磁共振臨床應(yīng)用及進(jìn)展

1、磁共振成像新進(jìn)展,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),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,3,MR圖像特點(diǎn),同一組織或病變?cè)诓煌某上裥蛄芯哂胁煌男盘?hào)強(qiáng)度。 T1WI T1值長(zhǎng)，信號(hào)低（黑） T1值短，信號(hào)高（白） T2WI T2值長(zhǎng)，信號(hào)高（白） T2值短，信號(hào)低（黑,4,T1WI,T2WI,軸位、矢狀位、冠狀位、 任何傾斜位,2、

2、多方位成像,5,3、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(wú)信號(hào)黑影。 流空效應(yīng)：不用對(duì)比劑使血管成像,6,4、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,5、偽彩色功能圖像,不同功能成像的技術(shù)，是正?；虿∽兘M織以偽彩色顯示在解剖結(jié)構(gòu)背景上,6、無(wú)電離輻射 7、無(wú)骨骼偽影,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,一、磁共振功能成像,磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging , DWI） 擴(kuò)散張量成像(Diffusion

3、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,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,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

4、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,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,表觀彌散系數(shù)(Apparent diffusion coefficient，ADC) ：來(lái)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)，

5、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),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)強(qiáng)度,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,蛛網(wǎng)膜囊腫,表皮樣囊腫術(shù)后殘存,腦膿腫,多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,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(lái)的磁共振技術(shù)，俗稱磁共振類PET成像技術(shù)（MR PET） 敏感性高

6、，無(wú)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,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,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，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

7、。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,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),FA彩色編碼圖,胼胝體張量,良性腦膜瘤,PART 4,良性腦膜瘤,PART 4,惡性腦膜瘤,PART 4,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(lái)達(dá)到無(wú)創(chuàng)傷性測(cè)量腦灌注的MR技術(shù),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(lái)示。 腦血流量（CBF） 指

8、每單位時(shí)間內(nèi)通過指定區(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(lái)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,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,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灌注成像lh之內(nèi)即可探測(cè)到，通常，CBV多無(wú)變化，但CBF下降，MTT延長(zhǎng),2. 腦 腫 瘤,PWI主要用來(lái)評(píng)價(jià)腫

9、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(lái)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,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),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)正常腦灰質(zhì),CBV圖,灌注曲線,磁共振波譜分析,磁共振波譜（MR spectroscopy，MRS）是目前唯一能無(wú)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,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(cre

10、atine，Cr) 乳酸(lactate，Lac) 肌醇(myo-inositol,mI,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,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

11、的膽堿及膽堿能化合物，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,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（Gl

12、u）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,1H-MRS各代謝物意義,正常MRS表現(xiàn),膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,強(qiáng)化區(qū),周圍區(qū),腦轉(zhuǎn)移瘤,強(qiáng)化區(qū),周圍區(qū),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(wú)損傷觀察活體大腦功能的夢(mèng)想,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