脑外DWI、MRS临床及原理分享资料
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MRS在神经外科的应用
颅内常见临床疾病的1H MRS表现
1H-MRS 能够鉴别颅内肿瘤与脑梗死,原发肿 瘤和转移瘤,并能对肿瘤的恶性程度进行评估, 特别是能鉴别恶性肿瘤放疗后所产生的新病灶 为肿瘤复发还是放射性脑病 等。
1.肿瘤区别于其他非肿瘤疾病如梗死或脓肿的 重要特点是:肿瘤1H-MRS 表现为Cr 、NAA 峰 值降低, Cho 峰值增高;而梗死或脓肿则三者均 降低,并且发现随胶质瘤恶性程度的增加,Cho 峰值也逐渐升高, 且脂质峰值逐渐升高。
➢ 脑肿瘤中，Lac出现提示恶性程度较高， 常见于多形胶质母细胞瘤中；
➢ Lac也可以积聚于无代谢的囊肿和坏死区 内；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
脂质（Lip）
➢ 位于1.3、0.9、1.5和6.0 ppm处，分布代表 甲基、亚甲基、等位基和不饱和脂肪酸的乙 烯基；
➢ 共振频率与Lac相似，可以遮蔽Lac峰；
带负电荷的电子具有与原子核相似的自 旋特性，在原子核周围形成具有屏蔽作 用的磁场，这一磁场称为电子云。
电子云的作用使得外加磁场对原子核的 作用减弱。
MRS 的成像基础
处于化合物中的同一种原子核，由于所 受磁屏蔽作用的程度不同，将具有不同 的共振频率，这就是所谓的化学位移现 象（Chemical Shift Phenomenon）， 也是磁共振波谱成像的基础。
峰随着肿瘤恶性程度的增加而增高；
1H MRS测定的代谢物及其临床含义
丙氨酸（Ala）
➢ 位于1.3-1.44 ppm，常被Lac和Lip峰所遮盖， 其功能尚不肯定；
谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln）
➢ 位于2.1-2.5 ppm； ➢ Glu是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢
中具有重要功能； ➢ Gln参与神经递质的灭活和调节活动；
DWI与 1H MRS基本原理及其在脑肿瘤中的应用
Ｍ Ｒ ｍ ａ ｎ ｎ ｏｔ ｎ Ｒ ｐｅ ｔｏｓ ｏｐｙ ａ ｅ ｄｅ ｃ ｉ ｅ ｉ ｇｉｇ ａ ｄ ｐｒ ｏ Ｍ ｓ ｃｒ ｃ ｒ ｓ ｒｂ ｄ．
［ ｅ ｏｄ］ Ｂ ａ ｅｐａｍｓ Ｍａｎ ｔ ｅｏ ａ ｃ ｇ ｇ Ｄｆ ｓ ｎｗｅ ｈｅ ａ ｉｇ Ｍａ ｎｔ ｅｏ ａ ｃ ｐｃｒｓｏ ｙ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｒｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ｓ ； ｇ ｅｉ ｒｓｎｎ ｅ ｍａｉ ； ｉｕｉ ｉ ｔｄｉ ｇｎ ； ｇ ｅ ｃ ｓｎ ｎ ｅ ｅｔ ｃｐ ｃ ｉ ｎ ｆ ｏ ｇ ｍ ｉｒ ｓ ｏ
维普资讯
中国医学影像技术 ２０ 年第 ２ 卷第 ７ ０８ ４ 期
Ｃ ｉＪ ｄ ｍ ｇ ｇ ！ ！ ｈ Ｍｅ ａｉ ！ ！ ｎ Ｉ ｎＩ
！ ！ ： ！ ！！
・
１ ２１ ・ １
・
． 述 ． 综
Ｆｕ ｄａ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｌ ｓ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆＤＷ Ｉ ｎ ｍ ｎｔ ｌｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｓ ｏ
能 获 得 的信 息 。Ｄ Ｉ ＭＲ Ｗ 及 Ｓ在 脑 肿 瘤 的 鉴别 诊 断 、 级 、 瘤 边 界 的 界 定 、 效 及 预 后 评 估 等 方 面 的 研 究 发 展 很 快 ， 文 分 肿 疗 本 就 Ｄ 及 ‘ Ｒ ＷＩ Ｈ Ｍ Ｓ的 基 本原 理及 其 在 脑 肿 瘤 中 的 临 床 应 用 作 一综 述 。 ［ 键 词 ］ 脑 肿 瘤 ； 共 振 成 像 ； 散 加 权 成 像 ； 共 振 波 谱 学 关 磁 扩 磁 ［ 中图 分 类 号］ Ｒ ３ ． １ ４ ５ ２ ［ ７ ９ ４ ；Ｒ ４． 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 文章 编 号 ］ １０ — ２ ９ ２ ０ ） ７１ ２一４ ０ ３３ ８ （０ ８ ０— １１Ｏ
