脑血管疾病影像学.pptx

脑血管疾病影像学 研究及进展 重庆医科大学 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 目录 Directory CT血管成像 CTA1 VCTDSA 联合CT灌注成像技术2 核磁共振自旋标记技术3 核磁共振弥散加权成像4 脑血管疾病 脑梗死 华勒氏变性 缺血半暗带 谢谢！ 核磁共振弥散加权成像5 弥散张量成像6 脑功能成像7 核磁共振波谱8 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 脑血管疾病 Cerebrovascular Disease 出血性脑出血蛛网膜下腔出血 缺血性脑梗塞 脑栓塞脑血栓形成短暂性脑缺血发作 脑血管疾病是各种血管源性脑病变引起的脑功能障碍 脑血管疾病是神经系统常见疾病死亡率约占所有疾病的10%是目 前人类三大死亡原因之一，残率高50%-70%，后遗症严重； 神经影像学的飞速发展,尤其是各种功能成像不仅能显示形态学变化, 而且能提供脑血流、代谢等方面的信息,对脑血管疾病的早期诊 断和正确治疗发挥了重要的甚至是决定性的作用； 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 影像诊断原则 早期诊断明确分型判断预后 脑血管疾病影像学研究进展 Company Logo 脑出血 v 病理特点：出血产生占位,组织 的继发性损害脑缺血和脑 水肿； v DSA：脑血管病变的部位、范围、程度 及侧支循环情况。是脑血管病诊断的金 标准，有创检查，存在检查风险和并发 症。 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 脑出血血肿演变的CT表现 急性期(03天)：边缘清楚，均匀的高密度，周围水肿 带不一 吸收期(3天)：边缘模糊，血肿缩小，密度减低，水肿 带增宽 囊变期(2月)：小血肿完全吸收，较大血肿遗留大小不 等的软化灶（囊腔） 囊变变期 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 蛛网膜下腔出血 v 临床特点：剧烈头痛，脑膜刺激征。多由创伤引起。 动脉瘤(95%)破裂，血液与脑脊液混合充填蛛网膜下 腔。 v CT特点：脑沟、脑池密度增高。出血点血量多。 CT血管成像 CTA v CTA作为蛛网膜下腔出血的常规影像检查，明确有无动脉 瘤、与载瘤动脉关系。 v 利用多层螺旋CT超快速容积扫描进行MIP，3DVR后处理 v VCTDSA是目前最新的CTA技术 v 可快速、无创地评估颅内、外血管的情况，了解血管狭 窄、闭塞的重要信息，并可进行多种方式的图像重建，动 脉瘤为脑出血的高危因素 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 CTCT血管成像血管成像 CTACTA 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 前交通动脉瘤 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 脑出血血肿演变的MRI表现 超急性期(0-6小时):氧合血红蛋白； 等T1等T2信号； 急性期(7-72小时):脱氧血红蛋白转变 ；等或稍长T1短T2信号； 亚急性期(3天-4周)：正铁血红蛋白转 变；短T1长T2信号，由周围向中心部 位推进； 慢性期(4周以上)：半色素及含铁血黄 素沉着；短T1长T2信号， 周围低信 号环； 囊变期(2月后)：液化囊腔，边缘含铁 血黄素沉着；长T1长T2信号， 周围 低信号环； 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 MRA MR angiography 无需注射对比剂即可显示颅内大血管，是唯一成熟的无创性 脑血管成像技术，高分辨3D成像。常用TOF法和PC法; 脑血管病变的无创诊断和筛查的主要技术; 高场强（1.5T）机器可利用磁敏感加权成像大幅提高对微 小出血灶的检出率; 对病人配合程度要求较高; 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 MRA MR angiography MRI的磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging, SWI)可用于脑内微出血灶的早期诊断 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 MRA MR angiography 采用高分辨率的3D梯度回波序列； 发现微小的出血灶； 代谢性疾病 (异常的铁沉积):Parkinson，Huntington ， Alzheimers； 肿瘤血供显示； 微出血大脑静脉及属支血管成像 脑梗死 Cerebral Infarction v 脑梗死是最常见的脑血管疾病,占脑卒中的75%； v 根据发病时间脑梗死可分为5期2:超急性期(1个月)； v 早期诊断和治疗是降低其病死率、致残率的关键； v 然而目前的常规影像诊断技术对脑血管病变早期检出率低 ，需要有先进的影像诊断技术； 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 脑脑脑梗死梗死 Cerebral Cerebral InfarctionInfarction v 脑梗死分为动脉性梗死和静脉性梗死。