磁共振新技术

磁共振成像新技术及应用,牡丹江医学院附属红旗医院 磁共振科,中枢神经系统磁共振新技术,弥散加权成像（DWI）弥散张量成像（DTI）脑灌注成像（PWI、ASL）磁化率敏感成像（SWI）脑血管成像（MRA、MRV）波谱分析（MRS）脑功能成像（f-MRI）,体部磁共振新技术,水成像技术（MRCP、MRU、MRM)动态增强技术（3D-THRIVE)弥散加权成像（DWI）背景抑制弥散加权成像（BS-DWI）磁共振血管成像（MRA）全景成像（TIM）磁共振频谱（MRS）,弥散加权成像(DWI),DWI是目前惟一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创方法原理为射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减临床应用：最早用于超急性、急性脑缺血诊断，目前应用不断扩展至各实质脏器病变诊断,弥散加权成像(DWI),DWI是目前惟一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创方法原理为射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减临床应用：最早用于超急性、急性脑缺血诊断，目前应用不断扩展至各实质脏器病变诊断,男，49岁，突发右侧肢体无力1h,病史：男，73y，右侧肢体乏力6h,DWI显示病变范围较T2WI广泛,弥散张量成像（DTI）,利用组织中水分子弥散的各向异性(anisotropy)来探测组织微观结构的成像方法脑白质的各向异性是由于平行走行的髓鞘轴索纤维所致，脑白质的弥散在平行神经纤维方向最大，即弥散各向异性FA最大，接近于1这一特性用彩色标记可反映出脑白质的空间方向性，即弥散最快的方向指示纤维走行的方向DTI是一种用于研究中枢神经系统解剖神经束弥散各向异性和显示白质纤维解剖的磁共振技术,DTI在神经系统疾病(尤其胶质瘤)治疗方面的作用术前评估DTI可以清晰地界定脑肿瘤(尤其如胶质瘤)与正常脑组织、瘤周水肿的界限，对于术前确定手术切除范围具有重要的指导意义。术中导航亦有报道称通过对手术台和MR操作设备的联合设计实现在术中进行DTI,做到精确切除神经系统肿瘤残留组织术后随访脑肿瘤(尤其是胶质瘤)手术以及放化疗后状况的准确评估一直以来是个难题。脑肿瘤的术后复发或残留因具有较高的细胞密度和细胞外间隙小等原因，其ADC值低于术后残腔，而DWI信号增高,脑灌注成像（PWI),动态磁敏感增强灌注成像（DSCPWI）是最先用于脑部，反映组织血流灌注情况顺磁性对比剂高压注射后，观察对比剂通过组织信号变化情况，连续测量，产生时间一信号强度曲线，分析曲线、对每个像素积分运算得到rcBV、rcBF、MTT、TTP图DSCPWI临床应用：PWI早期发现急性脑缺血灶，观察血管形态和血管化程度评价颅内肿瘤的不同类型。PWI可早期发现心肌缺血，还可评价肺功能和肺栓塞、肺气肿。,病史：反复右侧肢体乏力，可恢复。PWI显示左侧放射冠血流量有所减低，平均通过时间和达峰时间稍有延长，但血容量正常，提示左侧放射冠缺血。,脑缺血应用,脑肿瘤应用,病史：左额叶胶质瘤术后3年复查，术区未见异常高灌注区，提示无复发。,动脉自旋标记PWI,动脉自旋标记（aterial spin lableing，ASL）法是利用动脉血液中的质子作为内源性对比剂，需用特殊设计的脉冲序列对流入组织血液质子进行标记、检测来反映组织的血流动力学信息。,ASL应用现状,脑缺血：缺血早期（30分）显示缺血区脑肿瘤：测定肿瘤血流量，对肿瘤分级、鉴别原发与转移以及评价疗效感觉、运动、认知功能研究（研究热点）,左额脑膜瘤,磁敏感成像（SWI）,是一个三维采集、完全流动补偿的、高分辨率的薄层重建的梯度回波序列 通过数据采集和图像处理最终产生强烈的幅度像对血液、出血非常敏感。