［ ｅ ｏｄ］ Ｂ ａ ｅｐａｍｓ Ｍａｎ ｔ ｅｏ ａ ｃ ｇ ｇ Ｄｆ ｓ ｎｗｅ ｈｅ ａ ｉｇ Ｍａ ｎｔ ｅｏ ａ ｃ ｐｃｒｓｏ ｙ Ｋ ｙｗ ｒｓ ｒｉ ｎ ｏ ｌ ｎ ｓ ； ｇ ｅｉ ｒｓｎｎ ｅ ｍａｉ ； ｉｕｉ ｉ ｔｄｉ ｇｎ ； ｇ ｅ ｃ ｓｎ ｎ ｅ ｅｔ ｃｐ ｃ ｉ ｎ ｆ ｏ ｇ ｍ ｉｒ ｓ ｏ
维普资讯
中国医学影像技术 ２０ 年第 ２ 卷第 ７ ０８ ４ 期
Ｃ ｉＪ ｄ ｍ ｇ ｇ ！ ！ ｈ Ｍｅ ａｉ ！ ！ ｎ Ｉ ｎＩ
！ ！ ： ！ ！！
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１ ２１ ・ １
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． 述 ． 综
Ｆｕ ｄａ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｌ ｓ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆＤＷ Ｉ ｎ ｍ ｎｔ ｌｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｓ ｏ
能 获 得 的信 息 。Ｄ Ｉ ＭＲ Ｗ 及 Ｓ在 脑 肿 瘤 的 鉴别 诊 断 、 级 、 瘤 边 界 的 界 定 、 效 及 预 后 评 估 等 方 面 的 研 究 发 展 很 快 ， 文 分 肿 疗 本 就 Ｄ 及 ‘ Ｒ ＷＩ Ｈ Ｍ Ｓ的 基 本原 理及 其 在 脑 肿 瘤 中 的 临 床 应 用 作 一综 述 。 ［ 键 词 ］ 脑 肿 瘤 ； 共 振 成 像 ； 散 加 权 成 像 ； 共 振 波 谱 学 关 磁 扩 磁 ［ 中图 分 类 号］ Ｒ ３ ． １ ４ ５ ２ ［ ７ ９ ４ ；Ｒ ４． 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 文章 编 号 ］ １０ — ２ ９ ２ ０ ） ７１ ２一４ ０ ３３ ８ （０ ８ ０— １１Ｏ
DWI和MRS在神经系统疾病中的应用
ADC values.—It is accepted that ADC values decline rapidly after the onset of ischemia and subsequently increase with the "flip-flop" from dark to bright 7-10 days later (4–8).
to increasing T2 (T2 "shine-through"). Because the DW imaging signal remains hyperintense for a long period, it is not ideal for estimating lesion age.
临床应用：1 缺血性脑梗塞
▪ 缺血性脑梗死—发生过程中：细胞水肿；水 分子弥散受限
▪ 94%敏感性和100%特异性诊断ACI ▪ 病变进展中时间问题 ▪ DWI和PWI ▪ DWI病灶的可逆性 ▪ 可靠性：假阴性/假阳性 ▪ 其它：HIE等
Time course
ADC Values (x 10-3 mm2/sec) of Ischemic Lesions during Different Time Intervals table
DWI和MRS在CNS诊断的应用
浙医一院放射科 楼海燕
弥散加权成像
▪ Diffusion-weighted imaging ▪ 物理学基础:SE EPI ▪ 临床应用：诊断ACI（acute cerebral infarction）
DWI高信号；ADC值降低 ▪ 但是：出血；脓肿；淋巴瘤；CJD等同样可以 ▪ 鉴别诊断-关键
处理：前者强调正常DWI表现和持续中风样表现的早 期随访复查的重要性。后者强调常规T1、T2的结合
to increasing T2 (T2 "shine-through"). Because the DW imaging signal remains hyperintense for a long period, it is not ideal for estimating lesion age.
