磁共振臨床應(yīng)用及進(jìn)展業(yè)界優(yōu)制課件

1、磁共振成像新進(jìn)展 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院王效春1扶風(fēng)書屋磁共振成像新進(jìn)展 山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院1扶風(fēng)書屋磁共振成像(MRI)利用人體組織中氫原子核（質(zhì)子）在磁場(chǎng)中受到射頻脈沖的激勵(lì)而發(fā)生核磁共振現(xiàn)象，產(chǎn)生磁共振信號(hào)，經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)處理，重建斷層圖像的成像技術(shù)。2扶風(fēng)書屋磁共振成像(MRI)利用人體組織中氫原子核（質(zhì)子）在磁場(chǎng)中受 1、多參數(shù)灰階成像 T1WI: MR圖像主要反映的是組織間T1值的差別 T2WI: MR圖像主要反映的是組織間T2值的差別 PdWI: MR圖像主要反映的是組織間質(zhì)子密度值差別3MR圖像特點(diǎn) 3扶風(fēng)書屋 1、多參數(shù)灰階成像 3MR圖像特點(diǎn) 3扶風(fēng)書屋同一組織或病變?cè)诓煌?/p>

2、的成像序列具有不同的信號(hào)強(qiáng)度。T1WIT1值長(zhǎng)，信號(hào)低（黑）T1值短，信號(hào)高（白） T2WIT2值長(zhǎng)，信號(hào)高（白）T2值短，信號(hào)低（黑）4T1WIT2WI4扶風(fēng)書屋同一組織或病變?cè)诓煌某上裥蛄芯哂胁煌男盘?hào)強(qiáng)度。4T1WI軸位、矢狀位、冠狀位、 任何傾斜位2、多方位成像55扶風(fēng)書屋軸位、矢狀位、冠狀位、 任何傾斜位2、多方位成像55扶風(fēng)書屋3、流空效應(yīng)定義：射頻脈沖所激發(fā)的質(zhì)子在接收線圈獲取MR信號(hào)時(shí)，已流出成像層面；而此時(shí)成像層面內(nèi)原部位的質(zhì)子為流入的非激發(fā)質(zhì)子，故不能產(chǎn)生MRI信號(hào)，呈無信號(hào)黑影。流空效應(yīng)：不用對(duì)比劑使血管成像66扶風(fēng)書屋3、流空效應(yīng)定義：射頻脈沖所激發(fā)的質(zhì)子在接收線圈獲

3、取MR信號(hào)4、MR對(duì)比增強(qiáng)效應(yīng)定義：順磁性對(duì)比劑可以縮短周圍質(zhì)子的弛豫時(shí)間。7扶風(fēng)書屋4、MR對(duì)比增強(qiáng)效應(yīng)定義：順磁性對(duì)比劑可以縮短周圍質(zhì)子的弛豫5、偽彩色功能圖像不同功能成像的技術(shù)，是正常或病變組織以偽彩色顯示在解剖結(jié)構(gòu)背景上。8扶風(fēng)書屋5、偽彩色功能圖像不同功能成像的技術(shù)，是正?；虿∽兘M織以偽彩6、無電離輻射7、無骨骼偽影9扶風(fēng)書屋6、無電離輻射9扶風(fēng)書屋禁忌癥心臟起搏器、體內(nèi)有體磁性物質(zhì)、重癥監(jiān)護(hù)患者10扶風(fēng)書屋禁忌癥心臟起搏器、體內(nèi)有體磁性物質(zhì)、重癥監(jiān)護(hù)患者10扶風(fēng)書屋11扶風(fēng)書屋11扶風(fēng)書屋12扶風(fēng)書屋12扶風(fēng)書屋一、磁共振功能成像磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weight

4、ed Imaging , DWI）擴(kuò)散張量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI）磁共振灌注加權(quán)成像(Perfusion Weighted Imaging , PWI ）磁共振波譜成像（MR spectroscopy，MRS） 功能磁共振成像(functional MRI, fMRI ）磁敏感加權(quán)成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）13扶風(fēng)書屋一、磁共振功能成像磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion W磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）彌散（diffusion）：指分子的隨機(jī)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，又稱布朗運(yùn)動(dòng)，是人體重要的生理活動(dòng)，是體內(nèi)的

5、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方式之一。彌散是一物理過程，其原始動(dòng)力為分子的熱能。14扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）彌散（diffusion）：指分磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）DWI是利用活體組織中水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，反映組織和細(xì)胞微觀結(jié)構(gòu)和功能的一種MR成像技術(shù)。水分子的運(yùn)動(dòng)包括細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外、跨細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注；細(xì)胞外運(yùn)動(dòng)及微循環(huán)灌注是組織DWI受限的主要原因。15扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）DWI是利用活體組織中水分子的彌磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像彌散系數(shù)（diffusion coefficient，D）：?jiǎn)蝹€(gè)水分子單位時(shí)間內(nèi)隨機(jī)彌散的平均范圍 ( mm/s) 。由于組織間D值不同而形成DWI圖像16

