MRI成像技术在中枢神经系统中的临床应用PPT课件

1、磁振成像的发展 核磁共振并非一项新的发现，是近二十年来应用于人体成像和组织定性方面取得的一项技术。 1924年奥地利物理学家Walfang Pauli提到原子核能高速自旋并有其磁矩。 1946年美国斯坦福大学Block氏和哈佛大学Purcell氏发现核磁共振现象。 1971年Damadian氏发现物质的磁振弛豫时间T1和T2 ，并认为可用来鉴别人体组织和恶性肿瘤。 1972年Lauterbur取得水模型氢质子2D MR图象。 1981年飞利浦公司完成第一台0.14T MRI设备。 1985年生产0.5T设备。医疗界进入MRI热的时代。第1页/共88页磁振成像不同于CT成像X线和CT成像的基本原

2、理是X线，为密度对比，单一参数。MRI是利用原子核的物理现象。磁场。为信号的强弱，多参数成像。X线有生物电离作用对人体有一定的损害。MR设备使用的RF脉冲为长的电磁波对人体无害，故MRI为无创性检查。MRI 可作多方位成像检查，较CT方便得多。第2页/共88页为什么选择氢原子核（1H）为人体检测的对象？ 人体磁振图像主要选择氢原子核作为检测对象。原因是：氢的原子核中，1H占99.98%（相对丰度极大），在生物组织中含量极多（每毫升水含1H约1023 个），磁旋比最大（42.58 MHz / T）因而磁矩最大，信号最强。如：2H（氘，为1H的同位素，原子核内含一个质子，一个中子）相对丰度为0.0

3、15%, 磁旋比为6.53 MHz / T。 当然进行磁振频谱分析（MRS）时，尚可采用其它元素原子核（如磷等）作为检测对象。第3页/共88页磁共振成像技术分类 常规图: 一幅图信号强度直接转变成图像灰阶 参数图：一组图像信号强度通过运算得 出的参数转变成灰阶或伪彩 波谱: ROI信号强度经付利叶变化得到不同频率的化学物质的相对含量第4页/共88页常规加权图像 调节TR、TE、TI或翻转角等脉冲序列参数，就可达到在图像中突出某一对比度的目的。这样获得的图像称为加权图像（weighted image，WI）。常见的加权图像有T1、T2 加权、质子密度和液体翻转加权图像等。第5页/共88页仪器名称

4、系统检查号扫描系列号扫描层号扫描方位显示视野回波链长度右侧90扫描序列翻转角度重复时间回波时间/有效回波回波数/带宽返转时间使用线圈名称视野/梯度选择扫描层厚/层间距扫描层数/扫描时间距阵/采集次数饱和参数/顺序采集/修正射频脉冲医院名称姓名性别，年龄MRI编号检查时间放大率图像翻转图像旋转比率尺频率编码方向窗宽/窗位 第6页/共88页人体组织生理、病理状态的MR信号及产生机制 由于MRI的信号是多种组织特征参数的可变函数，它所反映的病理、生理基础较CT广泛，具有更大的灵活性。MRI的信号强度与组织的弛豫时间（T1、T2时间）、氢质子密度、液体（如血液、脑脊液）流动、化学位移、及磁化率有关。

5、第7页/共88页正常组织MR信号特点水、脂肪和骨髓信号、肌肉组织、骨骼组织、气体第8页/共88页第9页/共88页病理组织的MR信号特点 水肿脑水肿分为三种类型：1）血管源性水肿：为最常见的脑水肿，由于血脑屏障破坏所致，常见于肿瘤及炎症。第10页/共88页 2）细胞毒性水肿：常由于缺血所致，见于急性脑梗塞。第11页/共88页 3）间质性水肿：发生在脑室（尤其在侧脑室）旁。阻塞性脑积水时脑室内高压，造成脑脊液经室管膜向外渗出。第12页/共88页脑白质斑点状及斑片状常见病灶脱髓鞘疾病-多发性硬化髓鞘形成不良性疾病-肾上腺脑白质营养不良中毒引起的脑白质疾病-药物中毒脑血管病-脑梗死脑炎、脑转移瘤-与上

6、述疾病鉴别第13页/共88页多发性硬化多见年轻人，是一种自体免疫性疾病，女性多于男性12M第14页/共88页肾上腺脑白质营养不良A, Axial first echo fast FLAIR image . B, Axial second echo fast FLAIR image (6000/160). C, Axial first echo conventional spin-echo MR image (3000/30). D, Axial second echo conventional spin-echo MR images (3000/100) of the brain,第15页/共