临床应用：1 缺血性脑梗塞
▪ 缺血性脑梗死—发生过程中：细胞水肿；水 分子弥散受限
▪ 94%敏感性和100%特异性诊断ACI ▪ 病变进展中时间问题 ▪ DWI和PWI ▪ DWI病灶的可逆性 ▪ 可靠性：假阴性/假阳性 ▪ 其它：HIE等
Time course
ADC Values (x 10-3 mm2/sec) of Ischemic Lesions during Different Time Intervals table
DWI和MRS在CNS诊断的应用
浙医一院放射科 楼海燕
弥散加权成像
▪ Diffusion-weighted imaging ▪ 物理学基础:SE EPI ▪ 临床应用：诊断ACI（acute cerebral infarction）
DWI高信号；ADC值降低 ▪ 但是：出血；脓肿；淋巴瘤；CJD等同样可以 ▪ 鉴别诊断-关键
处理：前者强调正常DWI表现和持续中风样表现的早 期随访复查的重要性。后者强调常规T1、T2的结合
脑外DWI、MRS临床及原理
DWI和MRS在脑外肿瘤复发监测中的联合应用
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的作用
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用方法
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用效果
DWI和MRS的原理和特点
DWI和MRS在脑外肿瘤复发 监测中的联合应用前景
脑外DWI、MRS 的临床研究进展
脑外DWI、MRS临床及 原理
汇报人：XX
目录
添加目录标题
01
脑外DWI和MRS的基 本概念
02
脑外DWI的临床应用
03
脑外MRS的临床应用
04
脑外DWI和MRS的联 合应用
05
脑外DWI、MRS的临 床研究进展
06
添加章节标题
脑外DWI和MRS 的基本概念
DWI和MRS的定义
DWI：扩散加权成像，用于检测脑组织中的水分子扩散情况，从而反映脑组织的微观结构变化。 MRS：磁共振波谱成像，用于检测脑组织中的化学成分，从而反映脑组织的代谢状态。
DWI和MRS的合可以提高 肿瘤诊断的准确性
DWI和MRS可以提供脑外肿 瘤的详细信息
DWI和MRS在脑外肿瘤诊断 中具有重要的临床应用价值
DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的联合应用
DWI和MRS的原理和特点 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的作用 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的联合应用方法 DWI和MRS在脑外肿瘤疗效评估中的局限性和挑战
MRS可以检测到肿瘤复发的早期信 号
MRS可以帮助医生制定更准确的治 疗方案
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
MRS可以评估肿瘤的恶性程度和侵 袭性
MRS可以监测肿瘤治疗后的疗效和 预后
MRS的临床应用
仅短TE确定的代谢物 -脂质（lipids,Lip) -谷氨酰胺和谷氨酸（glutamine and glutamate,Glx) -肌醇（myo-inositol,mI)
基本技术
如何选择长、短TE 中等TE（144ms）PRESS用于肿瘤性病变。
易于显示 Cho和Lac峰，两者是肿瘤性病变 的主要代谢改变 短TE（30-35ms）PRESS用于其他的病理 状态
AD
体素——扣带回后缘 TE：30ms 主要表现
NAA，NAA/Cr Cho，Cho/Cr mI，mI/Cr(>0.70,为早期异常，对诊断最重要） 重要事项： 只在选择短TE时， mI才能确定。 AD的代谢异常首先出现于扣带回。 最早的代谢异常是mI/Cr升高。
AD
9月21日-世界阿尔茨海默病（老年痴呆病） 日
MRS的临床应用
常规磁共振（cMRI) 功能性磁共振（fMRI）
灌注成像 （PWI）
弥散张量成像 （DTI）
弥散成像 （DWI ）
脑皮层功能成像 （BOLD）
波谱成像 （MRS）
基本概念
MRS是目前唯一无创性观察活体组织 代谢及生化变化的技术，检测到cMRI 不能显示的异常
1995年，MRS被美国食品及药品管理 局正式批准
Cr—肌酸 波峰位置：3.02和3.94 脑代谢标记物，最稳定
Cho—胆碱 波峰位置：3.22
