磁共振临床应用及进展

❖ 4 大脑内静脉
❖ 5 胼胝体压部
谢 谢！
fMRI
原理：脑组织活动增强时局部CBF和耗 氧量增加不成比例，CBF增加约30%-50%，耗氧量增加约5%，其结果导致在 局部毛细血管床和静脉床中血氧饱和度 增加，导致T2*和T2驰豫时间延长，获得 相应的脑功能图。
fMRI
应用：显示人体生理和病生理过程， 提供功能信息，目前用于对运动、 感觉、听觉、视觉、语言等方面的 研究。
❖肌醇（Ins）：是一种环己醇，采用较短TE时间 时出现 在3.56ppm。Ins标记脑组织神经胶质细胞。 Ins增高在 Alzheimer病具有较高的特异性，在糖 尿病和透析病人脑内也可发现Ins增高的现象。
❖Kreis等发现正常脑有时会出现微弱的谷氨酸 （Glu）和 谷氨酰胺（Gln）的波峰，一般不会出 现乳酸（Lac）和丙基酸（Ala）。
❖ 通过血氧饱和度对比变化而实现的成像 方法，称血氧水平依赖功能磁共振成像 ( blood oxygen leveldependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI)
❖ 脑神经元活动情况
❖ 脑功能磁共振成像实现了人类无损伤观 察活体大脑功能的梦想。
❖ T2WI: MR图像主要反映的是组织间T2 值的差别
❖ PdWI: MR图像主要反映的是组织间质 子密度值差别
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❖同一组织或病变在不 同的成像序列具有不 同的信号强度。
❖T1WI
– T1值长，信号低（黑） – T1值短，信号高（白）
❖ T2WI
– T2值长，信号高（白） – T2值短，信号低（黑）
❖ 胆碱（Cho）：3.2ppm的共振信号主要源于细 胞膜和胆碱能神经元的突触末稍等组织中的胆 碱及胆碱能化合物，并且它们是脂类代谢的一 部分。胆碱浓度的增加常见于肿瘤组织或多发 性硬化斑块。
❖乳酸（Lac）：为糖酵解的终产物，化学位移在 1.32ppm。正常情况细胞能量代谢以有氧氧化为主， 所以在1H-MRS往往检测不到。它在评估缺血和肿 瘤时能起到重要作用。Lac增加常常出现在恶性胶 质瘤中，Henriken等认为Lac有助于良恶性胶质瘤 的鉴别。
MTT
CBV
DWI
2. 脑 肿 瘤
PWI主要用来评价肿瘤内的新生血管， 为肿瘤的分级和组织学的恶性程度判定提 供佐证，及用来指导脑肿瘤的立体定向组 织活检和肿瘤的复发与坏死的鉴别。
瘤周水肿区
肿瘤实质区 对侧正常脑白质 对侧正常脑灰质
CBV图
灌注曲线
星形细胞瘤II级
瘤周水肿区
肿瘤实质区 对侧正常脑灰质 对侧正常脑白质
➢各向异性（anisotropic）：水分子弥散运动 在各个方向不同步性，称之为各向异性。
➢各向异性分数（FA）是水分子各向异性成
分占整个弥散张量的比例，描述水分子在弥 散过程中方向和速度上的不均匀性。其范围 在0~1之间，0代表最大的各向同性，1代表 各向异性的最大值。
临床应用
❖ 反映白质纤维束的病理状态及其与邻近 病变的解剖关系 ；
磁共振波谱常见代谢产物
❖ N-乙酰门冬氨酸（NAA）：人脑内含有大 量N-乙酰氨基酸，这些化合物在质子波 谱化学位移2.02 ppm(part per million)处 形成波峰。
❖ NAA主要存在于神经元内，所以被称为神 经元的“内标物”，它的含量多少反映 神经元的功能状况。
❖ 肌酐/磷酸肌酐（Cr/PCr）：化学位移为3.0和 3.94ppm的共振信号代表磷酸肌酐(PCr)和肌酐 (Cr)。除ATP外PCr为细胞能量代谢的主要储能 形式。
❖ 水分子的运动包括细胞内、细胞外、跨 细胞运动及微循环灌注；
❖ 细胞外运动及微循环灌注是组织DWI受 限的主要原因。
磁共振扩散加权成像
❖ 弥散系数（diffusion coefficient，D）：单个 水分子单位时间内随机弥散的平均范围 ( mm２/s) 。
❖ 由于组织间D值不同而形成DWI图像
临床应用
❖ 急性脑梗死缺血半暗带和梗死核心评估； ❖ 肿瘤的组织学评价、分级； ❖ 对脑肿瘤治疗后效果的评估； ❖ 肿瘤复发和放疗坏死的鉴别。
临床应用
1. 脑梗死
MR灌注成像对脑梗死的诊断，MTT对 缺血最敏感 ，rCBV和rCBF对早期脑梗死的 诊断特异性较高。
急性脑梗塞时，MR灌注成像lh之内即 可探测到，通常，CBV多无变化，但CBF下 降，MTT延长。
❖ 脑血容量（CBV） 是指在指定区域脑组 织内 的血容量，通常以mL/100 g脑组织来示。
❖ 脑血流量（CBF） 指每单位时间内通过指定区 域脑组织的血液体积，通常用mL/(100 g·min) 表示。
❖ 平均通过时间（MTT）指血流通过一个指定区 域脑组织所需的平均时间，通常用s来表示。
❖ 达峰时间（TTP）指对比剂团达到兴趣区所用 的时间。
❖ 白质纤维走行图对于手术方案的选择、 预后的评估提供影像学依据。
FA彩色编码图
胼胝体张量
PART 4
良性脑膜瘤
PART 4
