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1、1 友谊放射友谊放射 基本病变的基本病变的MRI信号分析信号分析 - 出血的出血的MRI信号分析信号分析 杨正汉 首都医科大学附属首都医科大学附属北京友谊医院北京友谊医院 国家级国家级I类类CME项目，项目，2016-09-01-252 磁共振信号分析与图像解读磁共振信号分析与图像解读 2016年年4月月2124日，北京日，北京 友谊放射友谊放射 2 概概 要要 出血出血的概念、病因、发病机理的概念、病因、发病机理 出血的出血的CT检测检测 出血的出血的MRI探测探测技术技术 物质的磁敏感性及其对水质子弛豫的影响物质的磁敏感性及其对水质子弛豫的影响 出血的信号来源及信号强度的主要影响因素出血的
2、信号来源及信号强度的主要影响因素 血红蛋白产物的磁性及其他因素对出血信号的影响血红蛋白产物的磁性及其他因素对出血信号的影响 常见常见出血出血的的MRI信号分析信号分析 脑内动脉单次脑内动脉单次出血引起的血肿出血引起的血肿 蛛网膜下腔出血蛛网膜下腔出血 肿瘤肿瘤内出血内出血 囊肿囊肿内出血内出血 友谊放射友谊放射 3 一一、概念、病因、机理、概念、病因、机理 出血的概念出血的概念 血液从心血液从心腔或血管腔或血管腔逸出腔逸出 病因病因 创伤创伤 炎症炎症 肿瘤肿瘤 血管病变血管病变 出血性疾病出血性疾病 局部循环障碍局部循环障碍 陈杰，等陈杰，等. 病理学，人民卫生出版社，病理学，人民卫生出版社
3、，2015年年8月第三版月第三版 友谊放射友谊放射 4 出血的出血的发病发病机理机理 破裂性出血：破裂性出血：心脏或血管壁破裂，出血量大心脏或血管壁破裂，出血量大 机械损伤机械损伤 血管壁或血管壁或心脏病变：心脏病变：室壁瘤、动脉瘤、粥样硬化室壁瘤、动脉瘤、粥样硬化 血管壁周围病变血管壁周围病变侵蚀：侵蚀：炎症、肿瘤、溃疡等炎症、肿瘤、溃疡等 静脉破裂：静脉破裂：静脉曲张、静脉畸形等静脉曲张、静脉畸形等 毛细血管毛细血管破裂：破裂：软组织损伤软组织损伤 漏出性出血：漏出性出血：毛细血管或其后静脉通透性增加毛细血管或其后静脉通透性增加 血管壁的血管壁的损害：损害：缺氧、感染、中毒等缺氧、感染、中
4、毒等 血小板减少或功能障碍：血小板减少或功能障碍：再障、白血病等再障、白血病等 凝血因子凝血因子缺乏：缺乏：血友病、肝硬化等血友病、肝硬化等 陈杰，等陈杰，等. 病理学，人民卫生出版社，病理学，人民卫生出版社，2015年年8月第三版月第三版 友谊放射友谊放射 5 二、出血的二、出血的CT探测探测 优势优势 方便、快捷、价廉方便、快捷、价廉 CT密度相关因素密度相关因素 血红蛋白浓度血红蛋白浓度 是否凝固是否凝固 出血时间出血时间 友谊放射友谊放射 6 脑内出血的脑内出血的CT分期分期 急性期急性期 3天以内天以内 凝血块形成凝血块形成 吸收期吸收期 4天天2个月个月 囊变期囊变期 2个月后个月
5、后 2 友谊放射友谊放射 7 脑脑血肿血肿的的CT表现表现 急性期急性期 未凝固：未凝固：CT低密度低密度 凝血块形成凝血块形成 高密度，高密度，CT值值5585HU 周围环绕低密度（血清）周围环绕低密度（血清） 吸收期吸收期 周边向周边向中心，密度逐渐减低中心，密度逐渐减低 囊变期囊变期 中心低中心低密度，周边可见环状强化（肉芽组织）密度，周边可见环状强化（肉芽组织） 友谊放射友谊放射 8 脑内出血各期的脑内出血各期的CT表现表现 第第1天天 第第6天天 第第25天天 第第30天天 友谊放射友谊放射 9 三、出血的三、出血的MRI探测技术探测技术 T1WI：蛋白含量、有无未屏蔽的不成对电子蛋