提示厌氧性糖酵解(正常脑组织不可见） Lip—脂质 波峰位置：在0.8至1.3PPM之间多峰 提示髓鞘坏死和/或中断(正常脑组织不可见） Ala—丙氨酸
磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物， 反映细胞增殖 mI—肌醇
代谢性疾病
影响白质和灰质的代谢性疾病-线粒体脑病Leigh 病（亚急性坏死性脑脊髓病） 对于有肌病的儿童，除外Leigh病和线粒体异常非 常重要 肌张力减退、精神性运动退化、共济失调、眼睑 麻痹、吞咽困难，可进展为呼吸衰竭直至死亡 cMRI显示尾状核、豆状核以及导水管周围灰质、 齿状核、大脑脚、丘脑以及脑室周围白质双侧对 称性T2高信号
基本技术
如何选择长、短TE 中等TE（144ms）PRESS用于肿瘤性病变。
易于显示 Cho和Lac峰，两者是肿瘤性病变 的主要代谢改变 短TE（30-35ms）PRESS用于其他的病理 状态
AD
体素——扣带回后缘 TE：30ms 主要表现
NAA，NAA/Cr Cho，Cho/Cr mI，mI/Cr(>0.70,为早期异常，对诊断最重要） 重要事项： 只在选择短TE时， mI才能确定。 AD的代谢异常首先出现于扣带回。 最早的代谢异常是mI/Cr升高。
AD
9月21日-世界阿尔茨海默病（老年痴呆病） 日
MRS的临床应用
常规磁共振（cMRI) 功能性磁共振（fMRI）
灌注成像 （PWI）
弥散张量成像 （DTI）
弥散成像 （DWI ）
脑皮层功能成像 （BOLD）
波谱成像 （MRS）
基本概念
MRS是目前唯一无创性观察活体组织 代谢及生化变化的技术，检测到cMRI 不能显示的异常
1995年，MRS被美国食品及药品管理 局正式批准
Cr—肌酸 波峰位置：3.02和3.94 脑代谢标记物，最稳定
Cho—胆碱 波峰位置：3.22
提示厌氧性糖酵解(正常脑组织不可见） Lip—脂质 波峰位置：在0.8至1.3PPM之间多峰 提示髓鞘坏死和/或中断(正常脑组织不可见） Ala—丙氨酸
磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物， 反映细胞增殖 mI—肌醇
代谢性疾病
影响白质和灰质的代谢性疾病-线粒体脑病Leigh 病（亚急性坏死性脑脊髓病） 对于有肌病的儿童，除外Leigh病和线粒体异常非 常重要 肌张力减退、精神性运动退化、共济失调、眼睑 麻痹、吞咽困难，可进展为呼吸衰竭直至死亡 cMRI显示尾状核、豆状核以及导水管周围灰质、 齿状核、大脑脚、丘脑以及脑室周围白质双侧对 称性T2高信号
DWI和MRS
3、区别脑内外肿瘤 脑膜瘤和神经鞘瘤属脑外，不含神经元，故检测不到NAA和Cr。 若检测到，说明：（1）浸润脑实质内 （2）兴趣区超过了肿瘤范围 Ala（丙氨酸）波位于1.47ppm处，出现和升高被认为是脑膜瘤特征。 4、区别肿瘤与非肿瘤性疾病（准确率95-100%） Cho波改变时脑肿瘤的特异性标志，Cho↑和Cho/Cr↑强烈提示脑肿瘤。 5、原发脑肿瘤与转移瘤区别 NAA和Cr波缺乏提示转移瘤；若肿瘤周围区域Cho↑，可能为原发肿瘤浸 润生长。 6、肿瘤复发与放射性坏死区别 复发：Cho↑、NAA↓、出现Lac和Lip（脂质） 放射性坏死：所有均低，无Cho波
MRS应用
NAA波：位于2.0ppm处 Cho波：位于3.2ppm处 Cr波：位于3.0ppm处 Lac波：位于1.3ppm处
1、癫痫 ① MRS即可对其诊断，80%原发的癫痫与海马硬化有关（海马硬化时： NAA波降低，Cho和Cr波升高）。 ② 正常海马NAA/（Cho+Cr）的最低值是0.72，低于此值0.05为异常， 即海马硬化。 ③ 发作次数越多，时间越长，NAA降低和Cho升高越明显。 2、鉴别良恶性胶质瘤（敏感性100%、特异性86%、准确性96%） 典型表现：NAA显著降低、Cr中度降低、Cho显著升高、Lac可出现 恶性程度越高，Cho/NAA、Cho/Cr、NAA/Cr的比值越高。 Cho/NAA 6.18+-1.97 2.38+-1.90 Cho/Cr 4.65+-2.21 2.25+-1.21 NAA/Cr 0.51+-0.15 1.28+-1.35
肿瘤坏死、脑囊虫病、蛛网膜囊肿和胶样囊肿 病灶信号和对侧脑实质信号比： 表皮样囊肿为2.96 脑脓肿：2.41 肿瘤坏死：0.5
磁共振波谱成像（MRS）解读及临床意义
磁共振波谱成像（MRS）解读及临床意义MRS是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法，MRI提供的是正常和病理组织的形态信息，而MRS则可以提供组织的代谢信息。