6、扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像彌散系數(shù)（diffusion coeffi表觀彌散系數(shù)(Apparent diffusion coefficient，ADC) ：來衡量水分子在人體組織環(huán)境中的彌散運(yùn)動(dòng)。把影響水分子運(yùn)動(dòng)的所有因素（隨機(jī)和非隨機(jī)）都疊加成一個(gè)觀察值，反映彌散敏感梯度方向上的水分子位移強(qiáng)度。ADC值越高，組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，在DWI圖上表現(xiàn)為低信號(hào)，相反ADC值越低，DWI圖上表現(xiàn)為高信號(hào)。 17扶風(fēng)書屋表觀彌散系數(shù)(Apparent diffusion coef根據(jù)Stejiskal-Tanner公式，ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2) S2與S1是不同b 值條件下的信號(hào)

7、強(qiáng)度。18扶風(fēng)書屋根據(jù)Stejiskal-Tanner公式，18扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)病變定性診斷腦梗死：超急性、急性腦梗死判斷梗死核心蛛網(wǎng)膜囊腫和表皮樣囊腫鑒別腫瘤的定性和分級(jí)診斷囊性腫瘤與膿腫鑒別實(shí)性19扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)病變19扶風(fēng)書屋20扶風(fēng)書屋20扶風(fēng)書屋蛛網(wǎng)膜囊腫21扶風(fēng)書屋蛛網(wǎng)膜囊腫21扶風(fēng)書屋表皮樣囊腫術(shù)后殘存22扶風(fēng)書屋表皮樣囊腫術(shù)后殘存22扶風(fēng)書屋腦膿腫23扶風(fēng)書屋腦膿腫23扶風(fēng)書屋多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤24扶風(fēng)書屋多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤24扶風(fēng)書屋磁共振全身彌散技術(shù)（Whole Body Diffusion Weighted Imaging，WB DWI）是近幾年最新發(fā)展起來的磁共振

8、技術(shù)，俗稱磁共振類PET成像技術(shù)（MR PET）敏感性高，無輻射，是非常適合于臨床篩查的一項(xiàng)檢查手段；對(duì)全身各系統(tǒng)的惡性腫瘤原發(fā)灶及淋巴結(jié)與骨轉(zhuǎn)移灶具有很高的診斷價(jià)值 。25扶風(fēng)書屋磁共振全身彌散技術(shù)（Whole Body Diffusio26扶風(fēng)書屋26扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散張量成像（DTI）擴(kuò)散張量成像（DTI）在多個(gè)方向上施加彌散敏感的梯度脈沖并采集彌散信息，能描述每一個(gè)方向上水分子彌散的各向異性的組織彌散特征。經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理可獲得白質(zhì)纖維走行圖。27扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散張量成像（DTI）擴(kuò)散張量成像（DTI）在多個(gè)方向磁共振擴(kuò)散張量成像各向同性（isotropic）：各方向的彌散速度均為同步

9、，表現(xiàn)為相同的彌散系數(shù)。各向異性（anisotropic）：水分子彌散運(yùn)動(dòng)在各個(gè)方向不同步性，稱之為各向異性。各向異性分?jǐn)?shù)（FA）是水分子各向異性成分占整個(gè)彌散張量的比例，描述水分子在彌散過程中方向和速度上的不均勻性。其范圍在01之間，0代表最大的各向同性，1代表各向異性的最大值。28扶風(fēng)書屋磁共振擴(kuò)散張量成像各向同性（isotropic）：各方向的彌臨床應(yīng)用反映白質(zhì)纖維束的病理狀態(tài)及其與鄰近病變的解剖關(guān)系 ；白質(zhì)纖維走行圖對(duì)于手術(shù)方案的選擇、預(yù)后的評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)。29扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用反映白質(zhì)纖維束的病理狀態(tài)及其與鄰近病變的解剖關(guān)系 ；FA彩色編碼圖30扶風(fēng)書屋FA彩色編碼圖30扶風(fēng)書屋3

10、1扶風(fēng)書屋31扶風(fēng)書屋胼胝體張量32扶風(fēng)書屋胼胝體張量32扶風(fēng)書屋良性腦膜瘤PART 433扶風(fēng)書屋良性腦膜瘤PART 433扶風(fēng)書屋 良性腦膜瘤PART 434扶風(fēng)書屋 惡性腦膜瘤PART 435扶風(fēng)書屋 磁共振灌注加權(quán)成像（PWI）反映組織內(nèi)微血管分布及血流灌注通過測(cè)量不同的血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，如腦血容量（CBV）、腦血流量（CBF）、平均通過時(shí)間（MTT）等來達(dá)到無創(chuàng)傷性測(cè)量腦灌注的MR技術(shù)。36扶風(fēng)書屋磁共振灌注加權(quán)成像（PWI）反映組織內(nèi)微血管分布及血流灌注3腦血容量（CBV） 是指在指定區(qū)域腦組 織內(nèi)的血容量，通常以mL/100 g腦組織來示。腦血流量（CBF） 指每單位時(shí)間內(nèi)通過指定

