磁共振检查技术在神经外科的应用

颅内巨大动脉瘤
随着神经影像技术的发展，神经外科医生已经不仅仅关注
于疾病的明确诊断，更注重于病变的质地（软、硬、韧） ，血流灌注，代谢水平，受体密度，与周围神经、血管、 白质纤维束、颅骨的关系，以及浸润病变的明确边界。
听神经瘤：术前评估面听神经与肿瘤的位置关系。
FDG
MET 放射性损伤
肿瘤复发
CNS Lymphoma
肿瘤细胞以血管为中心呈“袖套”状生长，血管壁受侵蚀，血脑屏障破坏 ；肿瘤血管无明显的内皮细胞增生，缺乏新生血管生成，是一种乏血管肿 瘤。原发性中枢神经系统淋巴瘤增强扫描有明显强化，与血脑屏障破坏， 对比剂渗到血管外的组织细胞间隙中，引起病变组织强化有关。
Glioblastoma multiforme. (a, b) Axial contrastenhanced T1, (c, d) DWI, and (e, f) ADC images demonstrate a heterogeneous tumor involving the right temporal lobe and insular region. There is restricted diffusion in the nodular enhancing focus (black arrows) suggesting high cellularity associated with higher grade tumors. There is elevated diffusion in the cystic component (white arrows)
常见化合物


NAA：代表正常成熟神经元，肿瘤内无NAA Glu：神经元死亡的标志物 肌酸Cr：正常时变化甚小 胆碱Cho：参与细胞膜合成，细胞降解 Lac：1.33及4.1ppm,无氧酵解，正常人乳酸水平很低， 氢质子波谱检测不到。 Lip：0.8-1.3ppm，髓鞘坏死与中断
Glx
垂体瘤血运丰富，质地较韧的影像表现？
来自百度文库
1 弥散加权成像
弥散是指水分子的随机运动（布朗运动），即高浓度区分
子向低浓度区的扩散分布。但即使没有浓度梯度，水分子 的扩散运动仍然存在，称为水分子的自由扩散。人体内水 分子的自由扩散包括细胞外、细胞内和细胞之间水分子的 运动，在梯度场下水分子扩散的存在会导致磁矩的改变， 使磁共振信号强度降低，其中细胞外水分子运动对信号的 改变起主导作用。 MR是目前能够在活体上进行水分子扩散 测量和成像的唯一方法。
特点 DTI是在DWI的基础上施加6-55个线性方向的弥散敏感
梯度而获取的图像。 不同点：DTI突出强调水分子弥散的各向异性，反映水 分子在白质内弥散的优势方向，以显示脑白质纤维束的 走行，并观察白质纤维的空间方向性和完整性，称为白 质成像。
2.2 DTI的神经外科应用
脑肿瘤 脑外伤 对脑外伤定性和定
女性，41岁，左颞顶间变性星形细胞瘤（WHOⅢ级 ）切除术后、放疗后3 年和5年，近期出现语言、感觉和右侧肢体运动障碍，MRI左额、颞、顶片 状不规则异常信号，强度不均。肿瘤复发时FDG、MET显像，呈高摄取，浓 聚程度常明显高于皮质
男性，39岁 间断性头痛1周 CT示右额低密度影，MR软 脑膜强化
Lac波（乳酸）：波峰在1.3ppm，包含两个明显 的共振峰，称为“双尖波”，在较短TE时表现 为倒置双峰，在较长TE时表现为正向双峰。乳 酸为无氧代谢产物，正常人乳酸水平很低，氢 质子波谱检测不到。 Cr波（肌酸）：波峰在3.0ppm，包括肌酸Cr、磷 酸肌酸PCr以及较低水平的氨基丁酸GABA。肌 酸存在于神经元和胶质细胞中，在脑细胞内通 过贮存高能磷酸键在ATP和ADP之间充当缓冲 剂，在低代谢状态时升高而在高代谢状态下降 低。在同一个体脑内不同代谢条件下，Cr+PCr 的总量恒定，即信号较稳定，故常用来作参考 比值。脑肿瘤时，因为肿瘤对能量代谢需求高 可导致Cr降低。
（4）分析病变周围水肿
㈠区别细胞毒性水肿和血管源性水肿 细胞毒性水肿，DWI高信号，ADC低信号； 血管源性水肿，DWI低信号，ADC高信号。 ㈡区别胶质瘤和转移瘤 间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤，周围水 肿区与肿瘤实质区ADC值接近； 转移瘤周围水肿区ADC明显高于间变型星形 细胞瘤和胶质母细胞瘤。
