医学影像诊断学DepartmentofRadiologyWMC

1、医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 脑 功 能 成 像 functional magnetic resonance imaging 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 脑功能成像（fMRI ） 磁共振波谱分析（MRS magnetic resonance spectrum） 弥散加权成像（DWI diffusion weight imaging） 磁共振灌注成像（PWI perfusion weight imaging） 脑活动功能成像（functional imaging of the bra

2、in） 血氧水平依赖性成像（BOLD blood oxygen level depend） 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC MRS MRS 是利用核磁共振现象和化学位移作用进行 特定原子核及其化合物定量分析的方法。 MRS主要是物理和化学分析方面的研究。为目 前唯一无损伤检测活体器官和组织代谢、生化、 化合物定量分析的技术。 即使是同一种原子核（如1H），当它在不同的 化合物中，由于它在化合物中所处化学环境不 同，Larmor频率就不同，在MRS上产生共振峰 位置也不同，这种现象为化学位移。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Departmen

3、t of Radiology WMC MRS 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS的临床应用 1H-MRS是敏感性最高的检测方法。它可检测 与脂肪代谢、氨基酸代谢以及神经递质有关的 化合物，如肌酸（Cr）、胆碱（Cho）、肌醇 （ml）、氨基丁酸（GABA）、谷氨酰胺 (Glu+Gln)、乳酸（Lac）和N-乙酰门冬氨酸 （NAA）等。 临床1H-MRS不需增加磁共振硬件设备，且 MRI和MRS一次检查中完成，不需重新定位和 更换线圈。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS常

4、用化合物化学位移 ml 3.56 Cr 3.03 Cho 3.22 Glx 3.77 2.05-2.45 NAA 2.0 Lip 0.9-1.44 AA0.9 Lac 1.33 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC NAA NAA波谱位于2. 0 ppm 处，是公认的反应神经 元功能的内标物，反映神经元的功能状况。 NAA与蛋白质和脂肪合成、维持细胞内阳

5、离子 浓度以及K+、Na+、Ca2+等阳离子通过细胞及 神经膜的兴奋性有密切关系。 NAA 浓度降低可能是由于神经元的破坏减少或 线粒体功能失调所致，还可能由于神经元细胞 膜的破坏，NAA 被暴露于使之降解的酶，因水 解增加所致。 NAA 浓度降低与神经元或轴突的缺失有明显的 相关性。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC Cho Cho 的波谱位于3. 2 ppm处。包括胆碱、磷酸 甘油胆碱、磷酸胆碱和磷脂酰胆碱，反映脑内 总的胆碱量，这些物质主要存在于细胞膜上， 是细胞膜磷酯代谢的一个组成成分。其浓度的 改变反映细胞膜合成和降解的变化。 Ch

6、o 浓度的增高与细胞膜的降解增加引起可溶 性Cho 浓度的增高相关。 多发硬化、肾上腺性脑白质营养不良、感染疾 病如AIDS病中Cho升高提示活动性脱髓鞘。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC Cr Cr 的波谱位于3. 02 ppm处，包括肌酸与磷酸肌 酸，其作为高能磷酸化的储备以及ATP 和ADP 的缓冲剂可能对维持脑细胞中的能量依赖系统 发挥作用。 由于Cr 在同一个体脑内不同代谢条件下均保持 相对稳定，故Cr 常作为波谱研究的内参照。可 见，以Cr 为参照的NAA/ Cr 和Cho/ Cr 比值在 一定程度上反映了NAA 和Cho 浓度

7、的变化。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC Cr/PCr Cr/PCr：化学位移为3.0和3.94ppm的共振 信号代表磷酸肌酸（PCr）和Cr。PCr为 细胸能量代谢的主要储能形式，1H波谱 可分析细胞能量代谢改变，多数情况下 Cr/PCr含量相对稳定。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS Lac：为糖酵解终产物，在糖酵解过程加 强时Lac增高，如肿瘤中，Lac增高反映 肿瘤组织无氧代谢增加和出现坏死。 Lip：在星形细胞瘤与脑膜瘤中这些化合 物升高，也可反映坏死过程中磷脂形成

8、过多。 ml：ml升高在Alzheimer病具有较高特异 性。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 1HMRS代谢物图 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 脑的MRS 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 脑的MRS 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 31P-MRS 许多含磷化合物参与细胞能量代谢与生物 膜有关的磷脂代谢。31P-MRS广泛用于研究组 织能量代谢和生化改变。磷酸单脂（PME， 6.