前者又分为动脉闭 塞性脑梗死分水岭梗死；腔隙性脑梗死； v 脑梗死影像学表现同血管供应区域和引流区域关系密切； v 脑血管解剖知识非常重要，正确认识血管供应区域和引流 区域知识，有利于脑梗死的诊断及鉴别诊断； 大脑中动脉M1远段闭塞，致大脑额、颞及顶叶、基底节区大面积脑梗 死。 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 VCTDSA 联合CT灌注成像技术 v CT 灌注成像( CTP):是指静脉注射对比剂的同时对选定的层面 进行连续扫描，以获取该层面内每一像素的密度随时间变化的 曲线，即时间-密度曲线( time-densitycurve，TDC) ，根据 该曲线利用不同的数学模型计算出各种灌注参数并得出各种灌 注图像，以此来评价组织器官的血流灌注状态。 v VCTDSA:通过同时获取空间位置相同的平扫和增强数据，薄层 重建后，用减影软件行增强后像素值对平扫像素值的减影，得 到一组去除骨和脑组织等不强化组织的减影原始图像，用这 组图像数据进行图像后处理，得到血管图像,提高了图像的空间 分辨率，消除了颅骨对图像的影响，同时具有DSA与CTA的优 点，是最新的CT血管成像技术。 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 VCTDSA VCTDSA 联联联合合CTCT灌注成像技灌注成像技术术术 VCTDSAVCTDSA联合联合CTCT灌注的新方法灌注的新方法 ，在同一时间快速对脑缺血部位，在同一时间快速对脑缺血部位 和阻塞的责任血管进行同步的早和阻塞的责任血管进行同步的早 期诊断，为临床早期诊断期诊断，为临床早期诊断 CBV 代表每100 g 脑组织中血容量 CBF 指单位时间内每100 g 脑组织 中所通过的血液流量 MTT 代表开始注射对比剂至时间 -密度曲线下降至最大强化值一半 的时间 时间密度曲线 体素随时间变化的 密度绘成的曲线 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 VCTDSAVCTDSA联联联联合合脑脑脑脑CTCT灌注灌注评评评评价价脑脑脑脑缺血缺血损损损损害，害，检检检检出出脑脑脑脑 梗塞前期病例梗塞前期病例, ,VCTDSAVCTDSA可完整可完整显显显显示示颅颅颅颅内血管内血管 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 VCTDSAVCTDSA联合脑联合脑CTCT灌注评价脑缺血损害，检出脑梗塞前期病例灌注评价脑缺血损害，检出脑梗塞前期病例 v VCTDSA示右侧M3段重度狭窄， v CT灌注示右侧颞枕叶大片区域脑血流灌注明显减少CBF、CBV、MTT 延 长 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 核磁共振自旋标记技术 Arterial Spin Labeling v 动态磁敏感对比增强 DSC_MRI Dynamic Sucstability Contrast:DSC成像对象: 短T2*血液（主要 指含造影剂血液） v 动脉自旋标记ASL_MRI Artery Spin Labeling/Tagging:ASL成像对象 :磁化标记的血液中 的氢质子 脑血管疾病影像学研究进展 重庆医科大学 核磁共振自旋核磁共振自旋标记标记标记 技技术术术 Arterial Spin Arterial Spin LabelingLabeling 动态磁敏感对比增强:静脉团注顺磁性对比剂后利用超快速进行连续多 层面扫描。得到局部脑血容量rCBV，局部脑血流量rCBF,平均通过时 间MTT。能够敏感检测出脑血流灌注情况, 较早显示脑组织血流灌注 的异常表现。上图为IV的胶质瘤呈现高灌注。 vv动脉自旋标记磁共振灌注成像技术动脉自旋标记磁共振灌注成像技术是近几年发展起来的 MRI灌注新技术, 与传统的注射对比剂增强成像法对比, 动脉自旋标 记以动脉血内自由弥散的水质子为内源性示踪剂, 不需注射外源对比 剂，利用反转脉冲于成像平面上游将动脉血中水质子的自旋状态反转 并标记,然后在其他参数相同的情况下在同一层面进行一次未标记血 成像, 即对照图像;将标记图像与对照图像进行减影, 可得到只包含 灌注信息的图像(CBF) 图。 