大家都清楚在很多疾病的发生过程中，代谢改变往往是早于形态改变的，因此磁共振波谱所能提供的代谢信息无疑有助于疾病的早期诊断,那么MRS是如何成像的。
技术原理·利用原子核化学位移现象成像不同化合物的相同原子核，相同化合物不同原子核之间由于所处的化学环境不同，其周围磁场有轻微变化，共振频率会有差别，这种情况称为化学位移现象，共振频率的差别就是MRS的原理基础·MRS表示方法横轴表示化学位移（频率差别）单位为百万分之一（ppm）纵轴表示信号强度峰高和峰值下面积反映某化合物的存在和量，与共振原子核的数目成正比SV PRESS TE=35ms•NAA波（N－乙酰天门冬氨酸）：波峰在2.02ppm。
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。
所有能够导致神经元损伤和丢失的病变都可以表现有NAA波降低和NAA/Cr比值降低，包括脑肿瘤、脑梗死、脑炎等。
•Cho波（胆碱）：波峰在3.20ppm。
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。
•Cr波（肌酸）：波峰在3.05ppm。
包括肌酸（Cr）、磷酸肌酸（PCr），存在于神经元和胶质细胞中，为能量代谢物质。
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，故常用来作参比值。
脑肿瘤时，因为肿瘤对能量代谢需求高可导致Cr降低。
•Lac波（乳酸）：波峰在1.33~1.35ppm，为无氧代谢产物。
正常情况下细胞能量代谢以有氧氧化为主，1H-MRS检测不到。
而在缺血/缺氧或者高代谢状态如恶性肿瘤时，乳酸信号强度增加。
包含两个明显的共振峰，称为“双尖波”，在较短TE（136ms、144ms）时表现为倒置双峰，在较长TE（272ms,288ms）时表现为正向双峰。
1H-MRS的基本原理及其在脑肿瘤中的临床应用-精品医学课件
脑肿瘤在1H MRS中的表现
胶质瘤 ➢表现为NAA峰下降、Cho峰升高，Cr峰稍有变化。 Cho峰的升高与肿瘤的恶性相关；Cr峰随肿瘤恶 性程度的升高有降低趋势； ➢Lip峰出现于大多数高级别的肿瘤中，特别是肿瘤 坏死区或邻近坏死区； ➢Lac峰多见于多形胶质母细胞瘤中，低级星形细 胞瘤中出现此峰则预示肿瘤进一步恶变的可能；
➢ Cho 的高低对区分肿瘤的级别也有一定的意义
2020/2/19
乳酸（Lac）
➢ 位于1.32ppm，由两个共振峰组成，呈“M”型， 其双峰的出现是由于双甲基的 J 耦联形成的。
➢ 在短 TE 时为正立双峰 ,长 TE时为倒置双峰 。 ➢ 正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主，检测不
到Lac峰，或只检测到微量； ➢ 在短 TE 时也不易测到 ,因为短 TE 时 1. 31ppm
目前的研究中发现 ,MRS 探测到的Lip 信号大多数都是出现在侵袭性肿
瘤L中O:36R%E出M现在IP间S变U星形M细D胞瘤O,L44O%R出现在胶质母细胞瘤。
许多的脑转移瘤的强化区域内外都会探测到LIP峰 ,有时甚至很高 ,经过 组织病理学证实为坏死改变。
在淋巴瘤(NHL) 中会出现明显高耸的 Lip 峰 ,对诊断有特异性 ,这可能 与该肿瘤内大量巨噬细胞吞噬游离脂肪有关。
均有十分重要的意义。
MRS基本原理 MRS检查扫描要点 1H-MRS测定的代谢物及其临床含义 1H-MRS在脑肿瘤诊断及鉴别诊断中的基本应用
MRS基本原理
各种不同原子核弛豫过程中FID包 含许多细微差异的进动信号，可用 Fourior进行转换，形成振幅与频率 的函数即MRS
原理
生物组织中含有1H、13C、19F、23Na、31P等元素， 有磁性的元素有百余种。 MRI时，均指的是1H原子核。 MRS应用时，除1H外，还用到其它一些元素，如：
DWI基本原理及其在脑部疾病中的应用
DWI可用于脑部肿瘤的良恶性鉴别、肿瘤边界确定以及治 疗效果的评估。
当前存在问题和挑战剖析
图像分辨率与信噪比
当前DWI技术仍面临图像分辨率和信 噪比的挑战，尤其是在低场强MRI系
统中。
扫描时间与运动伪影
较长的扫描时间和头部运动可能导致 图像伪影，影响DWI图像的准确性和
可靠性。
标准化与可重复性
DWI技术的标准化和可重复性仍需进 一步提高，以便在不同中心和不同设
。
癫痫
02
DWI可用于检测癫痫患者脑内的异常放电区域，为手术治疗提
