医学学习课件：动态磁敏感对比增强（DSC）脑灌注成像技术及临床应用

1、,动态磁敏感对比增强（DSC）脑灌注 成像技术及临床应用,1、概念及原理 2、扫描技术 3、临床应用,概念及原理,灌注（ Perfusion ） 灌注成像 灌注成像的理论基础 DSC脑灌注成像基本原理 DSC脑灌注成像引发的问题,灌注（ Perfusion ）,灌注是指血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的过程,灌注成像,灌注成像用来反映组织的微血管分布及血流灌注情况的检查技术。 建立在流动效应基础上的成像方法。 提供血流动力学的信息,灌注成像的理论基础,核医学放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律（central volume principle) MTT=CBV/CBF,DS

2、C脑灌注成像基本原理,动态磁敏感对比增强（dynamic susceptibility weighted contrast enhanced，DSC） 是通过静脉快速团注顺磁性对比剂采用快速成像序列，检测带有对比剂的血液，首次流入受检组织时，引起组织的信号强度随时间的变化，来反映组织血流动力学的信息。,DSC脑灌注成像原理引发的问题,为什么强调首次流入？,顺磁性对比剂如何反映组织血流动力学的信息？,为什么要快速团注？,为什么强调首次流入？ 对比剂第一次通过期间，主要存在于血管内，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影响小，故能反应组织的血液灌注情况,带有顺磁性对比剂的血液，在

3、毛细血管内建立起多个小的局部磁场，在毛细血管内外形成一定的磁敏感性差别，从而使组织的T1值、 T2值或T2*值变小 使用T2*敏感序列进行测量，即可观察到组织信号的显著减 少，即所谓的负性增强 通过测量局部脑区域的信号改变就可以得到血流动力学参数 来描述局部微循环信息。,顺磁性对比剂如何反映组织血流动力学的信息？,在一定的浓度范围内，血液T1值和T2*值的变化率与血液中对比剂的浓度呈线性关系,为什么要快速团注？,T2*敏感序列测得时间信号强度曲线 信号下降幅度与血管内造影剂浓度成正比,反应组织的血液动力学状态,扫描技术,扫描序列 扫描方案 扫描方法 对比剂的用量 对比剂注射流率 图像资料的后处

4、理 主要参数,扫描序列,灌注成像目前常用的是平面回波技术（EPI） 主要有两种： SE-EPI： 对毛细血管水平的血管内对比剂敏感 GRE-EPI：对较大范围内的血管均敏感,扫描序列,西门子采用ep2d_perf_p3序列，其基本方法是在一个强的预备脉冲后施加一系列快速振荡的梯度脉冲链，同时采集信号,ep2d-fid,扫描方案,扫描方法,扫描方法为序列开始扫描4（文献6-8）次后高压注射器开始注药，扫描60个动态，持续130分钟,对比剂的用量,采用单倍剂量顺磁性对比剂Gd-DTPA（0.1mmol/kg） 剂量小：对比剂产生的信号下降程度小，易受背景噪声干扰，导致计算结果误差大。 剂量大：由于

5、弹丸效应使对比剂通过脑组织血管时间延长，同时由于二次灌注使信号曲线与实际有明显偏差。,对比剂注射流率,使用高压注射器，注射流率为4.5ml/s，加注同样流率的生理盐水20ml（冲管） 团注速度过慢 信号下降幅度降低，易导致参数计算错误。,图像资料的后处理,将资料传到工作站，获得时间-信号强度曲线，然后通过计算机的处理进而得到组织血流灌注的半定量信息如脑血容量，脑血流量及平均通过时间图，确定兴趣区（ROI）以获得相应的数据。,主要参数,1 局部脑血容量（rCBV)指单位时间内一定脑组织的血容量， 2 局部脑血流量（rCBF)指在单位时间内流经一定量脑组织血流量，rCBF越小，意味着脑组织的血流量

6、越低,主要参数,局部平均通过时间（rMTT) 开始注射对比剂到时间密度曲线下降至最高强化值一半时的时间， 主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间（s） 长短明确反映了脑组织血液微循环的通畅情况 当平均通过时间较长时，说明血液在局部组织内停留时间较长，多数情况是由于病理状态造成的微循环不畅,主要参数,峰值时间（TTP） 在时间信号曲线上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时间 TTP值越大，意味着最大对比剂团峰值到达脑组织的时间越晚,正常灌注MR表现,CBV图 -皮层基底节 白 质 -高信号代表CBV增加，低信号CBV降低,MTT图 白质基底节皮层 高信号MTT延长，低信号MTT较短或MTT消失

7、,临床应用,MR脑灌注临床应用,1、脑缺血性病变 2、颅内占位性病变 3、缺血性脑白质疏松症 4、老年性痴呆 5、创伤性脑损伤 6、脑静脉或硬脑膜窦血栓,脑缺血性病变,从CBF变化过程看，脑血流的下降到急性脑梗死的发生经历了3个时期： 脑灌注压下降引起脑局部血流动力学异常改变 脑循环储备力失代偿性低灌注造成神经元功能改变 CBF下降超过脑代谢储备力才发生不可逆转的神经元形态学改变，即脑梗死。 前2个时期称为脑梗死前期， TIA 属此期。,29,脑缺血的影像检查,脑缺血的三个阶段 影像检查对应的病理阶段,血流下降,脑血流 主要较大血管：MRA；CTA；DSA 微循环情况：CT MR灌注成像；PE

8、T；ECT 细胞功能 脑扩散MR（DWI）：细胞膜钠钾泵功能异常 MRS：细胞代谢异常 组织结构 Flair；T2；CT,脑缺血性病变,约50%TIA患者在发病12h内的PWI上存在异常灌注区，主要为： TTP延长：主要原因是血流速度慢和侧支循环供血 MTT延长：提示脑灌注压降低，脑灌注储备受损 若 CBV、CBF明显减少，提示组织灌注不足 CBV增加或接近正常，提示侧支循环形成,脑缺血性病变,急性缺血性脑梗死 脑缺血灶： 由 中央的梗死核心区、 缺血半暗带（IP）构成。 梗死核心区： 不可逆损伤组织。 缺血半暗带： 神经元电生理活动停止，侧支供血仅能维持细胞膜稳定，长期低灌注终将导致梗死，溶

9、栓治疗的主要目的是恢复IP的血供。,脑缺血性病变,CBV图：异常低灌注区多代表梗死核心，即最终梗死区； CBF图：异常灌注区代表缺血组织，可提供CBV图不能反映的血流动力学改变。 MTT和TTP图对组织低灌注最敏感，可最大范围的显示低灌注区。 急性缺血PWI参数图异常范围大小顺序： MTTCBFCBV,脑缺血性病变,灌注不足：MTT明显延长，CBV减少，CBF明显减少。 侧支循环信息：MTT延长，CBV增加或尚可。 血流再灌注信息：MTT缩短或正常，CBV增加，CBF正常或轻度增加。 过度灌注信息：CBV与CBF均显著增加。,M 80Y DWI 颞枕顶叶散在多发急性埂塞灶,MTT,TTP,左侧额顶颞枕叶MTT、TTP延长,左侧额顶颞枕叶CBF下降,左侧额顶颞枕叶CBV下降,CBF,CBV,TTP,MTT,F 76y左侧颞顶枕叶大面积急性梗塞灶灌注减低,TTP,CBV,CBF,CBV,TTP,MTT,M 83Y左基底节区额颞顶叶多发急性埂塞灶,左侧大脑半球MTT延长,TTP,CBF,CBV,TTP,MTT,左侧颈内动脉未见显影，左侧大脑前动脉A1段显影浅淡，升支未