功能磁共振在神经外科的应用.ppt

功能磁共振在神经外科的应用,哈励逊国际和平医院神经外科,张明哲,在我们神经外科临床工作当中，核磁共振已成为常规检查，对疾病的诊断、疗效评估有着巨大优势。但是在日常工作中，常规磁共振仍存在以下局限性。,1、脑梗塞的超早期诊断、表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别、肿瘤坏死与脓肿的鉴别、脑膜瘤恶性程度的鉴别；2、血管性病变、弥漫性轴索损伤（DAI）、外伤性脑出血及梗死；3、脑功能评判等等,功能磁共振成像(functionMRI，fMRI)中的弥散加权成像(DWI)、磁敏感加权成像（SWI）、脑功能成像（BOLD-fmri）可以为我们解决以上问题提供新的思路。,弥散加权成像（DWI）描述组织水分子扩散程度的利器,弥散（diffusion）的概念,弥散是指分子不断随机改变方向和位置的现象，即布朗运动。所有分子在高于绝对零度时都有布朗运动,DWI提供真实描述组织水分子扩散相对速度的图象对比与传统的MR技术不同，它主要依赖于水分子的运动而不依赖于自旋质子密度、T1或T2DWI提供了一种新的影像对比,DWI（diffusionweightedImaging）概述,在自旋回波T2WI的基础上，在某一方向上施加一对大小相等、方向相反的梯度脉冲如果水在体素内能自由移动（扩散），则此处会失相位，因此信号降低。反之如果水的弥散受限制则很少失相位，因此信号较高在相应的方向上测量水分子的运动。,MR弥散成像的物理基础,扩散敏感系数b,成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反映弥散加权的程度，单位s/mm2与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和间隔时间有关。目前设备提供的b值为010000s/mm2水分子的弥散敏感性随着b值的增加而增加，但图像信噪比则相应地下降。常用b值为1000s/mm2,Apparentdiffusioncoefficient表观扩散系数是不同方向的分子弥散运动的速度和范围。ADC反映水分子移动的自由度。ADC值主要根据DWI图像上的信号强度的变化来计算ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2),表观扩散系数ADC,计算公式S2=S1exp(-b.ADC)ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)S1、S2不同b值时的DWI信号强度exp指数函数b扩散敏感系数ADC表观弥散系数,ADC值与DWI信号的关系,ADC值与DWI信号呈负指数关系ADC值下降，DWI像呈高信号扩散受限DWI像上高信号不一定预示ADC值下降。T2穿透效应,DWI信号与ADC图信号相反,ADC,DWI,基本概念,T2穿透效应,当受检组织的T2值明显增高时,会在DWI上有明显的T2图象对比存在，称之为T2穿透效应，这可能造成扩散受限的假阳性表现。重建指数图像(假DWI或T2纠正过的DWI)或ADC图均可消除DWI的残余T2效应,影响水分子弥散的因素,膜结构的阻挡大分子蛋白物质的吸附微血管内流动的血液,DWI上高信号的病灶（1）,细胞毒性水肿神经元/胶质细胞水肿急性脑梗死脑外伤缺血缺氧性脑病髓鞘水肿MS急性期，中毒性脑病（co中毒），代谢性脑病（ALD）轴索水肿弥漫性轴索损伤（DAI）Wallerian变性,DWI上高信号的病灶（2）,细胞密度高、细胞外间隙小淋巴瘤，原始神经外胚层肿瘤等粘滞度高脑脓肿表皮样囊肿,【脑梗塞】一、病理生理：1、急性期：血供中断，细胞缺血、缺氧Na-KATP酶大量Na离子进入细胞内细胞水肿细胞内结构肿胀，扩散受限，细胞内能量代谢障碍导致细胞器裂解，产生大量碎片，造成细胞内粘度增加，胞浆流动减慢，导致扩散进一步受限细胞外间隙缩小，扩散受限,正常组织，水分子随机运动，呈低信号。,细胞毒性组织，水分子运动受限，呈高信号。,2、慢性期：细胞外水的增加，组织软化和胶质增生，使水分子扩散增加血管源性水肿，血脑屏障破坏,二、影像检查：脑梗塞的诊断，用常规成像序列（SE或GRE）检查时，一般需要到发病6h后，方能查得其病理过程；但用MRDWI检查，则在发病后2030min，即可见到局部的扩散作用增加，呈现相应的病理MR信号（高信号）。因此DWI序列又称为中风序列。,DWI反映的是细胞毒性水肿。T2WI反映的是血管源性水肿。CT反映的是脑组织的坏死和水肿。,2、DWI演变过程：超急性期（数小时）DWI明显高信号。急性期（数天）DWI高信号。亚急性期（7-14天）DWI高或等信号。慢性期（2周至2个月后）DWI高等低信号。,3、ADC值的动态变化：急性期是ADC值降低（4-14天），反映了扩散受限。ADC值的下降程度与组织的受伤程度有一定的相关性，减低4060%代表不可逆梗死灶，轻度下降1025%代表可逆性损伤区。ADC值随时间变化，受再灌注和迟发性脑损伤的影响，因此不能依赖它判断脑组织的存活程度。,4-14天后，ADC值开始升高，可高于正常水平。7-14天处于亚急性期，ADC值“假正常化”。研究表明：从缺血区边缘带到梗塞中心，ADC值逐渐降低，早期出现ADC值下降的缺血组织最终演变为不可恢复的梗死灶。,DWI在颅内占位性病变中的应用,DWI在颅内占位性病变中的应用,表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别肿瘤坏死与脓肿的鉴别脑膜瘤恶性程度的鉴别淋巴瘤的诊断,表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别,常规MR通常不能可靠地鉴别二者，均表现为T1WI低信号和T2WI高信号改变表皮样囊肿在DWI上表现为高信号蛛网膜囊肿囊液的蛋白含量较多在DWI图像上类似脑脊液，表现为低信号表皮样囊肿切除后，在DWI图上低信号充满脑脊液的囊腔与高信号的残留组织很容易区别,表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别,蛛网膜囊肿,表皮样囊肿,脑胶质瘤、转移瘤囊变/坏死和脑脓肿的鉴别,肿瘤生长迅速,病变中心缺血等引起坏死，坏死灶中的细胞数量少,液体清亮,黏稠度低,在DWI像上表现为低信号。脓肿的脓液主要含有细菌、炎性细胞、黏蛋白、细胞碎屑等,较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制了水分子的运动,因此DWI上呈高信号,T2WI,T1c,DWI,ADC,坏死液化胶质母细胞瘤的DWI表现,脑脓肿包膜期DWI表现,脓腔DWI呈高信号，ADC平均值0.6010-3mm2/s,良、恶性脑膜瘤的鉴别,脑膜瘤在DWI上信号不定多数良性脑膜瘤在DWI上为等信号，仅有23%表现为略高信号，ADC正常或略有升高恶性脑膜瘤在DWI上多呈明显高信号，ADC值降低。,良性脑膜瘤图像,T2WIT1+CDWI（等信号）,脑膜瘤伴脑浸润,T2FLAIR,T1WI+C,常规MRI显示为良性脑膜瘤的表现。DWI上为高信号，ADC值降低提示细胞密度较高,DWI,ADC图,淋巴瘤D