颈动脉高分辨MR成像及临床应用课件

1、颈动脉斑块高分辨 MRI 成像技术及 临 床应 用内容概况概述成像方法图像质量评分伪影鉴别成分分析动脉粥样硬化是全球导致死亡的主要原因动脉粥样硬化血栓形成*05101520253028.717.812.69.15.16艾滋病肺疾病暴力死亡肿瘤感染性疾病* 心血管疾病、缺血性心脏病和脑血管疾病 世界范围定义为世界卫生组织区域成员国死亡率 (%)( 非洲、美洲、地中海东部国家、欧洲、东南亚和西太平洋国家 )The World Health Report 2002. Geneva: WHO; 2002.中国：颅内动脉 31-47% ；颅外颈动脉：28.4% ；主动脉弓： 14-24%美国：颅内动脉

2、8-10% ；主动脉弓： 19.6-40.8%欧洲：三个位置发病率差不多DSACTAMRADSA评价管腔狭窄是否足够？*Dong L et al; AJNR 2010; 31:311-316无狭窄颈动脉中 67.5% 在 MR 可见到粥样硬化斑块右侧左侧狭窄程度相同，危险性相同吗 ?斑块与缺血事件斑块稳定性Falk E, et al. Circulation. 1995;92.狭窄评价斑块分析*JV成像方法斑块检测技术DSACTMRUS颈内动脉颈总动脉颈动脉增强MRANumberofelementsPlatformManufacturerEightPhilips3TGE3TShanghaiCh

3、enguangMedicalTechnologiesSixGE3TNeocoilLLC/GEFourPhilips,GE,Siemens1.5T/3TMachnetBV颈动脉 MRI 成像硬件磁共振扫描仪1.5 T 3T相控阵线圈 (Phased array coils) 8 通道 可调节 双侧 显著提高信噪比头部固定 海绵头垫 弹性绷带固定 保 持 位 置 一 致 , 病 人 舒 适黑血（ Black Blood ） MRI 技术Double Inversion Recovery (DIR)based BB Multislice DIR Quadruple IR Local inversio

4、nMotion-Sensitized DrivenEquilibrium (MSDE) iMSDE 3DT2 prepared IREdelman RR et al. Radiology 1991; 181:655Yarnykh VL et al. JMRI 2003; 17:483Itskovich VV et al. JMRI 2004; 19:459Mani V et al. Radiology 2004; 232:281Parker DL et al. MRM 2002; 47:1017Botnar R et al. MRM 2001; 46:848Yarnykh VL et al.

5、MRM 2002; 48:899Koktzoglou I, Li D. JCMR 2007; 9:33-42Wang J, et al. MRM 2007; 58:973-81Nguyen TD et al. JMRI 2008; 28:1092Wang J, et al. JMRI 2010; 31:1256Brown R, et al. MRM 2010; 63:736Liu CY, et al. JMRI 2010; 31:248-54扫描参数3DTOFTOF SPGR21序列TRTET1WDIR FSE80011PD&T2FSE350012.4/62.1CEMRATOF SPGR211

6、.3TI300FOV带宽层厚间隔MatrixNEX层数扫描时间1431.2520256*256(512)2179:351431.2520256*256(512)3176:251415.6322256*256(512)1322:582983.3323D320*1921360:24T1WCE-T1WPDT2WTOF出血 ( 黑箭头 ) 溃疡 ( 红箭头 )颈动脉粥样硬化斑块的 MRI 成像图像质量评分 图像质量 评分 管腔、管壁的清晰程度 斑块内成分的清晰程度 图像质量分级（ IQ4 分法） 4 分（图像质量最佳） 管腔管壁清晰显示 斑块内成分清晰显示 3 分（图像质量好） 管腔管壁清晰显示 斑块

7、内成分部分清晰显示 2 分（图像质量一般） 管腔管壁部分清晰显示 斑块内成分显示不佳 1 分（图像质量差） 管腔管壁显示不清 斑块内成分显示不佳IQ = 4*JVJV*JVTOF*JVPDWT1W*JVT2WCET1W 4 分（图像质量最佳） 管腔管壁清晰显示* 斑块内成分清晰显示 Right common carotid arteryTOFT1WCET1WPDWT2W* Left common carotid arteryIQ = 3PDWT2WT1W*TOF*JVJVCET1W 3 分（图像质量好） 管腔管壁清晰显示* Right common carotid artery nearbif

8、urcation 斑块内成分部分清晰显示T1WT2W*TOF*CET1W*PDW* Left carotid bifurcationIQ = 2TOFT1WPDWT2W*CET1W2 分（图像质量一般） 管腔管壁部分清晰显示 斑块内成分显示不佳nTOFT1WCET1WPDW*T2W* Left carotid artery bifurcationIQ = 1TOFPDWT1WT2WCET1W 1 分（图像质量差）* Right 管腔管壁显示不清 Common carotid artery 斑块内成分显示不佳TOFT1W*JV*JV*JVPDW*JVT2W* Right Common carot

9、id arteryIQ 1-4IQ = 4IQ = 2IQ = 3IQ = 1图像伪影图像伪影原因 血流速度的改变 血流方向的改变分叉处的血流伪影TOFT1WCET1WPDWT2WTOFT1WCET1WPDWT2Wbifurcationbifurcationbifurcationbifurcationbifurcation斑 块 周 围 的 血流 伪 影TOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2WplaqueTOFT1WPDWT2Wplaque部分容积效应伪影2mmLumen/plaqueLumenTOFT1WPDWT2WCET1WTOFT1