v 为诊断超急性脑梗死最重要的检查方法，可为临床判断有效的再灌再灌 注时间窗注时间窗，及时溶栓治疗，挽救濒危脑细胞提供影像学依据 vv ASLASL技技术应术应术应术应 用于缺血性用于缺血性脑脑脑脑血管血管 病的灌注病的灌注评评评评估估, , 能能够显够显够显够显 示示脑组脑组脑组脑组 织织织织低灌注区或缺低灌注区或缺损损损损区区, , 正确正确评评评评 估缺血性估缺血性脑脑脑脑血管病局部微循血管病局部微循环环环环 的血流的血流动动动动力学力学变变变变化化, , 尤其尤其对脑对脑对脑对脑 梗死前期患者灌注异常的超早梗死前期患者灌注异常的超早 期期显显显显示具有明示具有明显显显显的的优势优势优势优势 vv 短短暂暂暂暂性性脑脑脑脑缺血缺血发发发发作作(Transient (Transient Ischemic Attack)TIAIschemic Attack)TIA患者常患者常规规规规 MRIMRI、FLAIRFLAIR、DWIDWI序列序列检查检查检查检查 均未均未见见见见明明显显显显缺血病灶缺血病灶, ASL, ASL序列序列 图图图图像像显显显显示出与患者示出与患者临临临临床症状所床症状所 对应对应对应对应 的功能区域一致的异常灌的功能区域一致的异常灌 注注, , 这这这这就表明就表明ASLASL相相对对对对于常于常规规规规 的的MRIMRI技技术术术术能更敏感地能更敏感地检检检检出梗出梗 塞前期的塞前期的脑组织脑组织脑组织脑组织 异常灌注异常灌注 vv 可以可以进进进进行定量的行定量的CBFCBF测测测测量量, , 并能并能 得到得到纯纯纯纯的的BOLDBOLD图图图图像像(BOLD(BOLD反反 映映脑脑脑脑功能活功能活动时动时动时动时 氧的消耗氧的消耗) ) A:cerebrovascular reactivity B:CBF-ASL C:RIO曲线 D,E,F contral-MCA Stroke Pations ASL与DSC MRI的rCBF值无显著性差异(P0.05), 两者有较好的一致性,ASL作为 一种无创而方便的脑灌注技术,以动脉血内自由弥散的水质子为内源性示踪剂, 不需 注射外源对比剂, 可降低成本, 并具有完全无创, 安全简便, 易重复等优点,以及对比 剂过敏的患者,ASL将会是一种更为理想的选择 目前的研究集中在如何提高图像的信噪比尤其是在血流量低的区域，并减轻磁化传 递效应及BOLD效应对图像的污染。 Diffusion Weighted Imaging Diffusion Weighted Imaging 核磁共振弥散加核磁共振弥散加核磁共振弥散加核磁共振弥散加权权权权成像成像成像成像 vv DWI DWI 的基本原理的基本原理：弥散指分子 的随机运动，即布朗运动。DWI 是在水分子弥散现象具有对磁 共振信号影响的前提下，设计 出脉冲梯度磁场，即在自旋回 波序列中的180再聚焦脉冲前 后各加一个弥散敏感梯度场， 以检测水分子的弥散。自旋回 波序列（SE- DWI）最先应用， 是在自旋回波T2 加权180脉 冲前后加上两个长度、幅度和 位置均相同的对称的弥散敏感 梯度脉冲 弥散的程度常用表观弥散系数（apparent diffusion coefficients, ADC ） 来表示，用图像表示即ADC伪彩图。ADC值能真实反映病变的弥散程 度。ADC值与DWI图像信号呈负指数关系，ADC值增大，代表水分 子弥散加。而ADC图不依赖于b值重建，消除了T2穿透效应的影响 DWIADC伪彩图 正常人的DWI图像，灰 质在常规DWI像上呈等 信号白质呈略低信号， 在ADC伪彩图上灰质较 白质弥散稍快。 急性、超急性期脑梗死: 脑动脉阻塞后，缺血中 心区脑组织严重缺 血，数分钟内出现不可逆损伤，即细胞毒性水肿。DWI能超早期（发 病30min）发现严重缺血中心区，在常规DWI上呈明显高信号，ADC图 示弥散明显受限。 ADC值演变：5-10d ADC值逐渐接近正常， DWI高信号；10d 数月， ADC值大于正常， DWI信号降低。 弥散加权成像可以显示脑缺血早期病变区出现细胞毒性水肿，还可以 明确显示缺血灶并可很好鉴别新旧梗死灶，从而指导临床溶栓灌注治 疗，当溶栓制剂有效应用后，弥散成像可以发现梗死范围明显缩小。 因此提高病人生存率，降低致残率。 vvlacunar infarctionlacunar infarction Neuroimage A DWI B DSA C,D PET 15O-gas E 电磁层析成像 几种成像方式梗死灶早期即呈现高信号 影响DWI 质量的因素 b 值代表成像对弥散运动的敏感程度，b值越高，DWI 权重越大病变信 号升高，但图像信噪比降低。 T2穿透效应（T2 shine through）当成像区域T2值较高时DWI上有明显 的T2信号对比，它可造成扩散受限的假阳性，因此消除T2穿透效应是十 分必要的 各向异性，梯度保真性、系统稳定性、磁场均匀度、线圈均匀性与磁敏 感差别等均会影响DWI 成像效果。 高高BB值值值值DWIDWI成像成像 B B值值（扩扩散敏感因子）是衡量磁共振散敏感因子）是衡量磁共振 各序列各序列对扩对扩 散运散运动检测动检测 能力的指能力的指标标 ，与，与扩扩散敏感梯度散敏感梯度场场强强，持，持续时间续时间 和和间间隔有关。隔有关。 理理论论上，上，B B值值越高越高对对水分子水分子扩扩散运散运 动动的的检测检测 越敏感，灰白越敏感，灰白质质之之间间的的对对 比度增加，病灶与正常比度增加，病灶与正常组织组织 之之间间的的 对对比增加，大病灶的体比增加，大病灶的体积积增加，能增加，能 显显示的小病灶数目也增多。高示的小病灶数目也增多。