腦外DWI、MRS臨床及原理

1、DWI、MRS臨床及原理,河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 耿左軍,M R S,氫質(zhì)子共振峰,化學(xué)位移（ Chemical shift ）,因質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境不同，即核外電子云密度不同，所受屏蔽作用的強弱不同，而引起相同質(zhì)子在不同化合物中吸收信號的位置不同。 0=B0,氫質(zhì)子共振峰,在1.5T場強下水和脂肪共振頻率相差220Hz(化學(xué)位移)，但是在這兩個峰之間還有多種較低濃度代謝物形成的共振峰，如 NAA 、 Cr 、 Cho 等，這些代謝物的濃度與水和脂肪相比非常低。 MRS 需要通過勻場抑制水、脂肪的共振峰，才能使這些微弱的共振峰群得以顯示。,MRS的種類,通過特定技術(shù)，可以對不同磁性原子核相關(guān)的代

2、謝產(chǎn)物進行MRS分析，目前研究較多的是1H、31P、13C、23Na及19F的MRS等,腦H-MRS共振峰種類和意義NAA-N-乙酰天冬氨酸,N -乙酰基的特征，化學(xué)位移位于 2 .02-2.05ppm，最高峰 神經(jīng)元的一種標志，存在于神經(jīng)元細胞核 降低見于生理源性（嬰兒和老年人）和病理源性（腫瘤、缺血缺氧和梗死、癲癇、感染、脫髓鞘等）。 升高僅見于海綿狀腦白質(zhì)營養(yǎng)不良病神經(jīng)退,Creatine肌酸,正常磁共振波譜圖像第二高峰 腦組織能量代謝的提示物，峰度相對其它峰穩(wěn) 定，常作為波譜分析時的參照物 振動頻率見于3.03ppm，附加峰見3.94ppm處,Choline膽堿,出現(xiàn)于細胞膜的磷脂代謝

3、中，參與其代謝，反映細胞膜 的更新狀態(tài) 腦腫瘤時增高，且常與腫瘤的惡性程度成正比 振動頻率見于3. 2ppm,Myo-Inositol肌醇,肌醇在肝性腦病、多形膠質(zhì)母細胞瘤中峰值降低 在膠質(zhì)增生、高滲狀態(tài)時增加 振動頻率見于3. 56ppm,Lactate乳酸,波峰形態(tài)特殊，具有雙峰。在TE時間144ms時倒置，在TE時間288ms時正向。 乳酸峰的出現(xiàn)提示腦內(nèi)無氧糖酵解增加。也提示腫瘤病變的惡性程度較高。 振動頻率見于1.32ppm,Lipid脂質(zhì),脂質(zhì)多見于壞死性的腦腫瘤、高度惡性腫瘤 與乳酸峰位置接近，可通過改變TE時間將二者鑒別開 振動頻率見于0.8、1.2、1.5、6.0ppm,谷氨

4、酸 ( Glu )和谷胺酰胺（ Gln ) Glu 是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在線粒體代謝中起作用； r 一氨基丁酸是 Glu 的重要產(chǎn)物； Gln 對神經(jīng)遞質(zhì)的滅活和調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，這兩種代謝物可同時發(fā)生共振，其波譜用總和表示，波峰位于 2 . 1 - 2 . 5ppm 之間。 Glu 和 Gln 升高見于梗死、梗死的恢復(fù)期、肝臟疾病等。,1HMRS檢查 采集技術(shù) 點分辨選擇波譜（point-resolved selective spectroscopy, PRESS）技術(shù) 化學(xué)位移選擇飽和法（chemical shift-selecting saturation, CHESS）,年齡的影響,5d

5、新生兒與成人,腦部腫瘤,一般情況下， Cho濃度越高，腫瘤惡性程度就越高 乳酸水平也常在惡性程度較高的腫瘤時升高 乳酸和脂質(zhì)水平在轉(zhuǎn)移瘤中比在星型細胞瘤中更高,反Hunters angle,星形細胞瘤,顱內(nèi)腫瘤,腦白質(zhì)正常譜線,Hunters angle),MRS應(yīng)用：星形細胞瘤 I-II級,男/35歲，一周內(nèi)暈倒2次 病理診斷：星形細胞瘤I-II級,室管膜瘤,NAA下降，Cho增高,/30，四肢乏力，反應(yīng)遲鈍3月,mI明顯升高，提示膠質(zhì)增生,星形細胞瘤級,Cho/Cr比值,星形細胞瘤級為2.150.26, 星形細胞瘤級的比值為2.780.09, 星形細胞瘤級的比值為5.400.16, 各組間

6、比較有統(tǒng)計學(xué)意義(p=0.043), 提出Cho/Cr比值可作為判定星形細胞瘤惡性度的標記物。利用NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr及Lac/Cr比值均可對膠質(zhì)細胞瘤進行分級,但以NAA/Cho及Cho/Cr反映腫瘤級別比較穩(wěn)定。,腦膜瘤,NAA峰消失，Cho峰明顯升高，提示腦外腫瘤,腦膜瘤,轉(zhuǎn)移癌,TR：1000; TE：144; 掃描矩陣：18*18 時間：00:04:26 預(yù)掃描時間：00:00:47,NAA降低，Cho升高,女/30歲，頭痛1月余,星形細胞瘤,淋巴瘤,D W I,基本概念,擴散系數(shù)-D 表觀擴散系數(shù)-ADC 擴散敏感因子-b,b 值,b值是一個反應(yīng)在序列中施加梯