7、88页药物中毒第16页/共88页COCO中毒中毒第17页/共88页天然气中毒天然气中毒第18页/共88页脑梗死各种原因致血管闭塞第19页/共88页低级别星行细胞瘤低级别星行细胞瘤第20页/共88页第21页/共88页颅内血管炎 系统性红斑狼疮病史1年，发现面部红斑2月余，言语不清20余天第22页/共88页哈晓玲 颅内感染病毒，化脓性细菌，真菌第23页/共88页姜丽F25岁 脑囊虫间断抽搐半年第24页/共88页第25页/共88页第26页/共88页 谢谢！第27页/共88页脑转移瘤脑转移瘤 脑转移瘤脑转移瘤(metastasis)(metastasis)的发病率各家报道不一，的发病率各家报道不一，O

8、sbomOsbom等报道等报道占颅脑肿瘤的占颅脑肿瘤的25253333；好发于；好发于4040岁以后的中、老年人。岁以后的中、老年人。第28页/共88页 脑转移瘤常为多发病灶，占脑转移瘤常为多发病灶，占6565，好发部位为大脑中动脉分布，好发部位为大脑中动脉分布区的灰、白质交界处，占区的灰、白质交界处，占60608080。其原发癌以肺癌最多见，。其原发癌以肺癌最多见，其次为乳腺癌、肾癌，还可见于胃肠道癌肿、甲状腺癌、卵巢其次为乳腺癌、肾癌，还可见于胃肠道癌肿、甲状腺癌、卵巢癌和前列腺癌等。绝大多数脑转移瘤患者的临床表现与肿瘤的癌和前列腺癌等。绝大多数脑转移瘤患者的临床表现与肿瘤的占位效应有关，

9、主要有头痛、恶心、呕吐：、共济失调和视乳占位效应有关，主要有头痛、恶心、呕吐：、共济失调和视乳头水肿等。头水肿等。 第29页/共88页影像学表现影像学表现 MRI MRI 多呈长多呈长T1T1长长T2T2信号。病灶呈圆形或类圆形，多数为多发病灶，大小不一，瘤内可见囊变、坏死，钙信号。病灶呈圆形或类圆形，多数为多发病灶，大小不一，瘤内可见囊变、坏死，钙化罕见。增强后扫描能够显示和发现更多的脑内转移灶。绝大多数转移瘤均有不同程度增强，可呈结节样化罕见。增强后扫描能够显示和发现更多的脑内转移灶。绝大多数转移瘤均有不同程度增强，可呈结节样强化或环形强化，强化或环形强化，第30页/共88页肺癌脑转移第3

10、1页/共88页（左顶叶）肿瘤组织，瘤细胞胞浆伊红，部分区域胞浆空亮，呈弥漫性分布，可见核大、染色深、有异型的细胞，转移性肾透明细胞癌疼痛不适20天，加重1天第32页/共88页韩晓娜 F 41岁 肺癌脑转移第33页/共88页M 51岁 高血压病史2年，头晕 右侧肢体麻木（肺癌）第34页/共88页46F 乳癌脑转移第35页/共88页邓刚水 65M 左颞转移瘤（肺癌）第36页/共88页转移性乳头状腺癌第37页/共88页59M,转移瘤（结肠癌）第38页/共88页F53岁第39页/共88页胶质母细胞瘤，颅内转移第40页/共88页磁共振波谱技术的基本概念 磁共振波谱(magnetic resonance

11、spectroscopy)是目前惟一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术，在分子水平反映组织代谢情况。 化学位移：在相同环境条件（温度、PH值、均匀外磁场等）下，由于所处分子结构不同所致的同一原子核进动频率出现差异的现象，称之，此为MRS的基础。180C36.80CTMS第41页/共88页 ppm：（part per million百万分之几）不同的静磁场中，化合物之间存在频率差别（具有场强依赖型），如1.5T,水和脂肪频率差为225Hz(63.67MHZ)，3.0T为450Hz(127.7MHZ)，但以ppm来表示，则化合物之间的频率差是恒定的（无场强依赖型） 举例：水分子中的氢质子和长

12、链脂肪酸中的氢质子共振频率相差3.5ppm,且在任何场强中均是如此，有助于MRS谱线的显示第42页/共88页波谱原始图像256 CSI Images4.30 ppmCholineCreatineNAA0.49 ppm第43页/共88页谱线横坐标：化学位移，代表频率。以TMS TMS 四甲基硅烷为0 0，水接近4.84.8纵坐标：信号强度TMSCr第44页/共88页认识谱线Lac (0.9,1.4ppm)NAA(2.02 ppm)Glx (2.2-2.4ppm)Cr (3.0ppm)Cho (3.2ppm)mI (3.56,4.06ppm)Lip (0.8-1.3ppm)Ala(1.48ppm)