高B B值值， 对对急性急性脑脑梗死引起的梗死引起的组织组织 中水分子中水分子 弥散运弥散运动动的限制的的限制的检测检测 更敏感，能更敏感，能 够够更好的更好的显显示超急性期示超急性期脑脑梗死的病梗死的病 灶，灶，对脑对脑 梗死的梗死的诊诊断有断有积积极意极意义义。 A A 普普B B值值 B B 高高B B值值 C T2 D FLAIR C T2 D FLAIR ANJR(美国神经影像杂志): High-b-Value Diffusion-Weighted MR Imaging of Hyperacute Ischemic Stroke at 1.5T 64岁男性左侧偏瘫1小时20分 A，B b = 1000 s/mm2 C,D b = 2000 s/mm E,F 3天后的T2，T2显示基底节区 的脑梗死以及陈旧性的左后颞皮层梗死灶。 研究认为b值增加后，图像对比度增加，病灶更易显示，尤 其是可以消除T2透过效应对图像的污染，适当的高b值的选 择对超急性期脑梗死的诊断有积极意义 但是b值不能无限制的提高，在本研究中，b值提高到 3000s/mm2左右，发现图像有一定的几何变形。其次，b值增 加还会引起信噪比的下降，需要增加激励次数以弥补，这样 就增加了扫描时间，较长的检查时间患不易耐受，会增加运 动伪影。再次，高b值对患者周围神经刺激增大，因此，临 床上要权衡利弊，选择合适的高b值。现在研究认为b值选为 10002000s/mm2较为合适。 I I schemic Penumbraschemic Penumbra 缺血半暗缺血半暗缺血半暗缺血半暗带带带带 定义：缺血半暗带是指能量代谢保存而血供受抑制的区域，临床干预治疗方面将 缺血半暗带定义为“基本上可逆”的缺血组织 。 缺血核心区的细胞坏死同时产生细胞毒性物质导致周围神经元细胞的坏死， 在缺血半暗带区域细胞死亡模式转变为细胞凋亡，产生的碎片由神经胶质细 胞吞噬，因此限制了细胞死亡范围的扩散。 目前认为,某些经选择的病人,联合应用溶栓和神经保护疗法 是临床上最有用的治疗方法,但这些疗法的选择都及其依赖 时间窗问题美国，国立卫生研究院的RTPA临床试验将时间窗 定在3h内,在其它溶栓和神经保护的临床试验中,时间窗定为 6h内,这些规定可能是不全面的。事实上许多未入选的病人 仍可能存在缺血半暗带 目前有学者主张将缺血程度较轻者， 溶栓治疗时间窗延长 为起病至24小时，以致72小时。所以确定有无可挽救的梗死 灶逐渐成为临床是否溶栓的一项新的指标，存在缺血半暗存在缺血半暗 带带及时治疗使之再灌注可明显改善预后无明显半暗带存无明显半暗带存 在在溶栓治疗易引发再灌注损伤及颅内出血。 v PWI和DWI联合应用区分可挽救的脑组织 即缺血半暗带 v DWI 异常高信号代表梗死核心PWI 异常代表整个血流动力学的紊乱 PWI和DWI的不匹配区为缺血半暗带，即可逆性脑缺血带 早期大量文献认为DWI上所见的异常信号区为所谓的缺血核心区（core），即不可 挽救的完全梗死的脑组织。而PWI上异常信号的容积一般大于DWI所见的范围，两 者的差异即为可挽救组织 Stroke Pseudocontinuous Arterial Spin Labeling Quantifies Relative Cerebral Blood Flow in Acute Stroke The acute diffusion and perfusion deficits were segmented on diffusion-weighted imaging (DWI) and dynamic susceptibility contrast (DSC) time-to-peak (TTP). l (A) DWI+, (B) DSC-TTP+, (C) ASL-rCBF, (D)DSC-rCBF, core (green; the area where there is diffusion and perfusion deficit DWI+, TTP+), mismatch (blue; the area where there is perfusion but no diffusion deficit DWI, TTP+), and reverse-mismatch (red; the area where there is diffusion but no perfusion deficit DWI+, TTP). 近年的研究对这一概念提出了异议：DWI在一些病 例中出现了异常信号的逆转是否表明缺血组织的可恢 复性，因此DWI上所显示的异常信号区的组织是否 全部是不可恢复。如果存在可逆性梗死区域那么可溶 栓挽救的区域将增大，对于影像显示无明显缺血半暗 带组织的患者可以考虑更加积极的治疗方案。 Stroke:Evolving Paradigms in Neuroimaging of the Ischemic Penumbra 最新研究表明在DWI信号异常区域仍存在可逆性缺血区 Diffusion Tensor ImagingDiffusion Tensor Imaging 弥散张量成像弥散张量成像 uu弥散张量成像弥散张量成像Diffusion Tensor Imaging：DTI DTI 是在弥散加权成像是在弥散加权成像DWI DWI 基础上发展起来的，可以在三维空间内定时定量地分析组织内水分子基础上发展起来的，可以在三维空间内定时定量地分析组织内水分子 弥散特性。