磁共振灌注成像

MRI灌注成像基本原理及临床应用医学影像1班Catalogue•1、灌注成像概念及原理•2、灌注成像的扫描技术•3、灌注在脑的临床应用灌注（Perfusion）•人脑正常的神经心理和高级神经活动要求以一定的血流灌注为基础，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重要功能，一般等同于血流过程，是以流动效应为基础的，存在于正常组织和疾病状态，毛细血管中的血液流动使灌注成像成为可能。•MRPWI用来反映组织的微血管分布和血流灌注情况，可以提供血流动力学方面的信息。具有时间分辨率（小于2s即可包括全脑）和空间分辨率高，操作简单，无放射性，可以在短时间内重复进行，具有良好的临床应用前景。•1•1灌注成像的理论基础•核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律（centralvolumeprinciple)••rMTT=rCBV/rCBF•1•1基本方法•静脉团注对比剂后，当对比剂第一次通过受检组织之前之中和之后，采用快速扫描序列进行连续的多层面多次成像，从而获得一系列动态的扫描图像。•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组情况。根据造影剂第一次通过局部脑组织引起的信号强度变化和时间的关系，可以绘制信号强度—时间曲线，根据信号强度—时间曲线可获得部分的血流动力学参数的相对值，并可通过工作站制成各种血流动指标图像。MRI灌注技术的分类•1使用外源性示踪剂，即对比剂首过磁共振灌注成像法，以动态磁敏感对比增强（dynamicsusceptibilityweightedcontrastenhanced，DSC）灌注成像最常用。•2使用内源性示踪剂，即利用动脉血中的水质子作为内源性示踪剂的动脉自旋标记（arterialspinlabeling，ASL）法，由于不需注射对比剂，安全无创，因而有着较强的临床应用潜力。•1图像资料的后处理•将扫描获得的原始图像输入离线工作站。在实际工作中，通常首先获得的事时间-信号强度曲线，然后通过工作站计算机的处理进而得到相对脑血容量，相对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。•PWI可以提供必要的血液动力学参数。•1灌注不足：MTT明显延长，rCBV减少，rCBF明显减少。•2侧支循环信息：MTT延长，rCBV增加或尚可。•3血流再灌注信息：MTT缩短或正常，rCBV增加，rCBF正常或轻度增加。•4过度灌注信息：rCBV与rCBF均显著增加。MR脑灌注临床应用•1.急性脑缺血病变急性脑缺血期病灶中心血流灌注严重减少，rCBV的减少是最直观的指标，它反映单位质量内血容量减少，当脑局部灌注压下降时，脑组织可以通过一定的自我调节机制使局部血管床扩张以增加血容量来代偿。研究表明急性脑缺血发作后，过度灌注和持续的灌注不足可同时存在，且是造成脑组织损伤的原因。灌注成像可通过rCBF和MTT来了解局部组织的灌注情况，有望帮助临床及时判断病变进展。2.原发性胶质瘤•胶质瘤的血管增生程度是决定病理学分级的重要参数之一，目前临床上采用微血管密度计数作为评价胶质瘤血管生成的金标准，随着胶质瘤恶性程度的提高，其微血管密度也在提高。从总体上看，肿瘤恶性程度越高rCBV值越大，即多行胶母间变性星型细胞瘤低级别胶质瘤，灌注成像能够在活体上快速而几乎无创的量化反映组织的血管生成及分布情况，从而达到对胶质瘤分级的目的。•13.脑胶质瘤病•脑胶质瘤病是一种罕见肿瘤，病理特征是中度多行的胶质细胞沿正常结构内侵润而不破坏它，病变区细胞数量增多但无脑实质破坏和新生血管。灌注成像显示病变区缺乏血管增生，rCBV甚至低于正常为受累的脑白质。4.脑转移瘤•脑转移瘤多为血行转移，在其生长中产生无屏障的新生血管网，瘤周常伴不同程度水肿，但其内的毛细血管床正常，肿瘤边缘以外无肿瘤细胞侵润。•孤立实性转移常与原发肿瘤鉴别。两者病灶区rCBV表现相近，灶周水肿区差异显著，原发肿瘤明显高于转移瘤。这可能就是转移瘤周围仅仅是单纯水肿而原发肿瘤除水肿外还有瘤细胞侵润的本质差异的反应。5.脑原发淋巴瘤•脑原发淋巴瘤的治疗依靠联合大剂量化疗和放疗而非手术。在诊断上，常规影像有时很难鉴别脑原发淋巴瘤与多行胶质母细胞瘤。灌注成像显示肿瘤新生血管特征的能力有助于鉴别两者。脑原发淋巴瘤组织病理上的一个显著特征就是以血管为中心生长，形成多层环形结节并使血管周围间隙扩大。虽然肿瘤细胞可侵犯血管内皮甚至侵入血管腔内，但新生血管却不明显。因此脑原发淋巴瘤的rCBV明显低于多形胶母的。6.脑外肿瘤•颅内脑外肿瘤是指起源于颅内非脑实质组织如脑膜，硬模，颅骨，脑室，脉络膜丛，松果体，垂体的肿瘤，以脑膜瘤最常见。它们常有丰富的血管而又无血脑屏障，所以增强显著。一般情况下常规影像检查鉴别脑内外肿瘤不难，当脑内肿瘤侵犯硬膜或脑外肿瘤侵犯脑实质时会给定位诊断造成困难。脑外肿瘤的rCBV明显高于脑内肿瘤。值得注意的事由于脑外肿瘤没有血脑屏障，造影剂很快漏出，rCBV的测量不可靠。灌注曲线特征是首次通过后基线恢复缓慢。•27.其他应用•7.1缺血性脑白质疏松症•定量MRPWI显示缺血性脑白质疏松症病人脑白质的rCBF下降,而脑灰质的rCBF却正常,这与低灌注在缺血性脑白质疏松症发病机制中起的作用是一致的,病人灰质和白质所获得的CBF的绝对值与以前研究结果相似,进一步说明了定量的MRPWI技术所测rCBF的准确性•7.2老年性痴呆•MRPWI在此病早期诊断中有一定的临床作用,颞顶感觉运动及海马皮质区的灌注参数有统计学上显著的变化,其血液动力学改变是功能和认识损害的表达。•7.3创伤性脑损伤•脑创伤后,脑血管发生改变导致脑缺血和进一步细胞损害,它可导致多种病理变化,MRPWI上脑损伤区域都可存在异常的CBV,这种改变在决定临床结果方面可能起着重要的作用。•7.4脑静脉或硬脑膜窦血栓•MRPWI能显示脑组织的静脉性充血,鉴别累及可恢复组织的病理生理类型,CBV正常,MTT延长,提示受累的脑组织具有可恢复性,可指导临床治疗。•7.5肿胀性脱髓鞘病变•TDLs好发于脑白质中央,可强化,灶周水肿,有占位效应和中央坏死。MRPWI在鉴别TDLs和颅内肿瘤方面价值较大,它可正确诊断脱髓鞘病变。•3•5Thankyou