11、區(qū)域腦組織的血液體積，通常用mL/(100 gmin)表示。平均通過時(shí)間（MTT）指血流通過一個(gè)指定區(qū)域腦組織所需的平均時(shí)間，通常用s來表示。達(dá)峰時(shí)間（TTP）指對(duì)比劑團(tuán)達(dá)到興趣區(qū)所用的時(shí)間。37扶風(fēng)書屋腦血容量（CBV） 是指在指定區(qū)域腦組 織內(nèi)的血容量，通常以臨床應(yīng)用急性腦梗死缺血半暗帶和梗死核心評(píng)估；腫瘤的組織學(xué)評(píng)價(jià)、分級(jí)；對(duì)腦腫瘤治療后效果的評(píng)估；腫瘤復(fù)發(fā)和放療壞死的鑒別。38扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用急性腦梗死缺血半暗帶和梗死核心評(píng)估；38扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用 1. 腦梗死 MR灌注成像對(duì)腦梗死的診斷，MTT對(duì)缺血最敏感 ，rCBV和rCBF對(duì)早期腦梗死的診斷特異性較高。 急性腦梗塞時(shí)，MR灌注成

12、像lh之內(nèi)即可探測(cè)到，通常，CBV多無變化，但CBF下降，MTT延長(zhǎng)。 39扶風(fēng)書屋臨床應(yīng)用 1. 腦梗死39扶風(fēng)書屋DWICBVMTT40扶風(fēng)書屋DWICBVMTT40扶風(fēng)書屋41扶風(fēng)書屋41扶風(fēng)書屋 2. 腦 腫 瘤 PWI主要用來評(píng)價(jià)腫瘤內(nèi)的新生血管，為腫瘤的分級(jí)和組織學(xué)的惡性程度判定提供佐證，及用來指導(dǎo)腦腫瘤的立體定向組織活檢和腫瘤的復(fù)發(fā)與壞死的鑒別。42扶風(fēng)書屋 2. 腦 腫 瘤 PWI主要用星形細(xì)胞瘤II級(jí)CBV圖 灌注曲線 腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)瘤周水腫區(qū)對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)對(duì)側(cè)正常腦灰質(zhì)43扶風(fēng)書屋星形細(xì)胞瘤II級(jí)CBV圖 灌注曲線 腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)瘤周水腫區(qū)對(duì)側(cè)間變性星形細(xì)胞瘤級(jí)腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)對(duì)側(cè)正常腦

13、白質(zhì)瘤周水腫區(qū)對(duì)側(cè)正常腦灰質(zhì)CBV圖 灌注曲線 44扶風(fēng)書屋間變性星形細(xì)胞瘤級(jí)腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)對(duì)側(cè)正常腦白質(zhì)瘤周水腫區(qū)對(duì)側(cè)正磁共振波譜分析磁共振波譜（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一能無創(chuàng)傷地檢測(cè)活體內(nèi)代謝物的方法，可進(jìn)行活體腦組織的代謝、生化研究及定量分析。45扶風(fēng)書屋磁共振波譜分析磁共振波譜（MR spectroscopy，M主要測(cè)量的代謝產(chǎn)物包括：N-乙酰門冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）膽堿(choline，Cho)肌酸(creatine，Cr)乳酸(lactate，Lac)肌醇(myo-inositol,mI)46扶風(fēng)書屋主要測(cè)量的代謝產(chǎn)物包括：46扶

14、風(fēng)書屋磁共振波譜常見代謝產(chǎn)物N-乙酰門冬氨酸（NAA）：人腦內(nèi)含有大量N-乙酰氨基酸，這些化合物在質(zhì)子波譜化學(xué)位移2.02 ppm(part per million)處形成波峰。NAA主要存在于神經(jīng)元內(nèi)，所以被稱為神經(jīng)元的“內(nèi)標(biāo)物”，它的含量多少反映神經(jīng)元的功能狀況。 47扶風(fēng)書屋磁共振波譜常見代謝產(chǎn)物N-乙酰門冬氨酸（NAA）：人腦內(nèi)含有肌酐/磷酸肌酐（Cr/PCr）：化學(xué)位移為3.0和3.94ppm的共振信號(hào)代表磷酸肌酐(PCr)和肌酐(Cr)。除ATP外PCr為細(xì)胞能量代謝的主要儲(chǔ)能形式。 膽堿（Cho）：3.2ppm的共振信號(hào)主要源于細(xì)胞膜和膽堿能神經(jīng)元的突觸末稍等組織中的膽堿及膽堿能

