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1、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。,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 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,3,MR图像特点,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）,4,T1WI,T2WI,轴位
2、、矢状位、冠状位、 任何倾斜位,2、多方位成像,5,3、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,6,4、MR对比增强效应,定义：顺磁性对比剂可以缩短周围质子的弛豫时间。,5、伪彩色功能图像,不同功能成像的技术，是正常或病变组织以伪彩色显示在解剖结构背景上。,6、无电离辐射 7、无骨骼伪影,禁忌症,心脏起搏器、体内有体磁性物质、重症监护患者,一、磁共振功能成像,磁共振扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging , DW
3、I） 扩散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI） 磁共振灌注加权成像(Perfusion Weighted Imaging , PWI ） 磁共振波谱成像（MR spectroscopy，MRS） 功能磁共振成像(functional MRI, fMRI ） 磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）,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。,磁共振扩散加权成像（DWI）
4、,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。 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 ( mm/s) 。 由于组织间D值不同而形成DWI图像,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
5、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。,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,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
6、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； 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。 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
7、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01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 ； 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,良性脑膜瘤,PART 4,良性脑膜瘤,PART 4,恶性脑膜瘤,PART 4,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。,脑血容量（CBV） 是指在指定区域脑组
8、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 gmin)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。,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，CB
9、V多无变化，但CBF下降，MTT延长。,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。,星形细胞瘤II级,CBV图,灌注曲线,肿瘤实质区,瘤周水肿区,对侧正常脑白质,对侧正常脑灰质,间变性星形细胞瘤级,肿瘤实质区,对侧正常脑白质,瘤周水肿区,对侧正常脑灰质,CBV图,灌注曲线,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-ac
10、etylaspartate，NAA） 胆碱(choline，Cho) 肌酸(creatine，Cr) 乳酸(lactate，Lac) 肌醇(myo-inositol,mI),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。
11、 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。 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
12、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）。,1H-MRS各代谢物意义,正常MRS表现,胶质母细胞瘤,强化区,周围区,脑转移瘤,强化区,周围区,功能磁共振成像（fMRI）,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。,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。,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,谢 谢！,
