散张量成像：Diffusion Tensor Imaging, DTI • MR质谱：MR spectroscopy, MRS • 功能磁共振成像：functional MRI, fMRI • 其他：MR指引下介入治疗，et al.
正位
侧位
动静脉畸形--AVM
M34, 长期头痛，单纯肌强直-阵挛发作。
星形细胞瘤
M73, 右利手, 癫痫大发作1次，言语进行性困难。 活检示II级星形细胞瘤。放疗后。
星形细胞瘤II级
转移瘤--来自结肠腺癌
M62, 部分性发作继发为全面性强直痉挛发作。 结肠癌史，已有肺及肝转移。
Neoplastic lesion--听神经鞘瘤
• 也是X线成像 • 黑白不同灰度的像素按矩阵排列 • 每个像素的亮度反映相应体素的X
线吸收系数 • 像素越小、数目越大，图像空间
分辨力越高 • CT值可定量反映组织密度
单层螺旋CT vs 多层螺旋CT
亚洲第一台16层螺旋CT
• Sensation 16( Siemens) • 扫描快 • 时间分辨力高 • 空间分辨力高 • 后处理工作站功能强大
Let’s have a look!
Neuro CT---- CT在CNS的应用
• 主要依赖于软件功能的更新，余多层螺旋CT没有大的 优势
– 有可能降低造影剂用量 – 使某些联合扫描计划成为可能
• CT平扫
– 普及，价廉 – 怀疑急性颅内出血的首选检查手段 – 若CT已有梗塞征象，则不应系统溶栓
脱髓鞘性疾病-多发性硬化
M30, 左眼视物模糊（13yrs)，双腿麻木刺痛、蹒跚步态（24yrs)
Thank you!
Email: jjlupumc@ (o) 65295480
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
缺氧性脑损伤
7个月婴儿，喂奶后无反应
Anoxic brain injury
• Different tissue sensitivity to adult • Global injury • MRI useful for prognosis • MRS helpful in equivocal cases
MRA
• MR流体成像，无需造影剂
Diffusion & Perfusion MRI
T2WI
DWI
rCBV
DWI探测水分子 的布朗运动 （弥散）
Perfusion MR 与 Perfusion CT类似
弥散张量成像（DTI）
• 弥散张量是指“水分子弥 散的各向异性、不均匀性 组织弥散特征”
• 最常用的定量分析各向异 性的参数是各向异性分数 (Fractional Anisotropy, FA值）
M
R
I 图 像
T1加权像： --看正常解剖--脑脊液和房水是黑的 灰质比白质暗（就像真的）
T2加权像： --看病理改变--脑脊液和房水是白的 灰质比白质亮
Cases for Demo
脑出血
脑出血MR信号演变
•超急性期（<24小时)-------红细胞内氧合血红蛋白--等T1、等T2 •急性期（1-3天）------------红细胞内去氧血红蛋白--略长T1、长T2 •亚急性期早期（3-7天）---红细胞内正铁血红蛋白--短T1、短T2 •亚急性期晚期（7-14天）--红细胞外正铁血红蛋白--短T1、长T2 •慢性期（>14天）------------氧化铁和含铁血黄素
CNS影像学
主要内容
第一部分：中枢神经系统影像学技术及进展 第二部分：中枢神经系统正常及异常影像学表现
Part I: imaging technique and prospects 中枢神经系统影像学技术及进展
•颅骨平片 •脑血管造影 •脑CT •脑磁共振 •SPECT/PET •其他：TCD
头颅平片
• 神经元活动刺激血管反应，从而大脑血流量、血容量和血氧浓度增加， 甚至超过活动的神经元的需要。神经元刺激导致在兴奋的脑皮质局部微 血管网内从去氧血红蛋白向氧合血红蛋白的浓度转变，结果是T2加权像 上信号变强。
SPECT/ PET
Single Photon/ Positive Electron Emission Tomography
tcd头颅平片plainradiographyofskull头颅平片正侧位像平片x片?x线有一定穿透力人体组织之间有密度和厚度的差别?x线穿过人体后再使胶片荧光屏等感光就形成x线图像头颅平片诊断价值有限?主要是提示病变存在?观察异物的存在和骨质结构的明显变化?观察颅骨骨折有学者建议直接行ct观察颅骨骨折有学者建议?有时可看见颅内钙化如松果体钙化肿瘤钙化等?侧位可观察蝶鞍的形态如扩大提示垂体瘤等但不扩大也不能排除病变接行脑血管造影cerebralangiographycerebralangiography脑血管造影这是dsa图像即数字减影血管造影dsadigitalsubstractionangiography原理?最常用的是
• 通过采用不同的脉冲序列和不同的成像参数，获得反映上述生物 学参数对比的MR图像，即质子密度加权像（PDWI)、T1加权像 （T1WI) 和T2加权像（T2WI)
• 这些图像上的信号强度与特定的组织特征有关。
– 比如：血肿的化学和物理结构随时间而变化，直接影响其MR图像的 信号强度
– 由此提供出血时间的信息 ，急性？亚急性？还是慢性？
method)
– 经导管向血管内快速注入造影剂，在造影剂未到达、峰值和 廓清的时间段内连续采集图像10帧（1帧/秒）
– 取1帧血管内含造影剂的图像减去血管内不含造影剂的图像 （蒙片），使骨骼和软组织影像被抵消
– 获得清晰的血管影像
• 为什么称Digital?
