MR新技术在中枢神经应用

MR新技术在中枢神经应用近况磁共振弥散加权成像（DWI）磁共振弥散张量成像（DTI）血氧水平依赖（BOLD）磁敏感加权成像（SWI）磁共振弥散加权成像(DWI)水分子有Brownianmotion特性。DWI就是利用MRI观察水分子的微观扩散运动的一种成像技术。换言之，DWI就是测量单位时间内的水分子位移速度。表观扩散系数（apparentdiffusioncoefficient，ADC）是直接反应水分子扩散速度快慢的指标，如脑脊液扩散速度快，信号高，图像呈白色。磁共振弥散加权图像（diffusionweightedimaging，DWI）反映水分子受阻的程度。如果脑脊液的水分子受阻程度小，扩散速度快，信号丢失多，信号弱，图像呈黑色。b值：弥散敏感系数，MRI中水分子的扩散敏感性随着b值增加而增加。目前b值范围0-10000s/mm2，脑常用b值1000s/mm2脑梗塞早期，ADC值低，其图像呈黑色，但DWI信号高，其图像呈白色随着脑梗塞时延长，水分子弥散速度加快，ADC图信号↑，DWI信号↓一、脑梗塞的应用：早期诊断；分期二、脑脓肿与脑肿瘤鉴别内容物T1WIT2WIADCDWI脑脓肿稠↓↑↓↑转移瘤稀↓↑↑↓脑脓肿胶质母细胞瘤T2WIT1WIADCDWI三、上皮样囊肿与蛛网膜囊肿鉴别内容物T1WIT2WIADCDWI上皮样囊肿杂物↓↑↓↑蛛网膜囊肿水↓↑↑↓上皮样囊肿上皮样囊肿蛛网膜囊肿磁共振弥散张量成像(DTI)DWI只能反映3个方向上水分子弥散速度；而且还不能反应弥散方向。弥散张量成像（diffusionfensorimaging,DTI)不但能反映更多方向上的水分子弥散速度；而且还能反应弥散方向。一、概念•DTI与DWI一样，也是测量单位时间内的水分子弥散速度，不同的是还能反应水分子的弥散方向。•水分子弥散是一个三维过程，将弥散的三个轴的本征矢量用λ1、λ2、λ3表示。•当弥散是各向同性（λ1=λ2=λ3）,该物体为圆形。•当弥散是各向异性（λ1λ2λ3）,该物体为椭圆形。●最大的本征矢量λ,代表水分子弥散的主要方向,如在白质则代表纤维走行的方向。二、原理DTI是在DWI基础上，在6-55个线性方向上施加射频脉冲，多采用单次SE-EPI或GRE序列，每个方向上均使用相同的较大b值，计算各个方向上的弥散张量而成像。三、检查方法平均弥散率（meandiffusivty,MD）反应各个方向弥散张量的平均值，只反映弥散速度，不能反映弥散方向。它比ADC值图更全面。四、评价指标表30例正常成人视路各部分白质纤维的FA值和MD值（×10-3mm2/s）经统计学检验，双侧视神经、双侧视束和双侧视放射的FA值及MD值均无显著性差部位FA值95%可信区间MD值95%可信区间左侧视神经0.595±0.0670.566~0.6350.948±0.1120.913~1.017右侧视神经0.589±0.0660.560~0.6290.932±0.0880.896~1.000t0.497－0.844－P0.623－0.406－左侧视束0.531±0.0620.507~0.5660.944±0.1310.889~1.016右侧视束0.526±0.0520.501~0.5610.935±0.1130.880~1.007t0.468－0.380－P0.643－0.707－左侧视放射0.509±0.0290.501~0.5300.763±0.0500.752~0.804右侧视放射0.502±0.0260.494~0.5230.748±0.0520.737~0.789t1.761－1.792－P0.089－0.084－●λ值反映水分子三个方向的矢量，也是MD值的一个分量，其单位与MD相同。最大本征值λ，代表水分子扩散的主要方向，如果在脑白质则代表纤维走行方向。λ1又称λ//，是反映轴索的指标,λ2、λ3又称λ⊥，是反映髓鞘的指标。各向异性分数（Fractionalanisotropy,FA）表示水分子弥散运动各向异性大小，又称部分各向异性。