7、度大小的量度值。 b值越大，施加的正反兩個梯度的強度就越大，對彌散探測就越敏感。但整個圖像的信號就越低，SNR就越差。 b值越小，施加的正反兩個梯度的強度就越小，對彌散探測就越不敏感。但整個圖像的信號就越高，SNR就越好。 在頭部，b值一般為1000左右。在體部，b值一般為300-800。,磁共振彌散成像在原有脈沖序列的基礎(chǔ)上加上一對梯度脈沖，此對梯度正好大小相同，方向相反。,time,900,1800,回波,TE,彌散圖像,ADC圖,eADC圖,影響DWI信號的因素,b 值，彌散敏感因子 表觀彌散系數(shù) ( apparent diffusion coefficient, ADC) 各向異性(

8、anisotropy) T2 WI,多發(fā)性硬化,T2透射效應(yīng)（T2-shine through）,由于T2延長作用使DWI上出現(xiàn)高信號，但ADC值增高 若同時ADC值下降，更增加DWI上高信號 采用冪圖像（EADC）消除T2透射效應(yīng),高血壓性腦病,T2廓清效應(yīng)（washout）,ADC值升高和T2WI高信號的綜合結(jié)果造成DWI等信號 常見于血管源性水腫,急性血腫,T2暗化效應(yīng)（blackout）,由于T2WI低信號而造成的DWI低信號 多見于出血性病變 通常發(fā)生順磁性敏感偽影,DWI = T2WI + ADC,彌散圖像,ADC圖,eADC圖,eADC = Sb=1000 / Sb=0 eADC

9、的圖的信號對比度較ADC圖高 病變部位的邊界顯示清晰 應(yīng)用方便，病變的表現(xiàn)與DWI圖像一致，符合臨床觀察習(xí)慣,常見的偽影,運動偽影 N/ 2 鬼影 磁敏感性偽影與化學(xué)位移偽影,渦漩電流偽影,磁敏感偽影,N/2鬼影,運動偽影(癲癇發(fā)作）,y軸方向的DWI和ADC圖,DWI臨床應(yīng)用,中樞神經(jīng)系統(tǒng) 超急性期和急性期腦缺血 感染 脫髓鞘病變 腫瘤,多發(fā)性硬化急性細胞毒性斑塊,陳舊瘢痕,T2,Flair,DWI,T1+C,ADC,eADC,多發(fā)性硬化（MS）：分期：急性期DWI呈高信號，慢性病灶呈等信號，急性期硬化斑ADC明顯低于慢性硬化斑。 可靠鑒別脫髓鞘和梗死灶。,脫髓鞘病變,表皮樣囊腫,蛛網(wǎng)膜囊腫

10、,T2 FRFSE,T1 Flair,DWI,ADC,表皮樣囊腫,蛛網(wǎng)膜囊腫,表皮樣囊腫,表皮樣囊腫和蛛網(wǎng)膜囊腫,常規(guī)MRI表現(xiàn)相似 DWI可區(qū)分這兩種病變 蛛網(wǎng)膜囊腫含自由水，與腦脊液相類似 表皮樣囊腫含有復(fù)層鱗狀上皮和角蛋白碎片 ，ADC值低于腦脊液，DWI呈高信號（T2透射效應(yīng)）,腦膿腫,腦膿腫包膜期,膿腔DWI呈高信號，ADC平均值0.6010-3mm2/s,霉菌感染，DWI信號不均勻,腦膿腫吸收期,DWI信號逐漸減低，ADC平均值1.4610-3 mm2/s,腦膿腫的組織學(xué)成分,DWI高信號：粘稠的膿液，細胞及組織碎屑 T2低信號環(huán)：巨噬細胞吞噬含鐵及順磁性物質(zhì),壞死囊變腦轉(zhuǎn)移瘤DW

11、I表現(xiàn),腫瘤中央DWI為低信號，平均ADC值為1.810-3mm2/s,良性腦膜瘤圖像,T2WI T1+C DWI（等信號）,腦 膜 瘤 伴 腦 浸 潤,T2FLAIR,T1WI + C,常規(guī)MRI顯示為良性腦膜瘤的表現(xiàn)。DWI上為高信號，ADC值降低提示細胞密度較高,DWI,ADC圖,良性腦膜瘤,非典型性腦膜瘤,良、惡性腦膜瘤的鑒別,腦膜瘤在DWI上信號不定 多數(shù)良性腦膜瘤在DWI上為等信號，僅有23%表現(xiàn)為略高信號，ADC正?；蚵杂猩?惡性腦膜瘤在DWI上多呈明顯高信號，ADC值降低。,淋巴瘤 病灶T1增強顯示明顯強化，DWI上也為高信號,T1+C,DWI,T1WI,T1+C,T2FLARE,ADC,淋巴瘤 病灶T1增強顯示均勻強化，ADC圖上顯示彌散受限,淋巴瘤（彌漫性大B細胞型）,淋巴瘤多發(fā)病灶,DWI