核磁共振诊断技术

PWI几个相关参数
• 对比剂浓度与时间关系曲线（简称浓度-时间曲线) • 根据浓度-时间曲线推算出一系列血流动力学指标，通 过工作站合成各种图像。 • 最常用的血流动力学指标有3个：
– – – – – 局部脑血容量(regional cerebral blood volume ，rCBV） 局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF） 平均通过时间(mean transit time ，MTT) MTT =r CBV /r CBF 达峰时间（TTP）
FLAIR技术的临床应用（4）
• 脑缺血： FLAIR序列对脑缺血灶显示很好，特别是邻 近CSF结构的脑皮层、脑室旁以及脑干周边部的梗塞 灶，这类病灶在常规T2WI虽然亦为高信号，但常常被 高信号的CSF所掩盖。 • 颞叶癫痫：海马表现为高信号。海马病变FLAIR图像 比常规T2WI显示较好。
局限性（缺点）
• 正常颅脑FLAIR像上可见部分脑髓质如半卵圆中心、内囊后肢、皮 质脊髓束、放射冠、顶桥束、内侧丘系、桥小脑上束及室管膜下区 呈明显高信号。 • FLAIR成像时间相对常规SE T2WI序列长。
FLAIR像小结
• FLAIR像是颅脑MR成像的重要补充扫描技术，它抑制了 CSF信号，而又保存了T2WI对病变检出敏感的优点，对 颅内病变的定量与定性诊断有较明确的改善作用。 • FLAIR像是一种脑脊液信号被抑制的T2加权像。 • FLAIR像目前还是发展中的技术，随着MR成像技术的进 步，必将能够克服其信号采集时间较长的缺点。 • 预计不仅在颅脑，而且在腹部及其它部位疾病中将有广 泛应用前景。
质子像（Proton Density Weighted Imaging ，PDWI）— 长TR / 短TE
FLAIR像
概述
全称：液体衰减反转回复(fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列
1992年首先由Picker公司研制开发并命名。
原理：180°反转脉冲+SE或FSE序列——抑制T2像上高信号CSF
FLAIR技术的临床应用（3）
脑肿瘤 FLAIR像由于抑制了CSF，所以对肿瘤周围的水肿范围显 示极好，适当应用窗技术甚至还能区分瘤体与水肿，能 明确肿瘤的实际大小。 在显示病变部位、大小、轮廓、范围和数目方面比T2WI 具有更好的敏感性。 鉴别颅内含CSF或不含CSF的囊性病变 对脑实质内肿瘤，尤其是胶质瘤的治疗前评估、手术计 划的制定有重要价值。
核磁共振诊断技术
提
纲
一、核磁共振技术概述：基本原理、基本术语 二、临床应用 MRI平扫（常规扫描）：T1像、T2像、质子像、FLAIR像 MRI增强扫描 MRI灌注成像（PWI） MRI弥散成像（DWI） 核磁血管成像（MRA） 核磁共振波普（MRS） 功能核磁成像（fMRI）
一、核磁共振技术概述
3、第一弛豫时间（T1）：纵向弛豫时间—Z轴方向 4、第二弛豫时间（T2）：横向弛豫时间—XY轴方向
不同组织T1、T2时间（ms）不同 组织 脂肪 T1（ms） 180 T2（ms） 90 脑白质 脑灰质 脑脊液 水 390 520 2000 2500 90 100 300 2500
射频脉冲序列
。
SE成像原理：调节TR和TE的长短获取不同图像
– T1加权像（T1 Weighted Imaging，T1WI） —— 短TR / 短TE – T2加权像（T2 Weighted Imaging， T2WI） —— 长TR / 长TE – 质子密度加权像 （PDWI）—— 长TR / 短TE
长TR（1500-2500ms）/ 短TR（小于500ms） 长TE（90-120ms）/ 短TE（15-25ms）
正常人体组织不同加权像下的特点
加权方式 T1像 T2像 骨 黑 黑 脂肪 白 灰白 空气 黑 黑 水 黑 白 脑脊液 血液 黑 白 黑 白
二、临床应用
MRI平扫（常规扫描）