– 与原先的光学减影法相对应 – 所采集的图像都经过数字化处理，使减影更方便、准确
MRI物理学原理简述
MRI tips
• MRI是一种灵活多变的技术 • 可对感兴趣区的解剖和疾病过程“量体裁衣”地进行成像 • 主要基于3个可变的生物学参数：
– 质子密度（proton density） – 纵向驰豫恢复时间（T1 relaxation time) – 横向驰豫恢复时间（T2 relaxation time)
• 用于研究：
– 大脑发育 – 缺血性脑卒中 – 脑白质病 – 变性性疾病 – 感染性疾病 – 肿瘤 – et al.
MR 波谱（MRS）
• 利用MR分析 活体生化物 质含量
• 反映某种原 子的化学位 移分布图
• 最常见的是 1H波谱
Functional MRI
• BOLD(blood oxygen level dependent)成像
（plain radiography of skull)
头颅平片（正侧位像）
平片（X片）
• X线有一定穿透力 + 人体组织之间有密度和厚度的差别
• X线穿过人体后，再使胶片、荧光屏等感光，就形成X线图像
头颅平片诊断价值有限
• 主要是提示病变存在 • 观察异物的存在和骨质结构的明显变化 • 观察颅骨骨折，有学者建议直接行CT • 有时可看见颅内钙化，如松果体钙化、肿瘤钙
曼斯菲尔德进一步发展了使用梯度磁场的方法，他 指出磁共振信号可以用数学方法精确描述，从而使磁共 振成像发展为一种成像技术成为可能。他发展的快速磁 共振成像方法为医学磁共振成像打下了基础。
MRI( Magnetic Resonance Imaging)
• 曾经称为核磁共振( Nuclear MRI) • 采用的是电磁波，没有辐射伤害 • 为避免误解会产生有害射线，现称磁共振（MRI） • 原理复杂。 • 主要是四个环节：
• CT血管造影（CT angiography, CTA) • CT 脑灌注成像（CT perfusion)
CTA（CT血管造影）
• 静脉注射CT造影剂 • 在合适的时间采集薄
层CT 图像 • 将原始图像进行3D后
处理 • 获得CTA图像 • 优势（与DSA比较）：
– 立体，直观，易重建 – 显示钙化和骨质结构 – 基本无创
(单光子/正电子发射体层扫描）
SPECT/ PET
• 将微量的经同位素标记的化合物注射入人体, 其发射的光子/正电子可以 被探测到(就像CT探测到的X光）。
• 图像可代表被标记化合物的局部积累。 • 化合物的积累特征等可代表血流、氧或葡萄糖代谢、或多巴胺载体浓度
等。 • 图像常用彩色显示。
休息一下！
• 他们取得的成就是医学诊断和研究领域的重大成果。
MRI & Nobel Prize
劳特布尔 (Paul Lauterbur，1929年生于美国)
劳特布尔在1973年发现，通过 在静磁场中使用梯度磁场，能够获 得磁共振信号的位置，从而可以得 到物体的二维图像。这些图像是无 法用其他方法得到的。
曼斯菲尔德 (Peter Mansfield，1933年生于英国)
Part II: imaging features 中枢神经系统正常及异常影像学表现
你能认出这些是什么图像吗?
