头部MR成像技术

1、头部扫描序列技术简介 林志超 暨南大学附属第一医院影像中心,本中心机器设备,HD 1.5T MRI,光 纤 M R,脑 功 能 播 放 器,高 压 注 射 器,头部一般常规序列,1 3-pl Loc 三平面定位（层厚：6/1或5/1.5mm) 2 Calibration Scan 校准扫描 3 OAx T2 Propeller 轴位T2运动伪影矫正扫描 4 OAx T1flair 轴位T1Flair扫描 5 OAx T2flair 轴位T2Flair扫描 6 OAx DWI Asset 轴位弥散加权成像 增强 7 OAx 3DT1+C 三维容积T1增强 (1.2/0mm) 8 OAx T1+C

2、 轴位T1增强 (6/1或5/1.5mm ) * OSag T1+C 矢状位T1增强 * OCor T1+C 冠状位T1增强,头 颈 线 圈,要求同一 层面有AP AP连线分 为颅顶及 颅底病灶,扫描 定位 与 图像,头 线 圈,横断面T1Flair加权成像,图像参数特点： 采用180度翻转脉冲增加SNR和对比度，TI=720-760，TR较长，为缩短扫描时间可用1个NEX。 一般情况下，使用两次采集，TR=1750，TI=720-760。两次采集可以增加灰白质对比度，提高信噪比。如果是两次采集，而TR时间大于2000，则脑室旁会出现黑边伪影。 附带上下饱和带，减轻血管搏动伪影。 SCIC可减

3、轻相控阵线圈信号的不均匀。 临床应用： 梗塞或出血性疾病 颅内占位 颅内异常信号 先天性畸形,横断面Propeller T2加权成像,图像参数特点： Propeller T2技术已经成为常规的头部横断面T2扫描序列，增加分辨率，改善图像质量，消除运动和金属伪影。 如果降低分辨率和增加ETL和带宽，则校正运动的效果更明显。 SCIC可减轻相控阵线圈信号的不均匀，不使用PURE。 TE时间影响脑灰白质和脑脊液对比度，TE时间可通过带宽、矩阵来间接调整，使用TE时间位于100-120ms之间。 临床应用： 梗塞或出血性疾病 颅内占位 颅内异常信号 先天性畸形,横断面T2加权自由水抑制成像,图像参数特

4、点： 横断面T2Flair，附带上下饱和带。 User CV中强制两次采集，以更好地抑制脑脊液流动的信。 TE时间影响扫描时间，缩短扫描时间可增加TE时间（TE=160）。 翻转时间TI=2000-2100，TR时间为翻转时间的四倍以上。此序列T2对比度和水抑制的效果，依靠TR、TE、TI时间和ETL来共同形成的，不能随意修改。 临床应用： 梗塞或出血性疾病 颅内占位 颅内异常信号 先天性畸形,横断面弥散加权成像,图像参数特点： 横断面弥散加权成像，一个序列中有两套图像，一套为b=1000的弥散加权图像，一套为b=0的T2加权图像。 诊断超早期脑梗塞，b=1000，三个弥散梯度方向平均弥散，频

5、率编码为左右方向，需用FUNCTOOL进行后处理计算ADC值以消除T2 Shine Through效应（DWI图像上的高信号既有可能由弥散受限引起，亦有可能组织的T2值延长引起）。 提高NEX时改善图像SNR，如果病人无法控制运动，NEX=1。 注意： 频率编码为左右方向，否则DWI图像会出现左右不对称变形伪影。 临床应用： 超早期或中晚期脑梗塞 颅内占位 颅内异常信号 先天性畸形,横断面T2*加权成像,图像参数特点： TE越长，T2*权重越重，对出血或含铁血黄素沉积越敏感。 添加流动补偿，减轻血管搏动伪影。 T2*加权使用较小翻转角，一般小于20。 GRE序列信噪比较低，可使用较小接收带宽。

6、 临床应用： 颅内出血。 脑实质钙化或铁沉积。,术中导航序列技术-3DBRAVET1,3DT1三维容积T1成像,图像特点： T1，灰白质对比度更好 层厚薄（1/0) 多平面重建 血管 对病灶任意重建 临床价值： 颅内病变显示较清晰 术中导航,头部一般扫描常规序列,病例分析：脑占位,3 D 成 像,2 D 成 像,病例分析：脑出血,T2加权图像上右侧小脑半球可见明显高信号团块影，T2Flair亦呈边缘高信号而中心信号略低，并有低信号边缘，外围出现水肿高信号。T1图像上中心低边缘高的信号表现，说明出血表现。,病例分析：脑肿瘤,T2加权图像，右侧脑干内听道附近中低信号占位，肿块实质与小脑之间有高信号