河北医科大学第二医院神经外科
21世纪以来，神经影像技术的发展，极大地拓展了神
经外科疾病的诊治范围，更提高了某些疾病的明确诊 断率。
神经系统影像学检查已成为神经外科专业疾病诊疗过
程中不可缺少的一个重要部分。
颅内海绵状血管瘤
通过上述影像我们可能不能确诊是什 么疾病，但是我们能排除是那些疾病？
4 磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopy，
MRS）
几个问题
1.磁共振强化是血脑屏障破坏后强化还是肿瘤微血管的强

化？ 2.DWI（弥散加权成像）研究自由水分子的弥散效应，主 要受哪些因素影响？细胞密度，周围间质的浓度？细胞水 肿对弥散的影响？ 3.MRS(磁共振波谱分析)能告诉我们什么？细胞异常分裂程 度、细胞坏死、细胞来源、肿瘤边界… 4.PWI（磁共振灌注成像）用于评价组织的血流灌注情况， 和磁共振强化的应用意义有什么区别？ 5.哪种磁共振检查有利于辨别肿瘤的软硬？哪种磁共振有 利于明确肿瘤的血供？哪种检查有利于明确胶质瘤边界？
（3）脑肿瘤鉴别诊断
不同脑肿瘤细胞密度不同，水分子弥散速度也不同，弥散 成像信号也不同。 肿瘤细胞密度高，细胞外间隙小，DWI高，ADC低，如淋 巴瘤、PNET和某些恶性胶质瘤。 肿瘤细胞密度低，细胞外间隙大，DWI低，ADC高， 如 良性星形细胞瘤，血管母细胞瘤等。
猜测磁共振SWI 相是什么样的？
Cho波（胆碱）：波峰在3.2ppm，波谱检测到的不是固 定在细胞膜内的胆碱，而是膜转换过程中的水溶性成 分，主要是可溶解的胆碱化合物如磷酸甘油胆碱、磷 脂酰胆碱和磷酸胆碱，反映脑内总的胆碱含量。胆碱 参与细胞膜的合成和降解，与细胞膜磷脂代谢有关， 并且是神经递质乙酰胆碱的前体。Cho波增高说明细 胞膜更新加快、细胞密度大，通常为肿瘤细胞增殖所 致。
几个问题
6.肿瘤放射性坏死在磁共振强化上显示不均匀强化，但是
在灌注成像上显示灌注不足？ 7.局部炎症与低级别胶质瘤如何鉴别？血管源性水肿和细
胞毒性水肿，
8.PWI在评估肿瘤血运方面比磁共振强化更有优势？ 9.脑膜瘤在T2加权图像上，肿瘤呈低至高信号，且与瘤病
理类型有关，如纤维型多为低信号，内皮型多为高信号。
Glioblastoma multiforme
从FLAIR相看水肿的范围比T2 相更广泛
磁共振检查的几种新技术
1 弥散加权成像（ diffusion weighted imaging，DWI）
2 弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI） 3 脑灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）
ADC ↑或正常 ↑或正常 ↑或正常 ↑或正常 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
节细胞胶质瘤
毛细胞星形细胞瘤 血管源性水肿 慢性期脑梗死 肿瘤坏死 颅咽管瘤 蛛网膜囊肿
2 弥散张量成像
在具有随意微结构的组织中，水分子向各个方向弥 散的速度相同，称为各向同性。在具有固定排列顺 序的组织中，水分子向不同的弥散速度有差异，称 为各向异性。为了得到水分子各向异性的信息，需 要至少在六个方向上施加弥散敏感梯度和采集数据， 即弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）
常见神经外科疾病的DWI信号
疾病
可恢复性脑缺血 （变性） 急性和亚急性期脑 梗死（坏死）
T2 ↑
↑
DWI ↑
↑
ADC ↓
↓
脑脓肿 无坏死的转移瘤
脑挫伤 弥漫性轴索损伤 胶质母细胞瘤、淋 巴瘤、脑膜瘤
↑
↑ ↑
↑
↑ ↑
↓
↓ ↓
疾病
表皮样囊肿 间变型星形细胞瘤
T2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
DWI ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
3.2 PWI临床应用