13、第45页/共88页常见代谢产物的共振峰 NAA:N-NAA:N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志（仅见于神经组织，存在于神经元胞体和轴索中 升高: :见于CanavanCanavan病、儿童、高渗状态、轴索恢复 降低：几乎任何脑损伤 CreatineCreatine：脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物（肝和肾中合成） 升高：肝移植、创伤、老年人 降低：肿瘤坏死、缺氧、新生儿NAACrcho第46页/共88页 CholineCholine：磷脂代谢的成分，细胞膜转换的标记物，反映细胞增值 升高：肿瘤、创伤、脑炎 降低：坏死、脓肿 GlutamateGlutamate：

14、主要的氨摄取途径 升高：缺血缺氧、肝性脑病、脑膜瘤 降低: :阿茨海默病 mImI：胶质细胞的标记物，位于星形细胞中，代表细胞膜稳定性，判断肿 瘤级别 LipidLipid：细胞坏死 升高：肿瘤、脓肿、梗死 LactateLactate：无氧代谢(TE35(TE35正峰,TE144,TE144负峰） 升高： 炎症、肿瘤、脓肿、缺血LacTE144第47页/共88页波谱定量分析 绝对定量： 计算代谢产物含量的绝对值 半定量：直接测量峰下面积 相对定量：代谢产物峰下面积的比值，是最常用的方法（CrCr）。 第48页/共88页常用波谱序列 STEAM序列（stimulated echo acquis

15、itionmodestimulated echo acquisitionmode，激励回波序列） STEAMSTEAM只能做单体素 。TE=35TE=35，144144。 PRESS 序列（point resolved spectroscopy,point resolved spectroscopy,点解析波谱）PRESSPRESS能扫一维、二维、三维。 TE=35TE=35，144144，288288PRESS 144 PRESS 144 和 PRESS 288 PRESS 288 可以鉴别乳酸和脂质。乳酸144144倒置，288288正置 第49页/共88页临床应用 儿童脑发育 脑肿瘤 急

16、慢性脑缺血性改变 癫痫 早老性痴呆 代谢性疾病第50页/共88页正常人脑的发育过程第51页/共88页不同部位波谱第52页/共88页第53页/共88页第54页/共88页第55页/共88页M33岁发作性意识不清1次NAA星形细胞瘤第56页/共88页F 76岁（左顶叶低密度病灶）第57页/共88页第58页/共88页M 66岁 病理23级星形细胞瘤（间变性）第59页/共88页间歇性突发性晕厥3年星形细胞瘤12级第60页/共88页突发头痛第61页/共88页M 34岁 发作性头痛数年星形细胞瘤3级第62页/共88页45岁 F星形细胞瘤3级第63页/共88页M38岁 头痛头晕胶质母细胞瘤第64页/共88页F

17、 7岁阵发性头痛2周，加重3天伴呕吐胶质母细胞瘤。免疫组化：GFAP部分区域（）、S-100灶性（）、Vimtin（）、EMA（）第65页/共88页M12岁 头晕走路不稳髓母细胞瘤第66页/共88页M 50岁，头痛，恶心手术和病理证实脑脓肿Ala第67页/共88页F40岁 头痛脑膜瘤GLX第68页/共88页F32岁头痛，头晕2年余，双下肢无力2月余GLX脑膜瘤第69页/共88页M 43岁第70页/共88页脑膜瘤第71页/共88页M72岁，头痛头晕第72页/共88页脑膜瘤第73页/共88页M 30岁双眼视力下降1月，头痛1周室管膜瘤第74页/共88页M43岁第75页/共88页转移瘤第76页/共8

18、8页F 58岁Lip乳腺癌脑转移第77页/共88页M37岁 头痛头晕1212B细胞性淋巴瘤第78页/共88页F54岁 头痛头晕B细胞淋巴瘤第79页/共88页F55岁 外伤后头痛三天，加重胆脂瘤第80页/共88页M52岁，星形细胞瘤术后第81页/共88页星形细胞瘤术后、放疗后第82页/共88页胶质瘤放疗后复发区及对照区波峰比值（xs）NAA/CrNAA/Cr+ChoCho/Cr胶质瘤复发区1.218+0.230.684+0.261.476+0.33对照区1.54+0.171.05+0.191.21 0.17胶质瘤放疗后放射性脑损伤区及对照区波峰比值（xs）NAA/CrNAA/Cr+ChoCho/Cr放射性脑损伤中央区0.630.220.270.130.