15、化合物，并且它們是脂類代謝的一部分。膽堿濃度的增加常見于腫瘤組織或多發(fā)性硬化斑塊。48扶風(fēng)書屋肌酐/磷酸肌酐（Cr/PCr）：化學(xué)位移為3.0和3.94p乳酸（Lac）：為糖酵解的終產(chǎn)物，化學(xué)位移在1.32ppm。正常情況細(xì)胞能量代謝以有氧氧化為主，所以在1H-MRS往往檢測(cè)不到。它在評(píng)估缺血和腫瘤時(shí)能起到重要作用。Lac增加常常出現(xiàn)在惡性膠質(zhì)瘤中，Henriken等認(rèn)為L(zhǎng)ac有助于良惡性膠質(zhì)瘤的鑒別。 肌醇（Ins）：是一種環(huán)己醇，采用較短TE時(shí)間時(shí)出現(xiàn)在3.56ppm。Ins標(biāo)記腦組織神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。Ins增高在Alzheimer病具有較高的特異性，在糖尿病和透析病人腦內(nèi)也可發(fā)現(xiàn)Ins增高的

16、現(xiàn)象。Kreis等發(fā)現(xiàn)正常腦有時(shí)會(huì)出現(xiàn)微弱的谷氨酸（Glu）和谷氨酰胺（Gln）的波峰，一般不會(huì)出現(xiàn)乳酸（Lac）和丙基酸（Ala）。 49扶風(fēng)書屋乳酸（Lac）：為糖酵解的終產(chǎn)物，化學(xué)位移在1.32ppm。1H-MRS各代謝物意義代謝物名稱意 義Cho磷脂代謝的成分，細(xì)胞膜轉(zhuǎn)換的標(biāo)記物，反映細(xì)胞增殖Cr腦代謝物中最為穩(wěn)定，被用為參照值NAA神經(jīng)元和軸索生存能力與密度的標(biāo)記物L(fēng)ac提示厭氧性糖酵解mI膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物50扶風(fēng)書屋1H-MRS各代謝物意義代謝物名稱意 義Cho磷脂代謝的成正常MRS表現(xiàn)51扶風(fēng)書屋正常MRS表現(xiàn)51扶風(fēng)書屋膠質(zhì)母細(xì)胞瘤52扶風(fēng)書屋膠質(zhì)母細(xì)胞瘤52扶風(fēng)書屋強(qiáng)化區(qū)53

17、扶風(fēng)書屋強(qiáng)化區(qū)53扶風(fēng)書屋周圍區(qū)54扶風(fēng)書屋周圍區(qū)54扶風(fēng)書屋腦轉(zhuǎn)移瘤55扶風(fēng)書屋腦轉(zhuǎn)移瘤55扶風(fēng)書屋強(qiáng)化區(qū)56扶風(fēng)書屋強(qiáng)化區(qū)56扶風(fēng)書屋周圍區(qū)57扶風(fēng)書屋周圍區(qū)57扶風(fēng)書屋 功能磁共振成像（fMRI） 通過血氧飽和度對(duì)比變化而實(shí)現(xiàn)的成像方法，稱血氧水平依賴功能磁共振成像( blood oxygen leveldependent functional magnetic resonance imaging,BOLD-fMRI) 腦神經(jīng)元活動(dòng)情況 腦功能磁共振成像實(shí)現(xiàn)了人類無損傷觀察活體大腦功能的夢(mèng)想。58扶風(fēng)書屋 功能磁共振成像（fMRI） 通過血氧飽和度對(duì)比變化而實(shí)現(xiàn)的fMRI 原理：腦組織活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)局部CBF和耗氧量增加不成比例，CBF增加約30%-50%，耗氧量增加約5%，其結(jié)果導(dǎo)致在局部毛細(xì)血管床和靜脈床中血氧飽和度增加，導(dǎo)致T2*和T2馳豫時(shí)間延長(zhǎng)，獲得相應(yīng)的腦功能圖。59扶風(fēng)書屋fMRI 原理：腦組織活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)局部CBF和耗氧量增加不成fMRI 應(yīng)用：顯示人體生理和病生理過程，提供功能信息，目前用于對(duì)運(yùn)動(dòng)、感覺、聽覺、視覺、語言等方面的研究。60扶風(fēng)書屋fMRI 應(yīng)用：顯示人體生理和病生理過程，提供功能信息，目61扶風(fēng)書屋61扶風(fēng)書屋正常對(duì)照組與PCC有功能連接性的腦區(qū)圖62扶風(fēng)書屋正常對(duì)照組與PCC