（1）评价脑缺血 评价脑缺血的状态，还可以动态反映 脑组织血液动力学的变化情况，还可 以显示缺血半暗带。 （2）脑肿瘤诊断和鉴别诊断 区分肿瘤组织和非肿瘤组织；提供肿瘤 良恶性的信息；为肿瘤的鉴别诊断提供 信息；用于放射性坏死和肿瘤复发的鉴 别；指导脑组织穿刺活检的位置。
常见代谢产物氢质子波谱共振峰
NAA波（N-乙酰天门冬氨酸）：波峰在2.0ppm，仅存 在于神经系统，由神经元的线粒体产生，是神经元密 度和活力的标志。NAA波是评价脑病变最重要的波峰。 所有能够导致神经元损伤和丢失的病变都可以表现 NAA波降低和NAA/Cr比值降低，包括脑肿瘤、脑梗 死、脑炎等。
低信号， 低于脑实质
高
Normally water protons have the ability to diffuse extracellularly and loose signal. High intensity on DWI indicates restriction of the ability of water protons to diffuse extracellularly. Restricted diffusion is seen in abscesses, epidermoid cysts and acute infarction (due to cytotoxic edema). In cerebral abscesses the diffusion is probably restricted due to the viscosity of pus, resulting in a high signal on DWI. In most tumors there is no restricted diffusion - even in necrotic or cystic components. This results in a normal, low signal on DWI.
ADC值指什么呢？
ADC apparent diffusion coefficient-表观弥散系数
1 用于评估弥散结果 2 反映的是弥散敏感程度
1.2 弥散加权成像的神经外科应用
（1）脑梗死 （2）颅内囊性病变鉴别 （3）脑肿瘤的鉴别 （4）分析病变周围的水肿
（1）脑梗死
时间 超急性期 （<6h） 急性期 (6h-3d) 亚急性期 （3d-3w） 慢性期 （3w-3m） 原因 细胞毒性 水肿 细胞毒性 水肿 血管源性 水肿 弥散速度 下降 DWI 高 ADC 低 常规MR 正常 T1稍低 T2稍高 T1低 T2高 T1更低 T2更高
符合脑梗死病理改变
FDG
MET
磁共振检查的几种常用技术
T1加权成像(T1WI）
T2加权成像(T2WI) 水抑制成像（FLAIR）
脂肪抑制成像
对比剂加强成像 血管成像
水抑制技术FLAIR相：特征是选择长的T1值
(2000ms)，使脑脊液信号被抑制，使含结合水的病 灶显示更为清晰，对疾病的定性诊断价值较大；而 脂肪抑制技术对脂肪瘤、胆脂瘤等含脂肪组织的疾 病的定性诊断帮助较大，可使含脂肪成分的病变信 号降低。
下降
加快
高高
等
低低
等 接近脑脊 液
软化
加快
低
超急性脑梗死
T1 DWI
T2 ADC
FLAIR
胼胝体急性期脑梗死
急性脑梗塞死
（2）颅内囊性病变鉴别
病变 脑脓肿 表皮样囊肿 肿瘤坏死，脑囊虫，蛛 网膜囊肿，胶样囊肿， 血管网织细胞瘤 DWI 高信号， 高于脑实质 ADC 低 正常或升高
高信号， 高于脑实质
位上的诊断较常规 CT和MR更有优势， 它能发现轻中度脑 外伤所致白质完整 性细微结构的改变， 表现为外伤区域弥 散各向异性较对侧 正常区域明显降低。
3 脑灌注成像
微循环的血流动力学状态灌注，反映灌注状态的成像 称为灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）。 脑灌注成像包括脑CT灌注成像和脑MR灌注成像。
Meningioma
mri
T2
Contrasted T1
Perfusion-Weighted
脑梗死
低级别胶质瘤
4 氢质子磁共振波谱（MRS）
磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS） 是目前唯一无创伤性的研究活体器官，组织代谢、生 化变化及化合物定量分析的方法，在分子水平反映组 织代谢的情况。