CT 图像
• CT值--组织对X线的 吸收系数--密度
• 图像上越亮，说明 CT值越高，组织密 度越高
• 将水的CT值定为0， 骨皮质定为1000，空 气定为-1000；其余 介于中间
- -中心等T1、长T2, 周边略长T1、短T2
脑出血
急性期（1-3天）
脑出血
亚急性早期（3-7天）
脑梗塞
• F45，突发左侧肢体麻木、言语不清2hrs.
左颈内动脉造影示:左大脑中动脉闭塞
溶栓前正位
溶栓前侧位
介入指引下血管内溶栓
导丝进入左MCA M1 段
溶栓后左MCA造影
溶栓后左颈内动脉造影示：再通！
化等 • 侧位可观察蝶鞍的形态，如扩大提示垂体瘤等，
但不扩大也不能排除病变
脑血管造影
（cerebral angiography)
脑血管造影
这是DSA图像，即数字减影血管造影
DSA(digital substraction angiography)原理
• 最常用的是: 动脉DSA(intraarterial DSA) • 最常用的方法：时间减影法（temporal subtraction
Perfusion CT (CT脑灌注)
MIP－flow－volume－time to peak 静脉团注造影剂，在感兴趣区连续动态
扫描，获得的大量数据经后处理，产生时 间-强度曲线，由此算出脑血流速率、 脑 血流量及峰值时间等具诊断意义的参数。
已有现成软件包。
磁共振
（Magnetic Resonance Imaging, MRI)
脑血管造影适应征
• 诊断脑动脉瘤、血管发育异常、血管闭塞 • 了解脑肿瘤的供血动脉 • 可同时行介入治疗！----神经介入医生
– 溶栓 – Coil（螺圈）闭塞动脉瘤和血管畸形等 – 术前栓塞富血管性肿瘤如脑膜瘤 – 其他
CT
(Computed Tomography, 计算机体层扫描）
脑CT
CT图像如何形成？
磁共振--神经影像学最重要的工具!
MRI & Nobel Prize
• 2003年诺贝尔生理学和医学奖授予美国科学家保罗·劳 特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德，以表彰他们在 磁共振成像技术领域的突破性成就（for their discoveries concerning "magneticห้องสมุดไป่ตู้resonance imaging”）。
MRI的拓展应用
• MRI 增强---普通增强和动态增强 • MR血管成像：MR Angiography，MRA
– ---不使用造影剂和使用造影剂
• MR灌注成像：Perfusion MRI • MR弥散成像：Diffusion MRI • MR弥散张量成像：Diffusion Tensor Imaging, DTI • MR质谱：MR spectroscopy, MRS • 功能磁共振成像：functional MRI, fMRI • 其他：MR指引下介入治疗，et al.
正位
侧位
动静脉畸形--AVM
M34, 长期头痛，单纯肌强直-阵挛发作。
星形细胞瘤
M73, 右利手, 癫痫大发作1次，言语进行性困难。 活检示II级星形细胞瘤。放疗后。
星形细胞瘤II级
转移瘤--来自结肠腺癌
M62, 部分性发作继发为全面性强直痉挛发作。 结肠癌史，已有肺及肝转移。
Neoplastic lesion--听神经鞘瘤
• 也是X线成像 • 黑白不同灰度的像素按矩阵排列 • 每个像素的亮度反映相应体素的X
线吸收系数 • 像素越小、数目越大，图像空间
分辨力越高 • CT值可定量反映组织密度
单层螺旋CT vs 多层螺旋CT
亚洲第一台16层螺旋CT
• Sensation 16( Siemens) • 扫描快 • 时间分辨力高 • 空间分辨力高 • 后处理工作站功能强大
Let’s have a look!