弥散特性。 uDiffusion Fractional Anisotropy（FA): :弥散各向异性分数，弥散各向异性分数，DTIDTI成像成像 的基本参数，可以反映出白质通道细胞膜的完整性的基本参数，可以反映出白质通道细胞膜的完整性, ,其取值范围在其取值范围在0101 之间。脑白质中水分子由于受神经纤维通道的影响之间。脑白质中水分子由于受神经纤维通道的影响, ,沿纤维束方向弥沿纤维束方向弥 散的一致性高散的一致性高, ,具有较高的具有较高的FAFA值。灰质的值。灰质的FAFA值较低值较低, ,而脑脊液的而脑脊液的FAFA值接值接 近零，因其弥散速度在各个方向上基本相同近零，因其弥散速度在各个方向上基本相同( (各向同性各向同性) )。脑白质。脑白质FAFA值值 减低往往反映脑白质的完整性、一致性减低。减低往往反映脑白质的完整性、一致性减低。 DTI利用超快速EPI序列，多b值多弥散方向成像，可利用多 种软件进行图像后处理，如FSL,AFNI,得到白质骨架或3D白质 纤维追踪。 12个方向42个方向162个方向642个方向 6个不同非共线方向上施加敏感梯度即可进行白质纤维束追踪，方向越多结果越 精确信噪比越高但同时成像时间越长，目前最多可以在128个不同方向进行成 像。 目前研究目前研究脑脑梗死后梗死后DTIDTI的的变变化化规规律：律：ADC ADC 减小，减小，FA FA 值值值值减小；减小；亚亚亚亚急性期：急性期：ADC ADC 值值值值由减低逐由减低逐渐渐渐渐升高，或升高，或 可接近正常，可接近正常，FA FA 值值值值减小；慢性期：减小；慢性期：ADC ADC 值值值值增大，增大， FA FA 值值值值减小减小。 最早在起病后第最早在起病后第3 d3 d即可即可见脑见脑 梗死同梗死同侧锥侧锥 体束体束FA FA 值值 下降，下降，7 d 7 d 后会出后会出现脑现脑 梗死同梗死同侧锥侧锥 体束体束FA FA 下降。下降。 辐射冠辐射冠 扣带回扣带回 下纵束下纵束 DTIDTI FAFA 彩色彩色FAFA degeneration 继发继发继发 于神于神于神经纤维损伤经纤维损伤经纤维损伤 的一种的一种的一种顺顺顺行性行性行性远侧远侧远侧 神神神经经经元病元病元病变变变，可，可，可发发发生与皮生与皮生与皮质质质脊髓束，脊髓束，脊髓束， 延髓束，延髓束，延髓束，桥脑桥脑桥脑 束等神束等神束等神经纤维经纤维经纤维 。这这这种急性期种急性期种急性期过过过后神后神后神经经经系系系统远统远统远 离梗死灶的相关部离梗死灶的相关部离梗死灶的相关部 位也会位也会位也会发发发生生生继发继发继发 性的性的性的损损损害害害, , ,这这这可能是可能是可能是脑脑脑梗死康复效果不理想、致残率高的重要梗死康复效果不理想、致残率高的重要梗死康复效果不理想、致残率高的重要 原因之一原因之一原因之一, , ,因而早期影像因而早期影像因而早期影像诊诊诊断的研究也逐断的研究也逐断的研究也逐渐渐渐受到医学界的关注。受到医学界的关注。受到医学界的关注。 华勒氏变性华勒氏变性华勒氏变性 华勒氏变性过程：神经损伤后病变周围的神经纤维最先发生急性轴索变性华勒氏变性过程：神经损伤后病变周围的神经纤维最先发生急性轴索变性 ，之后是慢性的轴突萎缩，最后是远端轴突完全的细胞骨架分解并被巨噬，之后是慢性的轴突萎缩，最后是远端轴突完全的细胞骨架分解并被巨噬 细胞吞噬细胞吞噬 Wallerian 变变性的性的临临床表床表现现遵循一般退行性病遵循一般退行性病 变变的基本的基本规规律即潜律即潜隐隐性性发发病和病和渐进渐进 不停性的不停性的 临临床床过过程。程。华华勒氏勒氏变变性最性最终终将将导导致致脑损伤脑损伤 同同侧侧的的脑脑干萎干萎缩缩。 DWI 显示 左侧额颞 叶脑梗死 FA 显示病灶 区FA 值较对 侧明显下降 MD 图显示 病灶区MD 值较对侧明 显下降 内囊平面FA 图显示左侧 内囊后肢FA 值较右侧下 降 内囊水平MD 图 显示两侧 内囊后肢MD 值无明显差 异 大脑脚水平 FA 图显示 左侧锥体束 FA 值明显 下降 动动物物实验实验 、尸体解剖及影像学、尸体解剖及影像学实验实验 已已证实证实 , ,局灶性局灶性脑脑梗死可以引起与之梗死可以引起与之 相相联联系的神系的神经纤维发经纤维发 生生继发继发 性性变变性。神性。神经纤维经纤维 束的束的继发继发 性性变变性可能会性可能会 阻碍患者神阻碍患者神经经功能的恢复。另外功能的恢复。另外, ,脑桥脑桥 梗死后神梗死后神经纤维变经纤维变 性的性的进进展程度展程度 还还与患者肢体运与患者肢体运动动性共性共济济失失调调的的严严重程度呈正相关重程度呈正相关, ,也提示也提示这这种种继发继发 性性 的神的神经纤维变经纤维变 性不利于患者运性不利于患者运动动性共性共济济失失调调的恢复。的恢复。 DTIDTI重建其重建其FA FA 图图和三和三维纤维维纤维 示踪示踪图图后清晰后清晰显显示了梗死灶的解剖位置，示了梗死灶的解剖位置， 明确明确是否累及相是否累及相邻邻邻邻白白质纤维质纤维质纤维质纤维 束束。