核磁灌注成像脑部完整优选ppt资料

核磁灌注(guànzhù)成像脑部完整第一页，共42页。比其他成像方法更快地显示堵塞灶。80%中风是由血栓栓子引起局部缺血，通过了解病情状态，可确定局部缺血性中风治疗方案。局部缺血的程度脑组织损坏的逆转区分新堵塞区同其他损伤(sǔnshāng)如老中风与出血区显示脑损伤(sǔnshāng)区域灌注与扩散能提供以上参数，为治疗方案制定提供强有力的工具。灌注(guànzhù)和扩散成像第二页，共42页。灌注(guànzhù)成像应用1988年灌注成像应用于人脑，用于诊断： 诊断肿瘤 退行性病变脑血管病 堵塞(dǔsè)区域第三页，共42页。用动态T2加权像研究造影剂通过脑实质情况，通过MR信号的变化来测定局部微循环变化，即容量-时间关系(guānxì)(灌注)。此方法称：DynamicSusceptibilityContrast，(DSC)MRI。GD-DTPA、Dysprosium(镝)和ironoxidemicrospere通过肘静脉注入，FFE-EPI序列(T2*)，得到rCBF、rCBV，TTP，T0，MTT灌注(guànzhù)成像法(Perfusion)第四页，共42页。灌注：将动脉与静脉的血液传递到毛细血管中，向组织输送氧与葡萄糖，维持细胞(xìbāo)的正常代谢。对灌注的准确测量，可以对中风预测。另一种灌注的方法(无损伤的测量技术)：通过对动脉血液的质子进行标定，被标定的质子能通过血脑障碍，直接观察脑CBF。Perfusion第五页，共42页。CBV：每克组织中所包含血管的体积(ml/g)CBF：每克组织中所包含液体流量(ml/g/s)当标定物进入(jìnrù)一Voxel时，有两种情况会使MRI信号以生变化：通过Voxel的时间进入(jìnrù)静脉的容量Perfusion第六页，共42页。血管通过voxel，由于血管粗细和血液进入小静脉，导致血管血液稀释(xīshì)，这些影响将与血管结构、血管的容量、血液进入血管的时间和其内的仃留时间有关，研究脑的血液容量。理想情况(qíngkuàng)下标定物通过Voxel的情况(qíngkuàng)MTT(MeanTransitTime)：反映(fǎnyìng)了CBV与CBF的关系第七页，共42页。在相同的CBF下的二个Voxel的CBV情况，CBV正比曲线下的面积(与CBF无关(wúguān))。MR测量与CBV/CBF正比实际情况下标定(biāodìnɡ)物通过Voxel的情况第八页，共42页。 T0：Timeofarrival造影剂到达时间 TTP：TimetoPeak造影剂到达峰值时间通过测量T0与TTP，可了解脑的灌注分布情况(qíngkuàng)，体素的T0与TTP时间的差异表达了动脉血管的血流延迟的长短与CBF有关，但还与血管结构有关。CBF测量(cèliáng)原理第九页，共42页。MR信号变化是造影剂通过血管内(富含造影剂)与血管外邻近脑组织(乏含造影剂)的磁化率差异来测量，血管内平均造影剂浓度正比于R*(造影剂通过前后)的变化，计算R*就得到(dédào)rCBV值。造影剂约在10秒内通过脑部，期间至少测量5点，得到(dédào)“强度-时间〞曲线。通过曲线校准，测量曲线面积，得CBV分布。

CBV测量(cèliáng)原理第十页，共42页。a健康志愿者大脑的IRTSE像b(rCBF)用标定动脉(dòngmài)质子法，(TI=900msIRSE-EPI采用非选择性IR脉冲)c同上选用层面选择性IR脉冲，大血管被抑制，提供较精确CBF图。第十一页，共42页。测量移动质子的变化情况。质子扩散要受到细胞(xìbāo)膜、与大分子结合等限制。对运动受限质子与自由质子的扩散比较，可得组织的物理与生理特性。如：水分子扩散速度为60m/s与细胞(xìbāo)尺寸相当，通过对水扩散研究间接了解细胞(xìbāo)的完整性与病理性质。扩散(kuòsàn)成像法(Diffusion)第十二页，共42页。水分子的布朗运动voxel内有四个质子的迹径，采用(cǎiyòng)TE=100ms：开始：TE/2：TE水分子(fēnzǐ)的布朗运动是在微观范围内的随机运动，虽然路程长但位移小。扩散系数D：单位时间内分子(fēnzǐ)的位移的大小。BrownianMotion第十三页，共42页。扩散与布朗运动有关之外，还与灌注，毛细血管有关。用IVIM(IntraVoxelIncoherentMotion)定义分子随机运动。