供定位依据。
帕金森病
03
DWI可用于评估帕金森病患者黑质-纹状体通路的受损情况，为
疾病诊断和治疗提供重要信息。
04
DWI技术进展与新兴应用
高分辨率DWI技术发展现状
高场强MRI技术
利用更高场强的MRI扫描仪，提 高DWI的空间分辨率和信噪比， 实现更精细的脑部结构成像。
DWI能够反映组织微观结构的改变， 特别是在脑部疾病中，如脑梗死、脑 肿瘤等，能够提供重要的诊断信息。
DWI信号产生与检测
DWI信号的产生依赖于水分子的扩散运动。在核磁共振成像 中，通过对组织施加特定的扩散敏感梯度，使得水分子的扩 散运动对信号产生影响。
检测DWI信号需要使用特定的脉冲序列和参数设置，以获取 扩散加权图像。常用的脉冲序列包括自旋回波序列和梯度回 波序列等。
扩散敏感梯度设置
扩散敏感梯度是DWI中的关键参数之一，用于测量水分子的扩散运动。通过设置 不同的扩散敏感梯度强度和持续时间，可以获取不同扩散加权程度的图像。
扩散敏感梯度的设置需要考虑到组织的特性和病变的特点，以达到最佳的成像效 果。
水分子扩散特性描述
当前存在问题和挑战剖析
图像分辨率与信噪比
当前DWI技术仍面临图像分辨率和信 噪比的挑战，尤其是在低场强MRI系
统中。
扫描时间与运动伪影
较长的扫描时间和头部运动可能导致 图像伪影，影响DWI图像的准确性和
可靠性。
标准化与可重复性
DWI技术的标准化和可重复性仍需进 一步提高，以便在不同中心和不同设
。
癫痫
02
DWI可用于检测癫痫患者脑内的异常放电区域，为手术治疗提
供定位依据。
帕金森病
03
DWI可用于评估帕金森病患者黑质-纹状体通路的受损情况，为
疾病诊断和治疗提供重要信息。
04
DWI技术进展与新兴应用
高分辨率DWI技术发展现状
高场强MRI技术
利用更高场强的MRI扫描仪，提 高DWI的空间分辨率和信噪比， 实现更精细的脑部结构成像。
DWI能够反映组织微观结构的改变， 特别是在脑部疾病中，如脑梗死、脑 肿瘤等，能够提供重要的诊断信息。
DWI信号产生与检测
DWI信号的产生依赖于水分子的扩散运动。在核磁共振成像 中，通过对组织施加特定的扩散敏感梯度，使得水分子的扩 散运动对信号产生影响。
检测DWI信号需要使用特定的脉冲序列和参数设置，以获取 扩散加权图像。常用的脉冲序列包括自旋回波序列和梯度回 波序列等。
扩散敏感梯度设置
扩散敏感梯度是DWI中的关键参数之一，用于测量水分子的扩散运动。通过设置 不同的扩散敏感梯度强度和持续时间，可以获取不同扩散加权程度的图像。
扩散敏感梯度的设置需要考虑到组织的特性和病变的特点，以达到最佳的成像效 果。
水分子扩散特性描述
DWI原理及临床应用
T2WI
常规DWI
ADC
1
2
3
图1～3：左枕部长T2信号（囊性）病变，由于T2透过效应，在常 规DWI上呈明显高信号，但ADC伪彩图示扩散稍加快。
一 、正常人群脑组织的ADC值
两侧大脑半球相同部位ADC值无统计学差异。 卢 洁,李坤成.中国医学影像技术,2003,19(8):975-977
卢 洁,李坤成.中国医学影像技术,2003,19(8):975-977
28
ADC－脑梗死的演变过程
1W
2W
3W
4W
ADC值下降
ADC值升高
急性脑梗死（3）
• DWI高信号机制：
– 脑梗死病生 – 细胞源性水肿（数秒）
正常脑组织水分子布朗运动 细胞内水肿水分子运动受限
– 血管源性水肿（数小时-数天， 无弥散受限）
DWI在脑梗死中的演变
急性、超急性期脑梗死: 脑动脉阻塞后，缺血中 心区脑组织严重缺血，数分钟内出现不可逆损伤， 即细胞毒性水肿。DWI能超早期（发病30min） 发现严重缺血中心区，在常规DWI上呈明显高信 号，ADC图示弥散明显受限。 ADC值演变：5-10d ADC值逐渐接近正常， DWI 高信号；10d –数月， ADC值大于正常， DWI信 号降低。
二、DWI高信号病变的鉴别诊断
DWI弥散受限原因
➢细胞毒性水肿（急性脑梗死） ➢细胞密度增加（淋巴瘤、髓母细胞瘤、原
始外胚层肿瘤） ➢组织粘性增加（脓肿、表皮样囊肿） ➢兴奋性脑损伤（谷氨酸）
ADC
• 表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient, ADC) • 缺氧脑组织水分子由细胞外转移到细胞内 • 急性脑梗死DWI高信号，而ADC降低
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eADC图
38
影响DWI信号的因素
b 值，弥散敏感因子 表观弥散系数