对显示组织微小出血、静脉、磁性物质、钙化敏感,磁敏感成像（SWI）,临床应用脑血管早期，微量出血（脑淀粉样血管病、脑动脉粥样硬化微量出血）脑血管畸形静脉窦病变脑外伤（轴索损伤）神经系统变性疾病（铁质增加：亨廷顿病、阿尔茨海默病、多发性硬化、肌萎缩侧索硬化等）,病史：右侧头痛多年，SWI显示海绵状血管瘤,MRA,根据原理分为两类：1、依靠血液流动特性来实现的MRA，包括时间飞跃法（time-of-flight technique，简称TOF）和相位对比法（phase contrast technique，简称PC）2、对比剂增强磁共振血管成像 对比剂增强磁共振血管成像（contrast enchanced magnetic resonance angiography，CE-MRA）,MRA：TOF和PC,由于流动血液的MR信号与周围静止组织的MR信号差异而建立图像对比度的一种技术这种技术可以用于测量血流速度，观察血管和血流状态的特征优缺点（1）常规MRA作为一种无创性检查，不需使用对比剂，流动的液体即是MRI成像固有的生理对比剂。无放射损伤，操作方便。（2）扫描时间长；涡流可引起散相位，局部信号降低；层面内血流部分被饱和，信号降低和丢失，经MIP重建后会出现“竹节状”伪影，小血管分支显示不佳。,MRA：TOF,MRA:PC,左侧大脑中动脉狭窄,CE-MRA,依赖于Gd-DTPA将邻近的自旋质子的T1时间显著缩短，使动静脉血液与周围组织之间的T1时间产生差别而成像。优缺点（1）扫描快速、多时相显示、伪影少；减影方法可以去除短T1物质的干扰；无创伤性，对比剂使用剂量小；避免因扭曲血管、湍流及慢血流等所致信号丧失。（2）操作相对复杂，要求扫描与注射过程准确配合，才能使K空间中心与对比剂注入中心重叠。,CE-MRA,左侧锁骨下动脉狭窄,CE-MRA,MRV,脑膜瘤压迫右侧横窦,MRV,运用相位对比（PC法）采集静脉像应用：1 脑静脉病变：静脉窦血栓、畸形等2 肿瘤与静脉窦的关系3 用PC法测量静脉血流,MRV：病例,男，27岁.因“头痛二天，意识不清伴肢体抽搐2小时,急诊CT：提示双侧半球见多灶出血，静脉窦密度增高。,MRV,MRV:矢状窦不显影,T2W：流空不明显,MRV,CT增强扫描：矢状窦弥漫性充盈缺损,磁共振频谱分析（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。普通MRI提供的是组织的形态信息，而MRS则可提供组织的代谢信息MRS的原理 由于所处的分子结构不同造成同一磁性原子核进动频率差异的现象称为化学位移现象。以H质子为例，对目标区域施加经过特殊设计的射频脉冲，其频率范围要求含盖所要检测代谢产物中质子的进动频率。然后采集该区域的MR信号（可以是FID信号或回波信号），该MR信号来源于多种代谢产物中质子，由于化学位移效应，不同的代谢产物中质子进动频率有轻微差别，通过傅里叶转换可得到不同物质谱谱线的信息。,MRS,目前应用于临床的MRS主要是1H、31P的波谱，一般用于（1）脑肿瘤的诊断和鉴别诊断；（2）代谢性疾病的脑改变；（3）脑肿瘤治疗后复发与肉芽组织的鉴别；（4）脑缺血疾病的诊断和鉴别诊断；（5）前列腺癌的诊断和鉴别诊断等；（6）弥漫性肝病；（7）肾脏功能分析和肾移植排斥反应等。,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，含量降低表示神经元受损；（2）肌酸（Cr）：能量代谢产物，在脑组织中其浓度相对稳定，一般作为脑组织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。（3）胆碱（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。（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。