T1加权像（T1 Weighted Imaging，T1WI） — 短TR / 短TE
T2加权像（T2 Weighted Imaging，T2WI） — 长TR / 长TE
MRI增强扫描
MRI增强扫描
• 通过改变质子的T1和T2驰豫时间来增强或降低 组织或病变的信号强度。 • Gd-DTPA（钆盐）：缩短T1和T2时间产生对 比作用，低浓度时缩短T1，获得高MR信号。 • 意义：
– – – – – 显示病变血供情况 显示肿瘤轮廓 区别病变组织和正常组织 发现平扫不能显示的微小病变 进行灌注功能研究
（1）导水管周围灰质呈较高信号，可能为CSF流动伪影所致。 （2）脑室旁区白质高信号，认为是CSF外渗所致T2弛豫时间延长 造成，这种高信号多见于老年人，与老年性室管膜退变及血管周 围间隙扩大有关。
FLAIR像颅脑影像特征（3）
远离脑室的白质结构高信号不存在CSF外渗，推测与局 部脑白质神经纤维髓鞘形成不全或髓鞘形成稀少有关。 依据：
FLAIR像颅脑影像特征（1） FLAIR像是一种特殊重T2加权像，组织对比类似 于SE
T2WI 。原来常规T2WI表现为高或较高信号的病灶，在 FLAIR像上显示得更为突出，长T2特点更明显。
FLAIR图像上由于流空效应，动脉、静脉、静脉窦为无
信号。
FLAIR像颅脑影像特征（2）
FLAIR像另一突出特点是特定部位正常脑白质表现为 高或较高信号，需认真辨认，勿将其当病变。
– 扫描时间缩短（min—ms） – 图象质量清晰 – 检查项目（MRI—MRA—MRS）
几个基本概念
1、射频脉冲：有90 和180 两种
– 施加射频脉冲——原子核获得能量 – 射频脉冲停止后——产生MR信号
。 。
2、磁化向量和磁矩（M）
– 施加射频脉冲前：杂乱无章（M=0） – 施加射频脉冲后：顺磁力线（多），逆磁力线（少）
• PWI基本原理
– 顺磁性对比剂动态增强磁共振脑血流灌注成像，简 称MR脑灌注成像，它是通过静脉快速团注顺磁性 对比剂并同时启动超高速MR扫描技术来观察区域 脑微循环血流的动力学改变。
• PWI和增强扫描的区别
– PWI：动态、过程 – 增强：静态、结果
• 扫描技术
– 早期应用脑灌注的序列是T2 加权梯度回波序列，具 有较高的空间分辨力，但时间分辨力低，因此只能 对单层脑组织进行研究，这样丢失全脑信息量。 – 目前应用最多的是回波平面成像技术(EPI), 具有极 高的时间分辨力，通常在30ms内采集一幅完整图像, 覆盖整个大脑成像只需20s，因此可以得到脑组织供 血动脉的流入过程、组织内血流经过过程及静脉血 流出过程的全面信息。
分析PWI参数和组织血供情况
①灌注不足：MTT明显延长，ｒCBV减少，ｒCBF明显减少。 ②侧支循环信息：MTT延长，ｒCBV增加。 ③血流再灌注信息：MTT缩短或正常,ｒCBV增加,ｒCBF正常或轻度 增加。 ④过度灌注信息：ｒCBV与ｒCBF均显著增加。
概述 • 在颅脑常规MR扫描序列之后使用FLAIR序列扫描，以增 加病灶检出率、特别是避免脑室旁与邻近蛛网膜下腔的 病灶漏检，或是在常规T2WI序列已检出病变后用于提高 病灶显示与诊断的可信度。 • 研究FLAIR序列对急性SAH、MS、脑肿瘤、脑缺血性与 炎症性病变的研究较多，用于腹部及盆腔的研究较少。
概述
• 核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI)是 利用原子核（氢质子）在磁场内共振而产生影像的一 种诊断方法。
发展概况
• 核磁共振现象：美国斯坦福大学Bloch和哈佛大学Percell 于1946年同时发现（1952年诺贝尔物理奖） 。 • 1976年首次用于人体手部成像。 • 1980年第一台核磁商品机问世，并应用于临床。 • 目前核磁技术日趋成熟：
(1)影像学—病理对照研究表明，小儿髓鞘未形成的白质在FLAIR 像上表现为高信号，髓鞘形成良好的白质为低信号。 (2)顶桥束FLAIR像为高信号，组织学研究表明该区白质髓鞘形成 程度较差, 髓鞘形成比较稀少(内囊后肢FLAIR像为高信号)。