7、脑脊液，在增强的三个断面T1图像中，肿块呈均匀强化，并见脑膜增厚强化表现。,TOF法，头部不打药动静脉成像技术,横断面头部三维血管定位图像,在矢状面定位像上定位横断面三维多个扫描块，冠状面调整左右角度，横断面调整旋转角度。 头部三维血管成像，为了减轻饱和效应，采用三块扫描方式。 FOV中心位于解剖中心，扫描范围一般从枕骨大孔处至胼胝体上缘，采用纯轴位或斜位均可。 块与块之间重叠范围相当于块厚的25%。 添加上饱和带消除静脉信号。 大部分情况下，采用脂肪抑制；如果有金属假牙伪影，建议去掉脂肪抑制。,横断面3D TOF MRA多块扫描,图像参数特点： TR时间影响扫描时间。TR时间的选择需要平衡血

8、液流动速度，TR越短则血液流入增强效应越明显，但同时流入血液的饱和效应更明显。 添加脂肪抑制和磁化传递，能抑制背景信号强度，血管更亮。但在脑梗塞或金属假牙时，不建议使用。 若在重建时观察到阶梯样信号不均，使用斜坡脉冲，也可考虑增加TR时间。 首选ASSET（Accelleration Factor=1.50-2.0）缩短扫描时间。 施加上饱和消除静脉影，建议使用PURE，PURE后处理过程会增加血管亮度和均匀性。 TE时间影响背景信号强度，可调节带宽使TE时间位于Out of Phase。 临床应用： 血管瘤、动静脉畸形或脑出血。 脑梗塞，烟雾病等等。,OCor 2D TOF MRV，冠状面静

9、脉成像定位方法图像,纯冠状面定位，在矢状定位像上自后向前定位。 通常认为静脉自前向后流动，逆向血流划线，增强流入增强效应。 添加下饱和消除动脉信号。 扫描时间与扫描层数直接相关，可考虑要用部分Phase FOV缩短扫描时间。,冠状面2D TOF MRV,图像参数特点： 将翻转角大于70度以增加血管亮度。 扫描时间与扫描层数成正比。 临床应用： 静脉栓塞。 肿瘤性病变累及静脉系统。 注意： 大部分情况下，左右横窦静脉血液流动不对称，必要时增强扫描。,动静脉畸形,立体直观显示出病灶的位置,动脉瘤,三维定位瘤体的位置,脑肿瘤,肿瘤与动脉、静脉间的关系,病例分析：脑梗死,波谱成像，MRS技术,MRS:

10、多体素波谱，定位方法图像,纯轴位的波谱扫描平面不能放置到斜位定位像上。在横断面定位像上找到病灶中心层面，左键点击，放置ROI，拉动四个角改变ROI大小，矢和冠状面定位像上不能移动ROI，否则后处理时没有定位像。 增强后能充分显示出强化的肿瘤实质，更有利于放置波谱ROI。 在多体素扫描中，ROI的大小既要包括肿瘤实质部分，亦要包括周围正常脑实质，以有利于不同的病变组织与正常脑组织的比较。 在三个平面中观察，如果ROI周围有骨胳、脂肪、空气等干扰组织，需要添加切线位饱和带。,中枢神经系统波谱谱线临床意义,N-乙酰基天门冬氨酸（NAA），正常脑组织第一大峰，位于2.02-2.05ppm，仅存在于神经

11、元内，而不会出现于胶质细胞，是神经元密度和生存的标志。 肌酸（Creatine），正常脑组织的第二大峰，位于3.03ppm附近；峰值一般较稳定，常作为其它代谢物信号强度的参照物。 胆碱（Choline），位于3.2ppm附近，评价脑肿瘤的重要共振峰之一，快速细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快，胆碱峰增高。 乳酸（Lac），位于1.32ppm，由两个共振峰组成，TE=144，乳酸双峰向下；TE=288，乳酸双峰向上；正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主，检测不到Lac峰，此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解加强。 脂质（Lip），位于1.3、0.9、1.5和6.0ppm，频率与Lac相似，可