6、白含量、有无未屏蔽的不成对电子 T2WI：含水量、蛋白含量、顺磁性含水量、蛋白含量、顺磁性 FLAIR：综合有综合有T2弛豫及弛豫及T1弛豫弛豫信息信息 T2*WI：对顺磁性效应敏感性提高对顺磁性效应敏感性提高 DWI：在在T2、T2*信息基础上，加扩散信息信息基础上，加扩散信息 SWI：对顺磁性效应敏感性更高对顺磁性效应敏感性更高 友谊放射友谊放射 10 1、SE/FSE T1WI、T2WI、FLAIR 180度聚焦脉冲可抵消磁场不均匀度聚焦脉冲可抵消磁场不均匀 不均匀磁场（细胞内脱氧不均匀磁场（细胞内脱氧Hb/正铁正铁Hb、血黄素）、血黄素） 移动水质子不完全被聚焦移动水质子不完全被聚焦
7、可导致信号可导致信号丢失丢失 信号丢失随场强增高越加明显信号丢失随场强增高越加明显 信号丢失随信号丢失随TE延长延长越加明显越加明显 友谊放射友谊放射 11 2、GRE T2*WI 不能不能抵消磁场不均匀抵消磁场不均匀 在不均匀磁场（细胞内脱氧在不均匀磁场（细胞内脱氧/正铁、血黄素）正铁、血黄素） 信号丢失更明显信号信号丢失更明显信号 在血肿周边的像素在血肿周边的像素 夹杂有出血成分及周围组织夹杂有出血成分及周围组织 磁敏感存在差异磁敏感存在差异 常有信号丢失，比常有信号丢失，比T2WI明显明显 SWI在在T2*WI基础上对磁敏感差异更敏感基础上对磁敏感差异更敏感 友谊放射友谊放射 12 3、
8、 DWI（含（含b=0的的T2WI） 常常采用采用单次单次激励激励SE-EPI 1个自旋回波个自旋回波+127梯度回波（梯度回波（128*128） T2WI（b=0），实际上），实际上T2*加权成分很多加权成分很多 如果血肿内磁场不均匀，信号丢失很明显如果血肿内磁场不均匀，信号丢失很明显 病灶周边的病灶周边的信号丢失也通常更明显信号丢失也通常更明显 DWI（血肿主体信号）（血肿主体信号） 如果如果b=0呈低信号，呈低信号，DWI也呈低信号也呈低信号 如果如果b=0呈高信号，呈高信号，DWI一般呈高信号一般呈高信号 如果如果b=0呈高信号呈高信号，DWI也可呈低信号也可呈低信号（囊变）（囊变）
9、3 友谊放射友谊放射 13 四、物质磁敏感性四、物质磁敏感性 电子与质子的磁矩电子与质子的磁矩 电子的质量只有质子的电子的质量只有质子的1/1000 电子的磁矩为质子的电子的磁矩为质子的1000倍倍 物质物质的磁的磁敏感性敏感性 无外磁场时，电子产生的磁矩抵消无外磁场时，电子产生的磁矩抵消 有外磁场有外磁场时，磁矩将不同程度与外磁场平行时，磁矩将不同程度与外磁场平行 产生附加磁场产生附加磁场 磁敏感性磁敏感性=附加磁场与外磁场的比率附加磁场与外磁场的比率 与不成对电子的数目（与不成对电子的数目（N）有关）有关 磁敏感性与磁敏感性与N*(N+2)成正比成正比 物质的物质的T2弛豫率与磁敏感性的平
10、方成正比弛豫率与磁敏感性的平方成正比 友谊放射友谊放射 14 抗磁性抗磁性 产生附加磁场的方向与外磁场相反产生附加磁场的方向与外磁场相反 代表物质：代表物质：氧合血红蛋白、钙氧合血红蛋白、钙 顺磁性顺磁性 产生附加磁场的方向与外磁场一致，但较弱产生附加磁场的方向与外磁场一致，但较弱 代表物质：代表物质：脱氧或正铁血红蛋白、黑色素、钆脱氧或正铁血红蛋白、黑色素、钆/锰对比剂锰对比剂 超顺磁性超顺磁性 产生附加磁场的方向与外磁场一致，较强产生附加磁场的方向与外磁场一致，较强 代表物质代表物质：含铁血黄素、铁蛋白、含铁血黄素、铁蛋白、SPIO对比剂对比剂 铁磁性铁磁性 产生附加磁场的产生附加磁场的方