( apparent diffusion coefficient, ADC) 各向异性( anisotropy) T2 WI
39
多发性硬化
40
T2透射效应（T2-shine through）
由于T2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值 增高
10
Myo-Inositol—肌醇
肌醇在肝性脑病、多形胶质母细胞瘤中峰值降低 在胶质增生、高渗状态时增加 振动频率见于3. 56ppm
11
Lactate—乳酸
波峰形态特殊，具有双峰。在TE时间144ms时倒置， 在TE时间288ms时正向。 乳酸峰的出现提示脑内无氧糖酵解增加。也提示肿瘤病 变的恶性程度较高。 振动频率见于1.32ppm
6
MRS的种类
通过特定技术，可以对不同磁性原子核 相关的代谢产物进行MRS分析，目前 研究较多的是1H、31P、13C、23Na及 19F的MRS等
7
脑H-MRS共振峰种类和 意义
NAA--N-乙酰 天冬氨酸
N --乙酰基的特征，化学位移位于 2 .02-2.05ppm，最高峰 神经元的一种标志，存在于神经元细胞核 降低见于生理源性（婴儿和老年人）和病理源性（肿瘤、缺血 缺氧和梗死、癫痫、感染、脱髓鞘等）。 升高仅见于海绵状脑白质营养不良病神经退
一般情况下， Cho浓度越高，肿瘤恶性程度就越高 乳酸水平也常在恶性程度较高的肿瘤时升高 乳酸和脂质水平在转移瘤中比在星型细胞瘤中更高
18
颅内肿瘤
Hunter's angle)
反Hunter's angle
脑白质正常谱线
星形细胞瘤
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室管膜瘤
NAA下降，Cho增高 21
Ｍ/30，四肢乏力，反 应迟钝3月 mI明显升高，提示胶 质增生
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DWI = T2WI + ADC
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• eADC = Sb=1000 / Sb=0
• eADC的图的信号对 比度较ADC图高
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星形细胞瘤Ⅲ级
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Cho/Cr比值
星形细胞瘤Ⅰ～Ⅱ级为2.15±0.26, 星形细胞瘤Ⅲ级的比值为2.78±0.09, 星形细胞瘤Ⅳ级的比值为5.40±0.16, 各组间比较有统计学意义(p=0.043), 提出Cho/Cr比值可作为判定星形细胞瘤恶性度的标记
物。利用NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr及Lac/Cr比值均 可对胶质细胞瘤进行分级,但以NAA/Cho及Cho/Cr反映 肿瘤级别比较稳定。
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脑膜瘤
NAA峰消失，Cho峰明显升高，提示脑外肿瘤
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脑膜瘤
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转移癌
TR：1000; TE：144; 扫描矩阵：18*18 时间：00:04:26 预扫描时间：00:00:47
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NAA降低，Cho升高
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星形细胞瘤
女/30岁，头痛1月 余
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30
淋巴瘤
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DWI
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基本概念
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Lipid—脂质
