PWI在脑缺血性疾病中的临床应用(课堂PPT)

PWI在脑缺血性疾病中的临床应用
灌注（Perfusion）
人脑正常的神经生理和高级神经活动要 求以一定的血流灌注为基础，灌注是指血 流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物 质输送给组织细胞的重要功能，一般等同 于血流过程，是以流动效应为基础的，存 在于正常组织和疾病状态，毛细血管中的 血液流动使灌注成像成为可能。
DSC基本方法
静脉团注对比剂后，当对比剂第一次通过受检组织 之前、之中和之后，采用快速扫描序列（EPI）进行连续 的多层面多次成像，从而获得一系列动态的扫描图像。 对比剂第一次通过期间，主要存在于血管内，血管 外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受弥散因素 影响小，故能反应组织的血液灌注情况。根据造影剂第一 次通过局部脑组织引起的信号强度变化和时间的关系，可 以绘制信号强度—时间曲线，根据信号强度—时间曲线可 获得部分的血流动力学参数的相对值，并可通过工作站制 成各种血流动指标图像。
ASL仅可准确量化CBF，并具有良好的重复 性。
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PWI常Байду номын сангаас序列
DSC和ASL主要应用于脑部灌注。 而体部器官灌注成像则以DCE和ASL为
主。
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DSC基本原理
脑组织信号下降幅度与血管内 造影剂浓度成正比,反应脑组 织的血液动力学状态
正常脑组织由于BBB的存在， Gd-DTPA不能通过毛细血管网 进入脑组织间隙，不影响组织 的T1时间，因此不产生T1增强 效应。
A：DWI示急性左侧额叶半卵圆中心脑梗死，图中红色圆圈为在病灶边缘和对侧 相同位置放置的感兴趣区；B：CBF图；C：CBV图；D：MTT图；E：MRA图； F：PWI曲线图，图中黄色曲线为该层面内平均灌注曲线图，粉色曲线为左侧额叶 半卵圆中心病灶旁感兴趣区内的灌注曲线，白色曲线为对侧相同位置感兴趣区内 的灌注曲线
因为需要注射外源性对比剂，DSC、DCE对于不 能配合的病人或难以静脉注射的患者有一定的 局限性。
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PWI常用序列：ASL
ASL则无需注射外源性对比剂，而是以动 脉血内氢质子为内源性示踪剂并对其进行 标记的无创性灌注成像方法。
由于不需注射对比剂，安全无创，更适应 于儿童及不能配合的受试者。因而有着较 强的临床应用潜力。
与CT灌注不同的是T2WI效应可导致信号强度的减 弱因而无法提供定量数据。
PWI常用序列
T2*加权磁敏感动态增强磁共振成像 （dynamic susceptibility weighted contrast enhanced，DSC）
T1加权动态增强磁共振成像（dynamic contrast enhancement，DCE)
动脉自旋标记增强磁共振成像（arterial spin labeling，ASL）
PWI常用序列： DSC、DCE
前两种技术（ DSC、DCE ）系通过静脉团注对 比剂使局部毛细血管内磁敏感性增加致局部磁 场不均匀，质子自旋去相位，引起T2、 T2*或T1 值的明显缩短，获得一系列动态影像，通过定 量指标反映局部灌注情况。
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平均通过时间（MTT)
平均通过时间（ mean transit time,MTT) 指血液流经血管结构时,包括动脉、毛细血管、 静脉，所经过的路径不同，其通过时间也不同， 因此用平均通过时间表示，主要反映的是对比 剂通过毛细血管的时间（血液由动脉流入至静 脉流出的时间）。该值大，说明微循环不畅。 它通常以秒为单位或以 rCBV 与 rCBF 之 比的形式给出，即MTT=rCBV/rCBF。
主要参数
脑血容量（CBV） 脑血流量（CBF） 平均通过时间（MTT） 达峰时间（TTP）
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灌注成像的理论基础
核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容 积定律（central volume principle)
MTT=CBV/CBF
DSC主要参数
CBF计算：
t
Cv(t)= F∫Ca(τ)R(t–τ)dτ
0
Cv(t)＝体素对比剂浓度 F＝CBF
Ca(τ)＝动脉流入函数
CBV计算 CBV=
∞ ∫ tCv(τ)dτ -∞
∞ ∫ Ca(τ)dτ -∞
MTT计算 MTT＝
CBV CBF
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脑血容量（CBV)
脑血容量（cerebral blood volume ,CBV) 指单位时间内一定脑组织 的血容量，根据时间—信号曲线下方封闭 的面积计算得出。CBV=K∫△R2*（t）dt 。 正常为40~60ml/（100g·min）。一般来 说，rCBV 仅包括微脉管(直径小于0.3mm 的微血管)系统，如小动脉、毛细血管和 小静脉。
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PWI操作
• 经静脉快速注入对比剂后进行动态扫描 • 在图像工作站作图像后处理，对动态CT或MR图像进行分析并计算脑血流动力学的
有关参数图 • 根据色阶分别形成4种参数的彩图 • MR约90-100秒完成扫描
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磁共振灌注参数图与对应的时间-信号曲线
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CBF
CBV
MTT
DWI
脑血流量
脑血容量 平均通过时间
磁共振灌注加权成像（PWI）
PWI是一种反映组织微血管分布和血流灌注情况 的MR功能成像技术。
1988年Villringer等首先报道了MR血流灌注成像在 脑部的应用。
具有时间分辨率（小于2s即可包括全脑）和空间 分辨率高，操作简单，无放射性，可以在短时间 内重复进行，具有良好的临床应用前景。
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rCBV与rCBF
血流动力学参数由信号-时间曲线转换成相 对的对比剂浓度-时间曲线而获得，故其为局部 组织灌注的相对值,实际工作中多采用相对 CBV(relative CBV，rCBV)、相对CBF(relative CBF，rCBF)； CBV、CBF容易受到MR扫描仪、团注对比剂 量和速率、成像序列和参数、受检者的血容量 和心排血量等因素影响，因此不同个体间的血 流动力学参数不能直接比较 。
脑血流量（CBF)
脑血流量（cerebral blood flow,CBF) 指在单位时间内流经一定量脑组织血管结 构的血流量，CBF越小，意味着脑组织的 血流量越低。
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达峰时间（TTP）
达峰时间 (time to peak，TTP）指在 时间信号曲线上从对比剂开始出现到对比 剂浓度达到峰值的时间。TTP值越大，意 味着最大对比剂团峰到达脑组织的时间越 晚。