特定区域白质高信号原因还与神经纤维走向有关。
FLAIR技术的临床应用（1）
• 目前最快MR成像方法 • 30ms可采集一幅图像，1s可获取20幅图像 • 临床用于灌注和弥散成像，心脏成像，介入MRI，功能神经系统成像
பைடு நூலகம்。 。
（五）脂肪抑制成像（5种方法） （六）液体衰减反转回复（FLAIR）序列：IR序列
自旋回波（SE）序列
SE序列的2个时间参数：
– SE-TR：脉冲间隔时间—指2个90 脉冲之间的时间， 称重复时间（repetition time，TR） 。 – SE-TE：回波时间（echo time，TE）—指90 脉冲到 测量回波的时间。
（一）自旋回波（spin echo，SE）序列： 90 —180 。 。 。 （二）反转回复（IR）序列： 180 —90 — 180 。 。 。 （三）部分饱和（PS）序列： 90 —90 —90 （四）快速成像序列
– 梯度回波（gradient echo，GRE）序列 – 快速自旋回波（fast spin echo，FSE）序列 – 回波平面成像（echo planar imaging，EPI）
FLAIR像评价（优点）
1、FLAIR像CSF无信号，故颅内邻近CSF结构的病灶边缘可显示清晰, 不会出现常规T2WI上病灶邻近CSF的边缘部分被掩盖现象，所以 FLAIR序列对病灶显示的突出程度明显优于T2WI与PDWI，完全可 取代PDWI,并可部分代替T2WI。 2、FLAIR像去除了病灶被高信号CSF掩盖的可能，增加了病灶/背景 及病灶/CSF的对比度，史病灶检出率明显优于T2WI。
• rCBV可以通过浓度 -时间曲线下面积算出。
MTT异常的临床意义
• 脑灌注压轻度降低时，由于存在CBV的自动调节机制，脑血管扩 张，这时CBF维持稳定，而CBV增加，结果CBV／CBF的比值， 即MTT增大； • 脑灌注压进一步降低，CBV的自动调节机制失代偿，则MTT即 CBV/CBF的比值减小。 • 缺血区超早期，即在CBV的自动调节机制代偿期，CBV/CBF比值 增大，MTT延长，说明由于病变存在，血液进入局部脑组织的阻 力增大，但其自动调节机制仍然存在。此时，病变范围内仍有部 分脑组织处于临界状态，只要抢救及时，完全可以挽救。若 CBV/CBF比值下降，MTT缩短，则表示局部脑组织的自动调节机 制丧失，组织死亡。
FLAIR技术的临床应用（2）
急性SAH
由于蛛网膜下腔CSF的高信号干扰，急性SAH 时T2WI难以发现。 而FLAIR像，血性CSF的T1值缩短，其信号不会被抑制，而只能使 正常CSF信号明显衰减，所以血性CSF的FLAIR像为高信号。 FLAIR像尤适于显示CT检出困难的、后颅凹及颅底部位的、出血 量较少的ＳＡＨ，上述部位CT图像常因部分容积效应引起病变漏 检。 大量SAH会明显使CSF的T2值缩短，血性CSF信号相对减低，这时 FLAIR像对SAH的显示不如CT。
3、FLAIR像去除了CSF的影响，属于重T2WI，因此对病变的范围、 尤其是脑肿瘤的浸润程度显示极佳。
FLAIR像的病理学基础
• 颅脑组织中的水以自由水和结合水两种方式存在。自由水 即游离水，如脑脊液，其运动频率高，有长T1长T2特性， 结合水的T1值明显短于游离水。组织发生病变时，表现为 结合水含量增加，在常规T2像上，脑脊液与其它长T2病变 均表现为高信号，不易区分。而FLAIR像只使自由水CSF 被抑制，结合水不被抑制呈高信号，两者有明显差别。这 是FLAIR序列成像的病理学基础。
MRI增强扫描
MRI灌注成像
Perfusion Weighted Imaging （PWI）
PWI概述
• 动态增强磁共振脑灌注成像是20世纪80年代后兴起, 通过研究脑的 微循环变化来反映人脑功能状况。 • ＰＷＩ是测量血液通过脑组织的相对运动，可以使用病人自身的 血液作对比，也可使用外源性对比剂，组织对比度好，容易显示 灌注异常。 • PWI具有较高的时间和空间分辨率，能在毛细血管水平显示脑血 流量、无电离辐射损伤、设备相对普及等优点。