12、遮蔽Lac峰；此峰多见于坏死脑肿瘤。 肌醇（mI），位于3.56ppm，用STEAM技术显示，认为是激素敏感性神经受体的代谢物，mI含量的升高与病灶内的胶质增生有关。mI峰主要用STEAM序列观察。,病例分析：脑转移瘤,T2加权图像上可见枕叶类圆形占位病灶，呈中低信号，内部信号不均，边界清楚，并伴大面积水肿。 仔细放置饱和带，以消除周围骨胳、脂肪等干扰，必要时添加切线位饱和带 多体素波谱上可见肿瘤区域胆碱Choline峰明显升高，胆碱评价脑肿瘤的重要共振峰之一，快速细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快，胆碱峰增高 无NAA，表示神经元密度和生存问题 高耸的脂质峰表示坏死脑肿瘤。,病例分析：胶质

13、瘤,右侧大脑T1图像上右额叶占位病灶，信号混杂，伴液化坏死，围绕低信号水肿，大脑中线左移。 多体素波谱，病灶实质区域NAA明显下降，表示神经元密度和生存减少（NAA神经元密度和生存的标志） Choline明显升高，评价脑肿瘤的重要共振峰之一，快速细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快。 未见脂质峰，脂质峰多见于坏死脑肿瘤,神经纤维-张量成像，DTI技术,Ax DTI扫描方案,3DT1: 在三平面矢状面定位像上定位三维T1扫描块，全脑覆盖，冠状面定位像上调整左右位置。 高分辨率薄层扫描，以实现白质纤维在各个断面上与解剖像进行融合。 DTI: DTI扫描层数受TR时间的影响，在全脑扫描的前提下，如果

14、减少层厚，增加层数，可适当增加TR时间以增加扫描层数。 定位线保持正轴位，频率编码位于左右。 增加NEX改善信噪比。 增加弥散敏感梯度的方向，改善重建的FA图像。,磁共振弥散张量成像-DTI,实现活体观察组织结构的完整性和连通性，利于对各种疾病的引起的白质纤维束的损害程度及范围的判断。 可用于显示脑白质内神经传导束的走行方向，实现对人的中枢神经纤维精细成像。,DTI，弥散张量成像图像,图像参数特点： 弥散b值一般为1000 ，TR=8000-10000ms，TE默认为最短。 弥散敏感梯度施加方向一般选择1325个。 DTI原理： DTI是在DWI的基础上施加6个以上梯度场获取脑实质内水分子弥散

15、方向的信息。 衡量水分子弥散方向的指标叫部分各向异性值FA。 FA图反映水分子弥散方向的各向异性，彩色FA图像对白质纤维素走行方向用颜色进行标识，前后为绿色，左右为红色，上下为蓝色。 临床应用： DTI可以计算出ADC、FA、VR值等，FA对白质损伤比较敏感，所以临床应用较多。 多发性硬化、脑外伤、脑肿瘤。,病例分析：胶质瘤DTI成像重建FA图,右侧大脑半球可见大片水肿瘤信号，中线左移，ADC图像上，水肿带水分子弥散增加，FA图像上可见肿瘤水肿区域FA值下降，脑白质纤维受推移，边界相对清楚。,病例分析：脑占位,头部灌注，PWI技术,PWI 扫描方案,3DT1: 在三平面矢状面定位像上定位三维T

16、1扫描块，全脑覆盖，冠状面定位像上调整左右位置。 高分辨率薄层扫描，以实现白质纤维在各个断面上与解剖像进行融合。 PWI 复制横断面定位线，注意灌注扫描Phase FOV=1。 频率编码为左右方向，这样可以减轻EPI图像变形。 一般情况下，动态扫描不建议使PURE。 注意，PWI扫描层数不能超过允许扫描的层数，必须一次采集完成，必要时TR时间,头部灌注:PWI,图像参数特点： NEI即为rCBV，MTE即为MTT 为提高时间分辨率和信噪比，可用较小的矩阵。 TE时间越长，对造影剂引起磁敏感效应越敏感，但图像变形会更大。 5ml/s,马根，15ml，盐水15ml 对比剂首过期间，主要存在于血管内

17、，血管外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受弥散因素的影响很小，故能反映组织血液灌注的情况，间接反映组织的微血管分布情况。 临床应用： 对血供变化最敏感的扫描序列。 与弥散加权对照，确定缺血半暗带和再灌注时间窗。 颅内和转移瘤鉴别。 胶质瘤级别鉴别。,头部灌注后处理FUNCTOOL,PWI后处理得到四套 功能图像 CBV,脑血容量 CBF，脑血流量 MTT，平均通过时间 TTP，达峰时间,病例分析：脑肿瘤,T1图像上可见中低信号占位，及其周围大面积水肿低信号。灌注图像上可见CBV较高的区域是肿瘤实质，同时相应区域的MTT延长，水肿带MTT略升高，CBV明显下降。,T1 CBV MTT,病例