对对范范围较围较 大的梗死灶大的梗死灶则则清晰清晰显显示了示了白白 质纤维质纤维质纤维质纤维 束受累的范束受累的范围围围围。DTI DTI 技技术术不不仅仅能早期能早期检测检测 到到华华勒氏勒氏变变性，而且性，而且 可可对对此此进进行定量分析。行定量分析。DTIDTI作作为为唯一可以用于活体唯一可以用于活体检测检测 白白质纤维质纤维 的成像的成像 方式研究前景广方式研究前景广阔阔。 fMRIfMRI 脑功能成像脑功能成像脑功能成像脑功能成像 血氧水平依赖(blood oxygen level dependent, BOLD)技术是一种新的功能成像方 法,它将血液中的内源性血红蛋白作为一种对比剂,由相应的MRI敏感序列探测其 在脑活动时的变化。 fMRI利用脑组织血氧水平依赖，实时地描绘出脑组织兴奋的区域。根据任务设 计的不同分为r:resting-state ,块状刺激模式,事件相关模式。 PET的对比研究表明fMRI可以实时地反映脑组织对氧的摄取并间接反映神经电活 动 PET PET (Raichle et al., 2001)(Raichle et al., 2001) fmri fmri ：ALFFALFF (Zang et al., 2007)(Zang et al., 2007) 噪音 被激活的大被激活的大脑脑皮皮层层功能区的功能区的 局部血流量局部血流量较较静止静止时时明明显显增增 加加, ,同同时该时该 区域的耗氧量亦区域的耗氧量亦 会增加会增加, ,研究研究证实证实 , ,被激活功被激活功 能区耗氧量的增加幅度能区耗氧量的增加幅度远远小小 于血流量的增加于血流量的增加, ,导导致氧合致氧合 脱氧血脱氧血红红蛋白的比例增加蛋白的比例增加, ,脱脱 氧血氧血红红蛋白是蛋白是强强顺顺磁性物磁性物 质质, ,其减少其减少则则造成造成组织组织 失相失相 位少位少,T2,T2延延长长, ,因此局部神因此局部神经经 元活元活动动区在梯度回波序列或区在梯度回波序列或 EPIEPI中的中的T2WIT2WI或或T2*WIT2*WI上上显显 示信号示信号强强度增度增强强。 FMRIFMRI在梗死早期在梗死早期 及中期及分期中及中期及分期中 意意义义有限，有限，FMRIFMRI 主要用于主要用于对对梗死梗死 后大后大脑脑恢复情况恢复情况 评评估估, ,判断病判断病变变区区 特特别别是周是周围围区的区的 脑脑功能是否存在功能是否存在 及及脑脑功能区是否功能区是否 移位移位, ,进进而而结结合合脑脑 功能活化功能活化图图像像对对 患者患者选择选择 性地性地进进 行康复治行康复治疗疗。 I. I. fMRI activation maps are fMRI activation maps are superimposed on brain anatomy, superimposed on brain anatomy, with significance of activation with significance of activation indicated on the color barindicated on the color bar II.II. A:Patients with chronic stroke A:Patients with chronic stroke underwent fMRI scanning while underwent fMRI scanning while alternating rest with tapping the alternating rest with tapping the index finger on the right, affected index finger on the right, affected hand.10 Six patients had full hand.10 Six patients had full recovery, and 5 only partial motor recovery, and 5 only partial motor recovery. patients with partial recovery. patients with partial recovery showed activation volume recovery showed activation volume in the left primary sensorimotor-in the left primary sensorimotor- premotor cortex (green arrows) that premotor cortex (green arrows) that was 37% of the volume activated in was 37% of the volume activated in patients with full recoverypatients with full recovery III.III. After stroke, activation can After stroke, activation can shift almost entirely