良性脑膜瘤
PART 4
恶性脑膜瘤
磁共振灌注加权成像（PWI）
❖ 反映组织内微血管分布及血流灌注 ❖ 通过测量不同的血液动力学指标，如脑
血容量（CBV）、脑血流量（CBF）、 平均通过时间（MTT）等来达到无创伤 性测量脑灌注的MR技术。
正常对照组与PCC有功能连接性的脑区图
AD组与PCC有功能连接性的脑区图
磁敏感加权成像 （ SWI）
❖ 是一种全新的、反映组织间磁敏感差异 对比的成像技术
❖ 优势：显示静脉结构、血液代谢产物、 铁质沉积敏感
❖ 临床应用：脑肿瘤、脑血管病、脑外伤
❖ 1 侧脑室
2 ❖ 2 透明隔静脉
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3 ❖ 3 丘脑纹状体静脉
磁共振扩散加权成像（DWI）
❖ 弥散（diffusion）：指分子的随机不规则 运动，又称布朗运动，是人体重要的生 理活动，是体内的物质转运方式之一。 弥散是一物理过程，其原始动力为分子 的热能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磁共振扩散加权成像（DWI）
❖ DWI是利用活体组织中水分子的弥散运 动，反映组织和细胞微观结构和功能的 一种MR成像技术。
磁共振成像新进展
山西医科大学第一医院 王效春
磁共振成像(MRI)
❖ 利用人体组织中氢原子核（质子）在磁 场中受到射频脉冲的激励而发生核磁共 振现象，产生磁共振信号，经过电子计 算机处理，重建断层图像的成像技术。
MR图像特点
1、多参数灰阶成像
❖ T1WI: MR图像主要反映的是组织间T1 值的差别
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T1WI T2WI
2、多方位成像
轴位、矢状位、冠状位、 任何倾斜位
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3、流空效应
❖ 定义：射频脉冲所激发的质 子在接收线圈获取MR信号时， 已流出成像层面；而此时成 像层面内原部位的质子为流 入的非激发质子，故不能产 生MRI信号，呈无信号黑影。
❖ 流空效应：不用对比剂使血 管成像
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4、MR对比增强效应
CBV图
灌注曲线
间变性星形细胞瘤Ⅲ级
磁共振波谱分析
❖ 磁共振波谱（MR spectroscopy，MRS） 是目前唯一能无创伤地检测活体内代谢 物的方法，可进行活体脑组织的代谢、 生化研究及定量分析。
主要测量的代谢产物包括： ➢ N-乙酰门冬氨酸（N-acetylaspartate，
NAA） ➢ 胆碱(choline，Cho) ➢ 肌酸(creatine，Cr) ➢ 乳酸(lactate，Lac) ➢ 肌醇(myo-inositol,mI)
根据Stejiskal-Tanner公式， ❖ ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2) ❖ S2与S1是不同b 值条件下的信号强度。
临床应用
❖ 发现病变 ❖ 定性诊断
– 脑梗死：
超急性、急性脑梗死 判断梗死核心
– 蛛网膜囊肿和表皮样囊肿鉴别 – 肿瘤的定性和分级诊断
囊性肿瘤与脓肿鉴别 实性
❖ 对全身各系统的恶性肿瘤原发灶及淋巴 结与骨转移灶具有很高的诊断价值 。
磁共振扩散张量成像（DTI）
➢扩散张量成像（DTI）在多个方向上施
加弥散敏感的梯度脉冲并采集弥散信 息，能描述每一个方向上水分子弥散 的各向异性的组织弥散特征。经过计 算机处理可获得白质纤维走行图。
磁共振扩散张量成像
➢各向同性（isotropic）：各方向的弥散速度 均为同步，表现为相同的弥散系数。
❖ 表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient， ADC) ：来衡量水分子在人体组织环境中的弥 散运动。把影响水分子运动的所有因素（随机和非随
机）都叠加成一个观察值，反映弥散敏感梯度方向上 的水分子位移强度。
❖ ADC值越高，组织内水分子弥散运动越强，在 DWI图上表现为低信号，相反ADC值越低， DWI图上表现为高信号。
蛛 网 膜 囊 肿
表皮样囊肿术后残存
脑脓肿
多形胶质母细胞瘤
磁共振全身弥散技术
（Whole Body Diffusion Weighted Imaging，WB DWI）
❖ 是近几年最新发展起来的磁共振技术， 俗称磁共振类PET成像技术（MR PET）
❖ 敏感性高，无辐射，是非常适合于临床 筛查的一项检查手段；
1H-MRS各代谢物意义
代谢物名称
Cho
Cr NAA
意义 磷脂代谢的成分，细胞膜转换的 标记物，反映细胞增殖
脑代谢物中最为稳定，被用为参
照值
神经元和轴索生存能力与密度的 标记物
Lac
提示厌氧性糖酵解
mI
胶质细胞的标记物
正常MRS表现
胶质母细胞瘤
强化区
周围区