18、分析：血流方面评估,T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，肿瘤血供异常丰富。,T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，血供丰富的区域为复发的肿瘤组织，相比T1强化区域，对肿瘤实质定位更精确。,脑功能：BOLD技术,BOLD扫描定位,BOLD 扫描层数受TR时间的影响而有限制，当BOLD扫描范围从大脑顶叶至颅底，扫描层数有限时，增加扫描层厚以符合临床扫描范围需要。大部分激活区位于顶叶，最上面一层定位线要包括顶叶灰质结构。定位线保持正轴位，频率编码位于左右。 T1 WI复制脑功能定位线。 一共扫描128期，6分24秒

19、。 开始8期为静息状态，共24秒。 10期动手刺激状态，共30秒。 10期静止状态，共30秒。 一动一静为一组，共6组。 总结：一共6分24秒，前面24秒为静息状态，然后30秒动手，30秒休息，反复6次。 图像过程： 扫描前需要动手训练。 动手时，必须直接观察到手部在运动。,血氧水平依赖脑功能成像,图像参数特点： 采用GRE EPI序列进行扫描，此序列对磁敏感效应最为敏感，可以探测脑功能区含氧血红蛋白和脱氧血蛋白比例的差异，引起的磁敏感效应的差异。 TR=3000ms，TR根据不同实验可进行调整。 原理： BOLD利用EPI系列采集皮层活动区血氧饱和度变化，反映脑皮层区在外界刺激状态下的功能情

20、况。 可分为：静息态、任务态 临床应用： 可获得实验设计下的皮层活动状态 可以观察功能区活动程度 术前功能区定位，避免术中损伤,BOLD任务态后处理图,右脚运动时：桥脑右份、右侧小脑半球边缘、左侧、小脑半球后部、右侧枕叶后部（舌回）、双侧额叶（额中回、额上回）、双侧扣带回及双侧顶叶见斑片状激活区。其中病灶术区外侧缘及后缘见较多片状激活区。,ASL，动脉自旋标记技术不打药灌注,ASL成像技术,外源性示踪剂: 钆对比剂大分子不能随意扩散 利用血脑屏障所建立的磁敏感差别对比 信号变化与对比剂浓度不完全相关 肾功能不全者无法进行 计算结果受使用的数学模型影响大 内源性示踪剂 能可随意扩散更好反应组织水

21、平灌注，ASL示踪剂实际上是纵向磁化矢量，所以可以采用FSE或GRASE进行成像 完全无创的，存在出血病灶或肾功能不全者仍可以进行检查 动脉自旋标记成像，是对在成像平面的上游血液进行标记使其自旋弛豫状态改变，待被标记的血流对组织灌注后进行成像。 两组对比图像： 标记像，成像区包含静态组织和流入组织的标记血液信息。 非标记像，对成像区进行的非标记血液成像，同样包括静态背景组织信息。 灌注像 = 标记像 - 非标记像,ASL扫描定位方法,在三平面矢状面图像上定位，三维成像块，在冠状面图像上调整左右位置，横断面图像上调整旋转角度。为了避免颅底磁敏感伪影的影响，可在矢状面定位像调整定位线角度避开颅底结

22、构。 从全脑扫描 建议薄层高分辨率扫描，可以增加对小病灶的检出，分辨率越高图像效果越好。 一般血流速度为1525,ASL成像,成像特点： 基于FSE序列，图像伪影小。 三维成像扫描范围广，图像信噪比高。 螺旋状K空间填充，扫描速度快。 连续标记，动脉血液标记效率高。 背景抑制优化，突出血流量信息 采集方式： 基于高保真梯度平台实现了采集效率最高的Spiral采集与信噪比更高更稳定的FSE的完美统一 可得到：血流情况 临床应用： 与弥散加权对照，确定缺血半暗带和再灌注时间窗。 颅内和转移瘤鉴别。 胶质瘤级别鉴别,病例分析：头晕,3D ASL所显示结果与对比剂灌注扫描中的对比剂到达时间及达峰时间结果 一致，这说明3D ASL反