11、向与外磁场一致，且很强方向与外磁场一致，且很强 代表物质：代表物质：普通铁普通铁 物质的磁敏感性物质的磁敏感性 友谊放射友谊放射 15 不成对电子对组织弛豫不成对电子对组织弛豫的影响的影响 电子与质子引起的磁场波动电子与质子引起的磁场波动 电子运动所引起的磁场波动是质子运动的电子运动所引起的磁场波动是质子运动的10001000倍倍 当无不成对电子时当无不成对电子时 水分子弛豫主要由于质子运动引起的磁场波动水分子弛豫主要由于质子运动引起的磁场波动 当存在不成当存在不成对电子时对电子时 电子运动引起的磁场波动明显加大电子运动引起的磁场波动明显加大 磁场波动将可能加快质子的弛豫磁场波动将可能加快质子
12、的弛豫 友谊放射友谊放射 16 质子与电子的偶极子质子与电子的偶极子-偶极子效应偶极子效应 发生的条件（同时符合）发生的条件（同时符合） 含水组织含水组织中有不成中有不成对对电子电子 水质子与不成对电子之间的距离小于水质子与不成对电子之间的距离小于3埃米埃米 产生的效应产生的效应 质子弛豫加速（质子弛豫加速（PEDD PRE） T1弛豫加快弛豫加快 T2弛豫加快弛豫加快 PRE：proton relaxation enhancement 友谊放射友谊放射 17 选择性选择性T2弛豫加快弛豫加快 发生的条件（同时符合）发生的条件（同时符合） 顺磁物质在组织中分布不均匀顺磁物质在组织中分布不均匀
13、水质子与不成对电子之间的距离超过水质子与不成对电子之间的距离超过3埃米埃米 产生的效应产生的效应 磁场不均匀，而水分子移动，横向磁场衰减加快磁场不均匀，而水分子移动，横向磁场衰减加快 选择性选择性T2弛豫弛豫加速加速 T1弛豫无明确改变弛豫无明确改变 T2弛豫加快弛豫加快 友谊放射友谊放射 18 五、出血的信号来源及主要影响因素五、出血的信号来源及主要影响因素 出血成分出血成分的信号依然来自于自由水的信号依然来自于自由水 血红蛋白成分本身不产生血红蛋白成分本身不产生信号信号 血红蛋白影响自由水的弛豫血红蛋白影响自由水的弛豫（蛋白质（蛋白质+磁敏感性）磁敏感性） 从而产生不同信号从而产生不同信号
14、 出血的信号非常复杂出血的信号非常复杂 主要影响因素主要影响因素 来源来源（动脉、毛细血管、静脉）、出血量、次数（动脉、毛细血管、静脉）、出血量、次数 原因、出血原因、出血距离检查的距离检查的时间、是否形成血凝块时间、是否形成血凝块 单纯血肿？实质内混杂有出血？囊腔内出血？单纯血肿？实质内混杂有出血？囊腔内出血？ 红色素高低，出血局部的红色素高低，出血局部的PO2及酸碱度及酸碱度 背景背景组织组织的信号高低的信号高低 MRI序列及其参数序列及其参数 4 友谊放射友谊放射 19 六、血红蛋白的磁敏感性及其他因六、血红蛋白的磁敏感性及其他因 素对出血信号的影响素对出血信号的影响 出血的出血的MRI
15、信号变化复杂，影响因素很多信号变化复杂，影响因素很多 主要因素还是血红蛋白产物的磁敏感性主要因素还是血红蛋白产物的磁敏感性 血红蛋白磁敏感性的决定因素血红蛋白磁敏感性的决定因素 红细胞膜完整性红细胞膜完整性 血红蛋白产物在细胞内或外血红蛋白产物在细胞内或外 血红蛋白类型血红蛋白类型 蛋白质空间构象蛋白质空间构象 铁离子状态铁离子状态 不成对电子不成对电子数数 友谊放射友谊放射 红细胞中的血红蛋白运输氧红细胞中的血红蛋白运输氧 氧与血红蛋白中的血红素结合氧与血红蛋白中的血红素结合 友谊放射友谊放射 21 不同状态血红蛋白的磁敏感性不同状态血红蛋白的磁敏感性 氧合血红蛋白氧合血红蛋白 抗磁性抗磁性 脱氧血红蛋白脱氧血红蛋白 顺磁性顺磁性 正铁血红蛋白正铁血红蛋白 顺磁性顺磁性 含铁血黄素及铁蛋白含铁血黄素及铁蛋白 超顺磁性超顺磁性 友谊放射友谊放射 22 氧合血红蛋白氧合血红蛋白 Fe+2 1个不成个不成对对电子电子 轻度抗磁性轻度抗磁性 其磁敏感性对出血信号无明确影响其磁敏感性对出血信号无明确影响 出血成