9、8ppm）、磷酸二指（PDE，2.9ppm）、磷酸 肌酸（PCr， 0ppm）、无机磷（Pi，4.8ppm） 和三磷酸腺苷中的-ATP(7.6ppm)、-ATP(- 16.3ppm)、-ATP(-2.6ppm)磷原子。 目前脑的31P-MRS均可检测上述7种化合物。 主要用于研究脑组织的能量代谢、脑磷脂代谢 和pH值的测量。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 弥散加权成像(DWI) 是利用成像平面内 水分子扩散系数的变化来产生图像对比 的。扩散现象反映水分子的随机运动， 即布朗运动。 弥散减低时，DWI表现为高信号。 弥散增加时，DWI表现为

10、低信号。 ADC图 弥散加权成像 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC DWI、ADC图 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC DTI DTI可以显示白质纤维束走行,反映白质 纤维束的病理状态及其与邻近肿瘤的解 剖关系。 各向异性分数(fractional anisotropy ,FA) 图及FA值，临床常用FA值来定量分析各 向异性的程度。在FA图中,脑白质各向异 性最高,表现为高信号;相反,脑脊液各向 异性最低,表现为低信号。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radio

11、logy WMC FA图 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 胼胝体的神经束图 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 磁共振灌注成像 （PWI perfusion weight imaging） 概念：将组织毛细血管水平的血流灌注 情况通过磁共振成像方式显示出来，从 MRI角度评估局部组织活力及功能。 方法： 对比剂团注示踪法 动脉血流自旋标记法 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 磁共振灌注成像 （PWI perfusion weight ima

12、ging） 概念：将组织毛细血管水平的血流灌注 情况通过磁共振成像方式显示出来，从 MRI角度评估局部组织活力及功能。 方法： 对比剂团注示踪法 动脉血流自旋标记法 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 对比剂团注示踪法 利用顺磁性造影剂（Gd-DTPA）产生的“质 子电子电子偶极质子效应”，使成像组织 的T1、T2值缩短，尤以T2值缩短为主；同时应 用超快速成像方法来获得成像的分辨率，观察 组织的T1、T2*值变化率，进一步计算组织血 流灌注。 通过时间信号强度曲线计算造影剂的通过时 间（MTT）、局部脑血流量（CBF）及局部 脑血容量（ CB

13、V） 、峰值时间（TTP）。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 对比剂团注示踪法的临床应用 用于脑梗塞及肝脏病变的早期诊断、肾 功能灌注。 心脏的灌注分析。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 磁共振灌注成像的图像 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 磁共振灌注成像的图像 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 磁共振灌注成像的图像 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radi

14、ology WMC 磁共振灌注成像的图像 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC PWI的临床应用 脑血管病 颅内肿瘤 感染 在其他部位的应用 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 血氧水平依赖性成像 （BOLD blood oxygen level depend） 定义：通过刺激周围神经，激活相应皮 层中枢，使中枢区域的血流量增加，进 而引起血氧浓度及磁化率的改变，并在 磁敏感对比MR图像上显示相应的中枢范 围。BOLD成像即狭义的脑功能成像。 医学影像诊断学医学影像诊断学 Department of Radiology WMC 血氧水平依赖性成像 原理： 氧合血红蛋白（Oxy-Hb）为抗磁性物质， 去氧血红蛋白（deoxy-Hb）为顺磁性物质， 具有短T2效应。 随着脑皮层中枢的激活，其局部的血流量增 加，但氧消耗量增加增加不明显，因而局部 Oxy-Hb相对含量增加，而deoxy-Hb相对含 量下降，因而局部