to the shift almost entirely to the nonstroke hemispherenonstroke hemisphere Stroke:Functional Imaging in Stroke Recovery 利用利用FMRIFMRI研究研究脑脑梗死后梗死后, , 远远离梗死灶与大离梗死灶与大脑脑皮皮质质有大量有大量纤维联纤维联 系的系的纹纹状体、丘状体、丘 脑脑、黑、黑质质、海、海马马、脑脑干和脊髓均可干和脊髓均可发发生生继发继发 性性损损害称害称为脑为脑 梗死梗死远远隔效隔效应应 进进一步一步FMRIFMRI研究研究发现发现 在在脑脑梗死后急性期和慢性期同梗死后急性期和慢性期同侧侧受累皮受累皮质质的周的周边边区都出区都出 现现BOLDBOLD信号的异常改信号的异常改变变。即使在大。即使在大脑脑皮皮质质没有受累的情况下没有受累的情况下, ,这这种反种反应应也是减也是减 少的少的, ,这这是是脑脑梗死所造成的必然梗死所造成的必然结结果。而果。而对侧对侧 非受累大非受累大脑脑半球的半球的BOLDBOLD信号信号时间时间 演演变过变过 程却和同程却和同侧侧受累皮受累皮层层的改的改变变很相似很相似, ,表明大表明大脑脑皮皮质质的微循的微循环较环较 早地出早地出现现 了病理生理改了病理生理改变变 交叉性小交叉性小脑脑机能机能联联系不能系不能( (CROSSED CEREBELLAR DIASCHISIS, CCDCROSSED CEREBELLAR DIASCHISIS, CCD) )是是 脑脑脑梗死梗死梗死远远远隔效隔效隔效应应应神神经经机能机能联联系不能中系不能中较较常常见见的的类类型型, ,它是指由于幕上它是指由于幕上脑脑梗死梗死导导致致 皮皮质质- -桥脑桥脑 - -小小脑纤维脑纤维 束通路束通路( (CORTICAL-PONS-CEREBELLAR CORTICAL-PONS-CEREBELLAR PATHWAY,CPCPATHWAY,CPC) )中断中断, ,引起引起对侧对侧 小小脑脑半球血流量降低半球血流量降低, ,进进而而导导致致对侧对侧 小小脑脑半球神半球神 经经元新元新陈陈代代谢谢及活性下降的及活性下降的现现象。多数学者象。多数学者认为认为 交叉性小交叉性小脑脑机能机能联联系不能的出系不能的出 现现与皮与皮质质- -桥脑桥脑 - -小小脑脑通路通路损伤损伤 有关有关, ,此外尚有学者此外尚有学者认为认为 CCDCCD的的发发生与患者小生与患者小脑脑血血 流流动动力学改力学改变变和和/ /或小或小脑迟发脑迟发 性神性神经经元死亡等因素有关。元死亡等因素有关。 目前目前对对对对于幕上于幕上脑脑脑脑梗死后梗死后CCDCCD现现现现象的研究普遍象的研究普遍应应应应用的是正用的是正电电电电子子发发发发射断射断层扫层扫层扫层扫 描描 (positron emission tomography, PET(positron emission tomography, PET) )和和单单单单光子光子发发发发射断射断层扫层扫层扫层扫 描描(single-photon (single-photon emission computed tomography, SPECTemission computed tomography, SPECT), ),且均是通且均是通过检测过检测过检测过检测 患者的患者的脑脑脑脑局部血流量及局部血流量及 氧氧摄摄摄摄取分数等参数来取分数等参数来诊诊诊诊断断, ,然而然而, ,PETPET及及SPECTSPECT技技术术术术具有一定的具有一定的辐辐辐辐射射, ,且且检查费检查费检查费检查费 用昂用昂 贵贵贵贵。随着影像学技。随着影像学技术术术术的快速的快速发发发发展展, ,磁共振功能成像技磁共振功能成像技术术术术fMRIfMRI作作为为为为一种功能成像一种功能成像, ,其其 检测检测检测检测 血流灌注的血流灌注的结结结结果与果与PETPET相似相似, ,且操作且操作简简简简便便, ,价格低廉价格低廉, ,无无辐辐辐辐射射, ,更适合更适合CCDCCD现现现现象象 的研究的研究 ANJRANJR杂杂志上的一个研究：右大志上的一个研究：右大脑脑中中动动脉梗塞，脉梗塞，T2T2上小上小脑脑并无明并无明显显异常，异常，PETPET 显显示左小示左小脑脑葡萄糖代葡萄糖代谢谢率的下降，率的下降，DTIDTI显显示示脑桥脑桥 小小脑纤维脑纤维 的改的改变变，典型的，典型的CCDCCD 改改变变。 uu目前目前, ,关于关于脑脑血管疾病恢复期的血管疾病恢复期的BOLD-FMRIBOLD-FMRI研究主要集中在研究主要集中在脑脑卒中后卒中后 脑脑功能区重功能区重组组、重、重组组方式及其与功能恢复的关系等方面。方式及其与功能恢复的关系等方面。 uu关于关于脑脑卒中后运卒中后运动动功能康复的功能康复的FMRIFMRI研究研究认认在在发发病早期患手运病早期患手运动时动时 , ,健健 侧侧大大脑脑半球被广泛激活半球被广泛激活; ;在功能恢复的在功能恢复的缓缓慢慢过过程中健程中健侧侧激活范激活范围围逐逐渐缩渐缩 小小, ,并有患并有患侧侧半球重新被激活的半球重新被激活的倾倾向。健向。健侧侧半球激活区范半球激活区范围扩围扩 大者大者, ,多多见见 于恢复于恢复较较差的患者。