脂质多见于坏死性的脑肿瘤、高度恶性肿瘤 与乳酸峰位置接近，可通过改变TE时间将二者鉴别开 振动频率见于0.8、1.2、1.5、6.0ppm
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谷氨酸 ( Glu )和谷胺酰胺（ Gln )
Glu 是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢中起作用； r 一氨基丁酸是 Glu 的重要产物； Gln 对神经递质的灭活和 调节发挥作用，这两种代谢物可同时发生共振，其波谱用 总和表示，波峰位于 2 . 1 --- 2 . 5ppm 之间。 Glu 和 Gln 升高见于梗死、梗死的恢复期、肝脏疾病等。
8
Creatine—肌酸
正常磁共振波谱图像第二高峰 脑组织能量代谢的提示物，峰度相对其它峰稳
定，常作为波谱分析时的参照物 振动频率见于3.03ppm，附加峰见3.94ppm处
9
Choline—胆碱
出现于细胞膜的磷脂代谢中，参与其代谢，反映细胞膜 的更新状态
脑肿瘤时增高，且常与肿瘤的恶性程度成正比 振动频率见于3. 2ppm
• 在头部，b值一般为1000左右。在体部，b值一般为
300-800。
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1800 900
回波
TE
time
磁共振弥散成像在原有脉冲序列的基础上加上一对梯度 脉冲，此对梯度正好大小相同，方向相反。
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射频场 900
1800 弥散梯度场对
梯度场
1 静止水分子
23
弥散水分子
4 信号强度
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弥散图像
ADC图
DWI、MRS临床及原理
河北医科大学第二医院 耿左军
1
MRS
2
氢质子共振峰
3
化学位移（ Chemical shift ）
因质子所处的化学环境不同，即核外电子云 密度不同，所受屏蔽作用的强弱不同，而引起相 同质子在不同化合物中吸收信号的位置不同。
ω0=γB0
4
氢质子共振峰
5
在1.5T场强下水和脂肪共振频率相差220Hz( 化学位移)，但是在这两个峰之间还有多种较低浓 度代谢物形成的共振峰，如 NAA 、 Cr 、 Cho 等，这些代谢物的浓度与水和脂肪相比非常低。 MRS 需要通过匀场抑制水、脂肪的共振峰，才 能使这些微弱的共振峰群得以显示。
扩散系数-D 表观扩散系数-ADC 扩散敏感因子-b
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b值
• b值是一个反应在序列中施加梯度大小的量度值。
• b值越大，施加的正反两个梯度的强度就越大，对弥 散探测就越敏感。但整个图像的信号就越低，SNR 就越差。
• b值越小，施加的正反两个梯度的强度就越小，对弥 散探测就越不敏感。但整个图像的信号就越高， SNR就越好。
若同时ADC值下降，更增加DWI上高信号 采用幂图像（EADC）消除T2透射效应
41பைடு நூலகம்
高血压性脑病
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T2廓清效应（washout）
ADC值升高和T2WI高信号的综合结 果造成DWI等信号
常见于血管源性水肿
43
急性血肿
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T2暗化效应（blackout）
由于T2WI低信号而造成的DWI低信号 多见于出血性病变 通常发生顺磁性敏感伪影
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1HMRS检查
采集技术
点分辨选择波谱（point-resolved selective spectroscopy, PRESS）技术
化学位移选择饱和法（chemical shiftselecting saturation, CHESS）
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年龄的影响
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5d新生儿与成人
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脑部肿瘤