IVIM信号通过Voxel中质子的相位变化来反映，鼓励后Voxel内分子共相位，当使用梯度回波(GE)时，质子会重新聚合，但由于IVIM的存在，运动质子那么不会重聚(zhònɡjù)，导致信号降低。Diffusion第十四页，共42页。扩散(kuòsàn)(Diffusion)静态质子，能产生自旋回波信号；而水，由于弥散运动，在G1和G2作用后积累的相位变化不一致。因此回波信号幅度(fúdù)下降。下降幅度(fúdù)与分子扩散有关。第十五页，共42页。常规MR序列(xùliè)，IVIM导致信号损失较小，因测不出扩散。假设成扩散像，要选择梯度场持续时间、间隔和幅度，约在100ms左右产生与IVIM有关的回波信号。Diffusion第十六页，共42页。

T21503006001200b:s/mm2DWI扩散梯度(tīdù)场关系第十七页，共42页。计算基于(jīyú)两次MR扫描：一次正常扫描一次为带扩散作用MR扫描在计算中应考虑：扩散(kuòsàn)与灌注的别离限制和多相扩散(kuòsàn)各向异性扩散(kuòsàn)扩散系数的计算(jìsuàn)第十八页，共42页。Voxel内的质子相散是由扩散与灌注的共同作用的结果，由于灌注时的流量较大，可选用(xuǎnyòng)较小的b使灌注血液产生相散。较大的b使扩散作用明显。扩散与灌注(guànzhù)的别离第十九页，共42页。回波期间(100ms)，水分子运动范围比细胞大得多，假设水分子不能通过细胞膜，那么(nàme)水分子的实际路径受到细胞壁的限制，称为受限制扩散。假设细胞膜对于水分子可通透的，测得扩散系数也与Voxel内质子的多种效应有关(血管内、细胞内、细胞外质子运动)。称为ADC(ApparentDiffusionCoefficient)表观扩散系数。限制(xiànzhì)多相扩散第二十页，共42页。由于扩散梯度具有方向，所测的ADC也具有方向性，如一些白质区域(胼胝体)具有各向异性的水分子扩散。为了防止由于病变而导致的水分子的各向异性扩散，在进行扩散成像时就在不同方向上施加扩散敏感性梯度场(三个正交方向)，最后将所有(suǒyǒu)方向的ADC相加，产生ADCt。各向异性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)扩散第二十一页，共42页。相位(Y)频率(pínlǜ)(X)层面(Z)平均b=50b=1250ADC不同方向(fāngxiàng)施加扩散梯度场各向异性(ɡèxiànɡyìxìnɡ)扩散第二十二页，共42页。二不同(bùtónɡ)方向进行扩散成像，计算ADC扩散是三维的，一般对空间的三个正交方向进行测定(cèdìng)，再得到平均ADC。第二十三页，共42页。扩散系数ADC不同组织扩散系数(ADC)： 脑脊液：ADC=3200mm2/s 灰质(huīzhì)：ADC=800mm2/s 白质：ADC=600mm2/s获得DWI比ADC图像方便，通常也能提供(tígōng)较多信息，DW是一种长T2加权扩散像，ADC效应较小，所以通常用于与ADC像比较。一般常规T2加权像，b=0，无扩散梯度场作用。第二十四页，共42页。灌注(guànzhù)与中风由于血管狭窄或急性中风，导致局部区域血液流动受阻，灌注量的减少。脑组织在一定程度内具有自动调节(tiáojié)灌注量下降所致的障碍功能，通过局部动静脉的扩张来增加rCBF，使rCBF维持在一个正常水平，当灌注量再下降时，这种自身调节(tiáojié)功能丧失，导致rCBF下降，便脑组织局部开始缺血，并使细胞功能失调。第二十五页，共42页。灌注(guànzhù)与中风假设局部缺血过程开展不快，此时体内平衡通过增加氧耗，那么细胞仍然可以存活。假设局部缺血情况加重，能耗加剧，从而影响脑细胞，导致不可逆损伤(堵塞)，此时rCBF急速下降。能量缺乏引起细胞膜去极化(Na+/K+泵功能衰退)，导致离子(lízǐ)进入细胞和水分子集聚(细胞水肿)，脑水肿的形成更加使微血管变得狭窄。第二十六页，共42页。扩散(kuòsàn)成像与中风在超急性局部缺血时ADC会降低20-60%，诊状出现2小时左右，ADC开始明显降低，此时T2加权像仍显示正常。ADC下降并不说明已形成永久损伤，堵塞(dǔsè)后几天，T2加权像出现高信号，CT出现低密度影，但ADC恢复，约10天左右时间到达甚至超过正常值。