差的患者。 uu脑脑卒中后患卒中后患侧侧大大脑脑半球梗死灶周半球梗死灶周围围的非的非损伤损伤 区也具有一定的可塑性区也具有一定的可塑性, , 对对人人类类和和动动物研究都已物研究都已经发现经发现 患患侧侧大大脑脑半球梗死周半球梗死周围脑围脑 区区, ,对对运运动动的恢的恢 复能复能发挥发挥 作用。作用。 uu与运与运动动系系统统相似相似, ,脑脑卒中患者的卒中患者的语语言、感言、感觉觉、认认知等功能恢复也与知等功能恢复也与脑脑 组织组织 可塑性和神可塑性和神经经网网络络的的动态动态 重重组组密切相关。密切相关。对对恢复期恢复期脑脑卒中失卒中失语语患患 者者进进行行BOLD-FMRIBOLD-FMRI研究研究, ,发现发现 其其语语言功能激活区从左言功能激活区从左侧侧大大脑脑半球向右半球向右侧侧 半球半球转转移移, ,其重新分布和重其重新分布和重组说组说 明通明通过过感感觉输觉输 入、学入、学习习和和经历经历 , ,大大脑脑皮皮质质 语语言功能区的位置是可以改言功能区的位置是可以改变变的。的。 应用应用BOLD-fMRIBOLD-fMRI技术配合简单的语言任技术配合简单的语言任 务务, ,是评价脑卒中失语患者语言功能状态是评价脑卒中失语患者语言功能状态 的有效方法。通过监测其相应功能区的的有效方法。通过监测其相应功能区的 动态变化及其与患者功能恢复的关系动态变化及其与患者功能恢复的关系, ,有有 助于深入了解脑功能恢复的神经机制。助于深入了解脑功能恢复的神经机制。 这是一例对脑卒中失语患者的这是一例对脑卒中失语患者的fMRIfMRI研研 究。究。A A 大脑左右半球红色为左脑梗死区大脑左右半球红色为左脑梗死区 B B初期在初期在picture namepicture name任务试验中大量皮任务试验中大量皮 质区激活提示，患者需要调用大量其他质区激活提示，患者需要调用大量其他 功能区完成任务功能区完成任务 C C，D D 治疗后治疗后picture namepicture name任务试验显任务试验显 示无关功能区的激活大量减少，病灶区示无关功能区的激活大量减少，病灶区 域激活增加，提示病变皮质区的功能恢域激活增加，提示病变皮质区的功能恢 复。复。D D 语言功能激活区从左侧大脑半球语言功能激活区从左侧大脑半球 向右侧半球转移。向右侧半球转移。 Magnetic Resonance SpectroscopyMagnetic Resonance Spectroscopy 核磁共振波普核磁共振波普核磁共振波普核磁共振波普 磁共振波磁共振波谱谱谱谱（MRSMRS） 一种利用核磁共振一种利用核磁共振现现现现象和化学位移作用象和化学位移作用对对对对一系列原子核及其化合物一系列原子核及其化合物进进进进行分行分 析的方法。析的方法。MRSMRS是目前无是目前无损伤损伤损伤损伤 性的研究人体器官和性的研究人体器官和组织组织组织组织 代代谢谢谢谢、生化改、生化改变变变变 及化合物定量分析的方法之一。及化合物定量分析的方法之一。 常用磁共振技术：常用磁共振技术： uu在体成像选择波谱分析法（在体成像选择波谱分析法（ISISISIS）适用于射频场不均匀的表面线圈适用于射频场不均匀的表面线圈 常用于常用于P-MRS,P-MRS,缺点时间长对运动敏感。缺点时间长对运动敏感。 uu激励回波探测法（激励回波探测法（STEAMSTEAM）体素定位准确一次激发采集所有数据，缺体素定位准确一次激发采集所有数据，缺 点信噪比较低。点信噪比较低。 uu点分辨波谱法（点分辨波谱法（PRESSPRESS）3T3T机器最常用的序列，分为长机器最常用的序列，分为长TETE和短和短TETE两种两种 技术，长技术，长TETE基线平稳多用于定量。短基线平稳多用于定量。短TETE信噪比更高获得的化合物较多信噪比更高获得的化合物较多 uu化学位移成像定位法（化学位移成像定位法（CSICSI）多体素波谱分析，每次检测为整个多体素波谱分析，每次检测为整个FOVFOV的的 信息，但受磁场不均匀影响较大。信息，但受磁场不均匀影响较大。 v 目前用于用于磁共振波普测定的原子核有氢（H1）磷（P31）碳 （C13）氟（F19）氮(N14)等，1H-MRS不需要特殊的设备在临床 上应用较多。 v 1H-MRS用于中枢神经系统可以得到N-乙酰天冬氨酸（NAA),胆碱 化合物（Cho),肌酸（Cr）,乳酸（Lac）等代谢物的谱线。 LACLAC乳酸双峰乳酸双峰 CrCr肌酸和磷酸肌酸肌酸和磷酸肌酸 （ pCr pCr ）峰）峰 ChoCho胆碱峰胆碱峰 NAANAA乙酰天门乙酰天门 冬氨酸冬氨酸 GlxGlx谷氨酰谷氨酰 胺及谷氨胺及谷氨 酸复合物酸复合物 u谱线谱线 的纵轴纵轴 微信号强度代表化合物的浓浓度，横轴为轴为 化学位移单单位 PPM，不同化合物在不同化学位移处产处产 生共振峰。 u峰下面积积与产产生信号的质质子数成正比，比共振峰的高度更准确地代表 化合物的浓浓度。不受磁场场均匀性的影响，对对噪音相对对不敏感。 u谱谱峰的半高全宽宽FMHW与化合物的T2吃鱼时间鱼时间 有关与磁场场均匀度也 有关，代表了波谱谱的分辨率。 v vNAANAA几乎几乎仅仅仅仅存在于神存在于神经经经经元中是神元中