功能成像ppt课件

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 * * 1 1 MRI功能成像 弥散 n弥散：普遍存在的运动形式，布朗运动 n小分子物质、温度高、结构疏松，弥散快 n弥散方向，随机性 nMRI主要显示的是水分子弥散 n表观弥散系数（ADC）：弥散的定量指标， 弥散距离/弥散时间的平方根 nADC影响因素：弥散、组织灌注状态（体素 内的微观血流质子与弥散无法区分） DWI n利用弥散造成质子相位漂移 n施加方向相反的一对弥散梯度脉冲 n静止质子完全相位重聚 n质子弥散后因为相位漂移，信号降低 n弥散越快，信号衰减越明显 nDWI：主要显示组织弥散对比的图像 DWI时序图 B值选择 n弥散敏感梯度 nb值（弥散加权因子）：越大，表明梯度 场越高或持续时间长； nb值越大，弥散权重越重，但信噪比降低 n高b值常用于观察较慢的弥散、低b值用 于观察较快的弥散 n测量ADC时，B值越多，越准确 DWI与ADC图 nADC图：反应组织ADC值不同的图像 n信号基本与DWI相反，但并非完全相反 nDWI除了反应ADC外，还受组织T1、T2 、质子密度差别的影响；DWI时一般TE 设置较长，尤其T2弛豫影响较大（T2透 射效应） DTI 与DWI比较 n都是反应组织水分子弥散 nDWI只用ADC一个参数描述，扩散程度 的测量限于一个平面内 nDTI用多个参数(FA、AI、RA、VR)描述 ，从三维立体空间定量地分析水分子的 扩散运动及相关性 DTI应用 n目前惟一能在活体中显示神经纤维束的 走行、方向、排列、髓鞘等信息 n广泛应用于中枢神经系统的组织形态学 和病理学研究 n临床治疗参考，手术导航 n观察心肌、骨骼肌的纤维显微结构 MRI灌注成像 n并非MRI特有技术，CT、PET、SPECT n使用MR造影剂、MR成像 脑功能成像（ BOLD-fMRI） n血红蛋白包括氧合血红蛋白和去氧血红 蛋白 n氧合血红蛋白是抗磁性物质，对质子驰 豫没有影响 n去氧血红蛋白属顺磁性物质，其铁离子 有4个不成对电子，磁化不均匀，产生 横向驰豫时间(T2和T2*)缩短效应 n局部脑功能区激活-局部耗氧量增加-通 过局部、全身调节-局部血流量增加-血 流量增加较耗氧量增加为大-局部氧合 血红蛋白比例增加，去氧血红蛋白比例 降低 n去氧血红蛋白所致的缩短T2*时间作用 减少-局部组织信号相对高 n由于去氧血红蛋白缩短T2*的效应很小 n所以使用对T2*效应敏感的序列，GRE 或GRE-EPI n场强越高、T2*效应越明显，所以BOLD 一般需要较高场强（1.5T以上） n在4.0T以上场强，能显示激活区域早期 信号降低现象（去氧血红蛋白比例增高 ） BOLD-fMRI实施 n刺激设备 n显示激活前后信号变化 n实验设计、实施 n避免干扰，可信度 n数据处理、分析；对齐、标准化、准配 、平滑等处理 BOLD-fMRI应用 n语言、视觉、运动、其它感觉功能区定 位 n手术前对术后功能恢复、代偿情况预测 n手术导航 n硬件、软件要求高 MR波谱分析 nMR波谱（MR spectroscopy，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则可提 供组织的代谢信息。 化学位移 n同一种磁性原子核处于不同的分子中 n分子化学结构的不同，电子云对磁性原 子核的磁屏蔽作用的大小也存在差别 n原子核因分子结构不同而致局部的磁场 强度有微小差别 n表现为进动频率的微小差别 1H-MRS n采集的MR信号，来源于多种代谢产物中H质子 n由于化学位移效应，不同的代谢产物中H质子进动频 率有轻微差别 n通过傅里叶转换可得到不同物质谱的信息 n用谱线表示 n其横坐标表示不同物质中质子的进动频率，通常用 PPM表示（以标准物的质子进动频率为基准，其他 代谢物中质子进动频率与标准物中质子进动频率的差 别，以PPM来表示） n1H-MRS常选用三甲基硅烷（Trimethylsilane）作 为标准物 n某一窄波的波峰下面积与目标区域内某特定代谢产物 的含量成正比关系 n由于一般含H代谢物的浓度不到1/10000的水浓度 ，被水掩盖，序列需要水抑制 MRS特点 n得到的是代谢产物的信息，而非解剖图像 n通常用数值或谱线来表示 n对磁场均匀度有着更高的要求 n高场强，提高信噪比，各种代谢产物的进动 频率差异增大，可更好区分各种代谢产物 n信号较弱，常需要多次平均才能获得足够的 信噪比，因此检查时间较长 n除了1H-MRS外，31P、13C MRS空间定位 n单体素 n序列： n点解析波谱 （PRESS） n刺激回波采集 （STEAM） n两者差别：PRESS：SNR高，最短TE长 ，部分信号因T2衰减丢失，对短T2*代 谢物观测困难 PRESS时序图 STEAM时序图 n多体素 n化学位移成像（CSI） n使用序列也是PRESS、STEAM n空间定位时增加相位编码梯度 多体素MRS，2D-CSI 多体素MRS特点 n一次可采集多个感兴趣区的信号，便于 比较正常组织和病变组织的波谱 n缺点是体素容积较小，信号强度较低， 采集次数相对多，扫描时间较长 n进行化学位移序列数据采集时，必须要 保持高场强的均匀性 n在测量较大体积时，由于磁场的不均匀 性，分辨率降低 MRS数据后处理 MRS应用 n脑肿瘤的诊断和鉴别诊断 n代谢性疾病的脑改变 n颞叶癫痫 n脑肿瘤治疗后复发与肉芽组织、放疗后 损伤的鉴别 n脑缺血疾病的诊断和鉴别诊断 n前列腺癌的诊断和鉴别诊断等 n弥漫性肝病 n脑1H MRS分析的主要代谢产物有：（1）NAA（N-乙酰门冬 氨酸），主要存在于神经元及其轴突，可作为神经元的内标物 ，其含量可反映神经元的功能状态，其化学位移在2.02PPM。 NAA含量降低表示神经元受损；（2）肌酸（creatine，Cr） ，为能量代谢产物，在脑组织中其浓度比较稳定，可作为脑组 织1H MRS的内参物，常用其他代谢产物与Cr的比值反映其他 代谢产物的变化。Cr的化学位移在3.03PPM（3）胆碱（ Choline，Cho），主要存在于细胞膜，其含量变化反映细胞 膜代谢变化，在细胞膜降解或合成旺盛时其含量增加。在脑肿 瘤时，常有Cho升高和NAA降低，因此Cho/NAA升高，尤以 恶性肿瘤更为明显。多发硬化等脱髓鞘病变如果Cho升高，往 往提示病变活动。Cho化学位移在3.22PPM。（4）乳酸（ Lac），为糖酵解的终产物，一般情况下1H MRS无明显的Lac 峰，但在脑缺血或恶性肿瘤时，糖无氧酵解过程加强，Lac含 量增高。Lac的化学位移在1.32PPM，有时与脂质（Lipid）重 叠，可采用改变TE的方法加以区别，在TE144ms的1H MRS上，Lac波峰向下，在TE288ms的1H MR