利用该方法可以区别新旧堵塞(dǔsè)区域。第二十七页，共42页。第二十八页，共42页。DWI信号(xìnhào)特点DWI像信号越强，说明局部缺血组织的水分子扩散受限越多(低扩散，如急性中风)，但DWI的信号强度与扩散率、T1、T2和质子密度层面方向有关，通过(tōngguò)计算来得到ADC。ADC图中：扩散率低的信号强度低(与DWI图像相反)。第二十九页，共42页。扩散(kuòsàn)加权DW成像超急性(jíxìng)6H急性(jíxìng)6DT2DWADCFSESE-EPI第三十页，共42页。灌注与扩散成像对中风(zhòngfēng)的诊断ADC对预测中风范围比rCBV小，研究说明rCBV较准确。rCBF与MTT是通过对造影剂到达Voxel时间来测定，对中风区域预测范围变大。TTP表达了rCBV与ADC的互补(hùbǔ)关系，MTT与TTP提供的信息相似，所测量的中风区域也比rCBV大。第三十一页，共42页。FLAIRDWCBVTTP5小时(xiǎoshí)7天第三十二页，共42页。T2FLAIRADCCBVTTPGd-DTPAPCA2.5小时(xiǎoshí)第三十三页，共42页。一患有镰状红细胞的12岁的男孩(nánhái)左侧出现轻偏瘫(A)在24小时以内，左侧出血性堵塞，右半脑呈正常；(B)4天后右半脑水肿区域。第三十四页，共42页。各向异性扩散(kuòsàn)一患有镰状红细胞的12岁的男孩(nánhái)左侧出现轻偏瘫ADC对预测中风范围比rCBV小，研究说明rCBV较准确。第二峰时，看见动脉区域(ROI3)。病症3小时后，T2和Flair没有发现堵塞，PCA示右侧MCA主干(zhǔgàn)动脉(白色箭)流动信号缺损。TTP表达了rCBV与ADC的互补(hùbǔ)关系，MTT与TTP提供的信息相似，所测量的中风区域也比rCBV大。MR信号变化是造影剂通过血管内(富含造影剂)与血管外邻近脑组织(乏含造影剂)的磁化率差异来测量，血管内平均造影剂浓度正比于R*(造影剂通过前后)的变化，计算R*就得到(dédào)rCBV值。灌注与扩散成像对中风(zhòngfēng)的诊断CBF：每克组织中所包含液体流量(ml/g/s)在相同的CBF下的二个Voxel的CBV情况，CBV正比曲线下的面积(与CBF无关(wúguān))。二不同(bùtónɡ)方向进行扩散成像，计算ADCMR信号变化是造影剂通过血管内(富含造影剂)与血管外邻近脑组织(乏含造影剂)的磁化率差异来测量，血管内平均造影剂浓度正比于R*(造影剂通过前后)的变化，计算R*就得到(dédào)rCBV值。T2DWADC扩散(kuòsàn)加权DW成像下降幅度(fúdù)与分子扩散有关。第二十九页，共42页。4岁小孩左侧基底神经节中风12小时，用DSCMRI，SE-EPI(TR=1.5s)。在造影剂通过期间中观察信号强度：ROI1:右侧基底神经节ROI2:左侧基底神经节ROI3:右侧MCA外围的分枝(fēnzhī)图像信号强度减少(t=12s至25.5s)。可分为三个阶段：基线造影剂前、造影剂第一到达时间和再循环期。第二峰时，看见动脉区域(ROI3)。中风区(ROI2)低CBF，信号没有明显差异，ADCAV、CBF、MTT和CBV像，清楚呈现(chéngxiàn)局部缺血区。第三十五页，共42页。一有心脏病史的3岁男孩，脑部出现多重栓塞。上行为扩散(kuòsàn)法，下行为灌注法(DSCMRI)1.双侧基底神经节慢性(mànxìng)损害，T2像高信号(自由扩散)，ADC像的低信号是FLAIR抑制所致，表达分子高流动性；2.在双侧后部两个最近形成的堵塞区(T2像高信号，扩散未增加)，可能是堵塞出现时间不同，右半球出现扩散像出现假性正常时，左边半球中扩散受限制。3.CBV、CBF和MTT示双侧枕部周边区在程度中比(zhōnɡbǐ)T2与扩散像大，说明灌注减少，但仍能维持。第三十六页，共42页。患镰状红细胞11岁男孩，出现严重头疼，神经系统呈正常(zhèngcháng)。SEEPI(TETR=0.1/1.5s)进行灌注成像，注入GdDTPA0.1mmol/千克。T2和DWI呈现(chéngxiàn)正常，但右侧及左后部出现灌注下降。第三十七页，共42页。Diffusion——应用(yìngyòng)高扩散性的组织，扩散像中呈低信号。急性出血，在三小时后T2加权像无法判别，但在扩散成像中，出