,MRS,右额叶胶质瘤：CHO明显增高，NAA显著减低,方法：单体素多体素二维成像,MRS,多形性胶质母细胞瘤二维波谱成像：CHO明显升高，NAA下降,MRS,二维波谱：双侧额叶弥漫病变，MRS显示：CHO明显增高，NAA降低,胶质瘤病,脑功能成像（f-MRI),原理：脱氧血红蛋白主要缩短T2驰豫时间，引起T2加权像信号减低，当脑活动区域静脉血氧合血红蛋白增加，脱氧血红蛋白浓度相对减低时，导致T2时间延长，在T2WI上信号增强。所以脑功能成像时，活动区T2WI上表现为高信号。fMRI成像需要高场强结合高梯度场及快速切换率的MR设备。fMRI能对神经活动进行成像。fMRI检查协助脑外科医生制定手术计划，避免术中损伤皮层。精神病学临床应用正在研究。fMRI可用于评价脑卒中患者的中枢损害及功能重组情况，在指导康复中起重要作用。,f-MRI,手指运动激活，大脑中央前回明显激活,f-MRI,水成像技术,主要是利用水的长T2特性，此技术对流速慢或停滞的液体(如脑脊液，胆汁，胃肠液，尿液)非常灵敏，呈高信号，实质性器官和流动液体呈低信号，将原始图像采用最大强度投影法(MIP)重建，可以得到类似于注射造影剂或行静脉肾盂造影一样的影像。临床上常用于磁共振胰胆管成像(MR Cholangio Pancreatography，MRCP)，磁共振脊髓成像(MR myelography，MRM)，磁共振泌尿系成像(MR urography，MRU)，磁共振内耳成像，磁共振涎腺管成像，磁共振输卵管成像等。,水成像技术,优缺点（1）安全无创，不需对比剂，不受操作者技术影响等优点。（2）水成像一般不作为单独检查，应与常规MR图像相结合；重视原始图像的观察，如仅观察重建后的图像，可能遗漏管腔内的小病变如胆管内小结石与小肿瘤等。（3）注意假病灶的分析、水成像容易出现伪影。,MRCP,MRU,内耳迷路水成像,动态增强技术：三维容积内插快速扰相T1WI序列,西门子容积内插体部检查（VIBE）；飞利浦T1高分辨力各向同性容积激发（THRIVE)；GE肝脏容积加速采集（LAVA）特点：层面薄、信噪比高、可兼顾实质成像和三维血管成像根据不同部位可采用屏气和不屏气两种,肝脏THRIVE扫描,肝癌多期增强扫描,前列腺THRIVE扫描,前列腺癌：动脉期快速强化,乳腺THRIVE动态扫描,右乳小结节，8动态增强扫描，绘制时间信号曲线，呈缓升平台型，为良性结节术后病理： 小纤维腺瘤,乳腺THRIVE动态扫描,乳腺增生并纤维腺瘤形成曲线：缓慢上升型,乳腺THRIVE动态扫描,。,病史：女34岁，右乳浸润性导管癌，动态增强曲线呈速升速降型,弥散加权成像,最初应用于颅脑疾病，随着软硬件技术的进步，目前DWI已在全身广泛运用体部T2值较短，易受磁敏感影响，b值：5001000s/mm2主要应用有肝胆胰脾、乳腺、前列腺、全身DWI,DWI：肝胆胰脾,作用提高对局灶病变检出率提供局灶病变鉴别诊断价值：区分富水病变与实性病变低b值DWI反映肝脏局灶病变的血供对肝纤维化、肝硬化的评价,DWI:乳腺,乳腺多中心肿瘤,背景抑制弥散加权成像（BS-DWI）,原理：DWI加背景（脂肪）抑制，大范围扫描联合3D处理特点：与常规T1W、T2W像结合，空间定位准确检查过程简单，重复性好无创、无辐射，无需注射药物只要约30分可获得全身扫描结果,背景抑制弥散加权成像（BS-DWI）,BS-DWI,PET-CT,图12为肺癌右锁骨转移BS-DWI和PET-CT对照；图3为宫颈癌盆腔转移,增强磁共振血管造影（CE-MRA),主动脉成像肾动脉成像下肢动脉成像颈动脉成像,CE-MRA,全景成像,波谱成像（1H-MRS）,前列腺波谱分析乳腺肿瘤波谱分析,波谱分析,红箭显示：高耸CHO峰白箭显示：低矮Cit峰,前列腺增生,蓝箭头示：枸橼酸盐峰,MRI造影剂（Gd-DTPA）,和CT增强扫描比较的优点：对比好，病变检出率高（颅脑、肝脏）更为安全（同等剂量下，其安全性是CT造影剂的20倍）使用剂量更小（一般为CT造影剂的1/10）可用于碘过敏者肾毒性明显低于碘对比剂，可由于肾功能不全者,、绝对禁止进入MRI室及进行MRI检查的情况：A、装有心脏起搏器的病人；B、有眼球金属异物的病人；C、发热37.5以上,重要提示,危险！,MRI安全注意事项,体内有大块金属植入体的患者（如