10、WPDWT2WCET1WTOFT1WPDWT2WCET1WTOFT1WPDWT2WCET1W图像判读分析要点形态学斑块成分出血（ Hemorrhage ， IPH)脂质核（ Necrotic core ）钙化（ Calcification ）斑块表面特性表面（ Surface condition ）纤维帽（ Fibrous cap ）功能炎性新生血管斑块形态学最大管壁厚度 Max wall thickness最小管壁厚度 Min wall thickness管腔面积 Lumen area (LA)管壁面积 Wall area (WA)总血管面积 Total vessel AreaTVA = L

11、A + WA标准化管壁指数Normalized wall indexNWI = WA / TVALAWA斑块成份的 MR 图像信号特征脂质核心Type I 出血Type II 出血TOF等高高T1W等 / 高高高PDW低 / 等低 / 等高T2W低 / 等低 / 等高CE*无强化无强化无强化钙化低低低低无强化CEA 标本处理完整切除Formalin 固定1-0.5 mm 厚度顺序切片不同染色技术数字摄影 , 勾画轮廓Thackray, et al. Am J. Card Img 9(3):149-56, 1995T1WPDWTOFT2WS2I12S2I10S2I9S2I13CCA病理组织切片I

12、CA斑块成份的 MR 图像信号特征脂质核心Type I 出血Type II 出血钙化TOF等高高低T1W等 / 高高高低PDW低 / 等低 / 等高低T2W低 / 等低 / 等高低CE*无强化无强化无强化无强化脂质斑块M, 64yrs. 头晕，黑朦，记忆力减退一年L-ICA stenosis 50-70%TOFMATCHT1wT2wCourtesy VIL University of Washington斑块成份的 MR 图像信号特征脂质核心Type I 出血Type II 出血钙化TOF等高高低T1W等 / 高高高低PDW低 / 等低 / 等高低T2W低 / 等低 / 等高低CE*无强化无强

13、化无强化无强化CE-T1WTOFT1WPDT2WCT PlaqueMR Plaque斑块内出血灶在 T1WI 、 TOF 、 PD/T2WI 像上表现稍高信号（红箭头）斑块内出血TOFT1WPDT2W斑块内出血Courtesy VIL University of WashingtonMallory s TrichromeHematoxylin & Eosin (H&E)Type I (Early)Intact RBC s0-7 days (?)Type II (Recent)Lytic RBC s7-30 days (?)400XLusby RJ, et al. Carotid plaque

14、hemorrhage. Arch Surg. 1982;117(11):1479-88.早期出血：斑块内出血区红细胞形态完整近期出血：斑块内出血区红细胞形态不完整，成聚集降解的红细胞碎片斑块成份的 MR 图像信号特征脂质核心Type I 出血Type II 出血钙化TOF等高高低T1W等 / 高高高低PDW低 / 等低 / 等高低T2W低 / 等低 / 等高低CE*无强化无强化无强化无强化TOFT1WCE-T1WPDWT2W*钙化TOFT2WT1WPDWT1W-CEH&ECA钙化TOFT1WPDWT2W钙 化 结 节纤维帽 MRI 影像表现厚帽 : 病理上厚度大于 0.25mm 。 TOF 上

15、呈接近管腔的低信号带薄帽 : 无低信号带纤维帽破裂 : 接近管腔表面可见高信号Hatsukami et al. Visualization of Fibrous Cap Thickness and Rupture in HumanAtherosclerotic Carotid Plaque In Vivo With High-Resolution Magnetic Resonance Imaging.Circulation, 2000; 102:959-964完整纤维帽（薄）破裂纤维帽TOFPDWT1WMallorys Trichrome 10XT2W破裂纤维帽Hatsukami, et al

16、, Circulation, 2000; 102:959-964.TOFT2W斑块溃疡T1WPDWT1W-CEH&E传统AHA病理分型MRI改良AHA分型I型泡沫细胞聚集I-II型管壁正常，无钙化II型脂纹形成III型粥瘤前病变，细胞外脂质形成III型内膜增厚，小偏心斑块，无钙化IV型粥瘤形成，脂质聚集IV-V型脂核包绕纤维帽，可有钙化V型纤维粥瘤VI型复杂斑块，表面破损、出血、血栓VI型复杂斑块，表面破损、出血、血栓VII钙化斑块VII钙化斑块VIII纤维斑块VIII纤维斑块斑块 MRI 分型Type IType IIIType VType VIType VIIType VIIIT1WCE

17、T1WT2WPDWCEMRA红 ：管腔 绿 ：管壁黄 ：脂核粉 ：出血分析软件：CASCADE 华盛顿大学斑块定量分析 总血管面积 = 管腔面积 + 管壁面积 血管负荷指数 = 管壁面积 / 总血管面积 脂质核心所占斑块面积的百分比 = 脂质核心 / 管壁面积 *100% 出血所占斑块面积的百分比 = 出血 / 管壁面积 *100% 钙化所占斑块面积的百分比 = 钙化 / 管壁面积 *100% 管腔表面特征：纤维帽厚、薄、破损后处理图像分析软件Collaborative effort between UW Vascular Imaging Lab and VPDiagnostics(Seatt

18、le, WA), funded by Phase III NIH SBIR grant R44-HL070576LMNCCAKerwin W et al. TMRI, 18:371-8, 2007高分辨 MRI 成像MRISpecimenLipid-Rich NecroticCore and FibrousCap 2,5CapRupture 1IntraplaqueHemorrhage 3,4,51.Hatsukami TS et al. Circulation. 2000; 102: 959-9642.Yuan C et al. Circulation. 2001; 104: 2051-20563.Cai et al. Circulation. 2005; 112:3437-34444. Chu B et al. Stroke. 2004; 35: 1079-10845. Kampschulte A