Neuro CT---- CT在CNS的应用
• 主要依赖于软件功能的更新，余多层螺旋CT没有大的 优势
– 有可能降低造影剂用量 – 使某些联合扫描计划成为可能
• CT平扫
– 普及，价廉 – 怀疑急性颅内出血的首选检查手段 – 若CT已有梗塞征象，则不应系统溶栓
脱髓鞘性疾病-多发性硬化
M30, 左眼视物模糊（13yrs)，双腿麻木刺痛、蹒跚步态（24yrs)
Thank you!
Email: jjlupumc@ (o) 65295480
此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢
缺氧性脑损伤
7个月婴儿，喂奶后无反应
Anoxic brain injury
• Different tissue sensitivity to adult • Global injury • MRI useful for prognosis • MRS helpful in equivocal cases
MRA
• MR流体成像，无需造影剂
Diffusion & Perfusion MRI
T2WI
DWI
rCBV
DWI探测水分子 的布朗运动 （弥散）
Perfusion MR 与 Perfusion CT类似
弥散张量成像（DTI）
• 弥散张量是指“水分子弥 散的各向异性、不均匀性 组织弥散特征”
• 最常用的定量分析各向异 性的参数是各向异性分数 (Fractional Anisotropy, FA值）
M
R
I 图 像
T1加权像： --看正常解剖--脑脊液和房水是黑的 灰质比白质暗（就像真的）
T2加权像： --看病理改变--脑脊液和房水是白的 灰质比白质亮
Cases for Demo
脑出血
脑出血MR信号演变
•超急性期（<24小时)-------红细胞内氧合血红蛋白--等T1、等T2 •急性期（1-3天）------------红细胞内去氧血红蛋白--略长T1、长T2 •亚急性期早期（3-7天）---红细胞内正铁血红蛋白--短T1、短T2 •亚急性期晚期（7-14天）--红细胞外正铁血红蛋白--短T1、长T2 •慢性期（>14天）------------氧化铁和含铁血黄素
CNS影像学
主要内容
第一部分：中枢神经系统影像学技术及进展 第二部分：中枢神经系统正常及异常影像学表现
Part I: imaging technique and prospects 中枢神经系统影像学技术及进展
•颅骨平片 •脑血管造影 •脑CT •脑磁共振 •SPECT/PET •其他：TCD
头颅平片
• 神经元活动刺激血管反应，从而大脑血流量、血容量和血氧浓度增加， 甚至超过活动的神经元的需要。神经元刺激导致在兴奋的脑皮质局部微 血管网内从去氧血红蛋白向氧合血红蛋白的浓度转变，结果是T2加权像 上信号变强。
SPECT/ PET
Single Photon/ Positive Electron Emission Tomography
tcd头颅平片plainradiographyofskull头颅平片正侧位像平片x片?x线有一定穿透力人体组织之间有密度和厚度的差别?x线穿过人体后再使胶片荧光屏等感光就形成x线图像头颅平片诊断价值有限?主要是提示病变存在?观察异物的存在和骨质结构的明显变化?观察颅骨骨折有学者建议直接行ct观察颅骨骨折有学者建议?有时可看见颅内钙化如松果体钙化肿瘤钙化等?侧位可观察蝶鞍的形态如扩大提示垂体瘤等但不扩大也不能排除病变接行脑血管造影cerebralangiographycerebralangiography脑血管造影这是dsa图像即数字减影血管造影dsadigitalsubstractionangiography原理?最常用的是
• 通过采用不同的脉冲序列和不同的成像参数，获得反映上述生物 学参数对比的MR图像，即质子密度加权像（PDWI)、T1加权像 （T1WI) 和T2加权像（T2WI)
• 这些图像上的信号强度与特定的组织特征有关。
– 比如：血肿的化学和物理结构随时间而变化，直接影响其MR图像的 信号强度
– 由此提供出血时间的信息 ，急性？亚急性？还是慢性？
method)
– 经导管向血管内快速注入造影剂，在造影剂未到达、峰值和 廓清的时间段内连续采集图像10帧（1帧/秒）
– 取1帧血管内含造影剂的图像减去血管内不含造影剂的图像 （蒙片），使骨骼和软组织影像被抵消
– 获得清晰的血管影像
• 为什么称Digital?
– 与原先的光学减影法相对应 – 所采集的图像都经过数字化处理，使减影更方便、准确