FA=各向异性/整体弥散，表示0-1，1为最大各向异性，0为最大各向同性。表30例正常成人视路各部分白质纤维的FA值和MD值（×10-3mm2/s）部位FA值95%可信区间MD值95%可信区间左侧视神经0.595±0.0670.566~0.6350.948±0.1120.913~1.017右侧视神经0.589±0.0660.560~0.6290.932±0.0880.896~1.000t0.497－0.844－P0.623－0.406－左侧视束0.531±0.0620.507~0.5660.944±0.1310.889~1.016右侧视束0.526±0.0520.501~0.5610.935±0.1130.880~1.007t0.468－0.380－P0.643－0.707－左侧视放射0.509±0.0290.501~0.5300.763±0.0500.752~0.804右侧视放射0.502±0.0260.494~0.5230.748±0.0520.737~0.789t1.761－1.792－P0.089－0.084－经统计学检验，双侧视神经、双侧视束和双侧视放射的FA值及MD值均无显著性差方向编码彩色图（Directionalencodedcolor,DEC）用获及DTI数据通过软件处理得到DEC。方向编码前后为绿色、左右为红色、上下为蓝色。纤维追踪(Diffusiontensortractography,DTT)将已获得DTI原始数据，按已知神经解剖构建白质纤维空间结构，称DTT。正常人胼胝体DTT表现皮质脊髓束走行左顶纤维型脑膜瘤左顶叶胶质母细胞瘤右额叶脑脓肿右侧基底节急性脑梗死a~f为女性27岁，MS患者g~i为正常人●基于纤维束的空间统计（TBSS）采用FSL等软件对FA、MD和λ进行体素水平的统计分析，得到全脑差异图。TBSS比VBA（基于体素分析）准确性高。TBSS结果0～10HDI与对照组（FA）绿色：白质纤维骨架红色：0~10HDIFA值显著低于正常对照组TBSS结果10～20HDI与对照组（λ1）绿色：白质纤维骨架蓝色：10~20HDIλ1值显著低于正常对照组TBSS结果10～20HDI与对照组（λ⊥）绿色：白质纤维骨架浅绿色：10~20HDIλ⊥值显著高于正常对照组血氧水平依赖（BOLD）成像原理氧合Hb→逆磁性→延长T2→T2↑（正相关）脱氧Hb→顺磁性→缩短T2→T2↓（负相关）当大脑某区域被激活，该区氧合Hb增多，其T2信号增高。这种现象称为BOLD效应。静息态下脑自发的BOLD信号(默认模式网络)由于神经活动属毫秒级，而血液氧变化属秒级，因此BOLD时间分辨率低。设备和技术1.5T、3.0TMR均可，高场对磁化率差异敏感，能激活较小的皮层中枢序列：有梯度回波，EPI参数：TR：1000-3000ms，TE：40-90ms临床应用范围作用任何脑功能区都可预测功能定位运动区感觉区指导治疗（放疗、手术）视觉听觉功能评价（判断预后）语言思维疾病研究测谎正常双侧运动区左顶叶星形细胞瘤Ⅱ级左顶叶纤维性脑膜瘤右顶叶星形细胞瘤Ⅰ～Ⅱ级左顶枕叶胶质母细胞瘤静息态血氧水平依赖功能磁共振成像（restingstateBOLD-fMRI)●默认模式网络●低频振幅（amplitudeoflowfrequencyfiuctuation，ALFF)脑局部BOLD效应，在病理状态下，可以升高，也可以降低。●安静状态下行MRI检查---应用：AD、抑郁、精神分裂、癫痫方法:●检查时闭眼、清醒、不动、避免结构性思维活动。●一般采用GRE-EPI扫描。●图像处理用SPM8软件（网上免费下载）。与正常被试者相比，HDI的低频振幅显著异常Red：HDIControls；Green：HDIControls磁敏感加权成像（SWI）顺磁性逆磁性磁敏感加权成像（SusceptibilityWeightedImaging,SWI）是不同磁化率的结构能够导致相应的感应磁场的变化，这种感应磁场变化会导致质子去相位，使T2信号降低，产生对比增强，形成SWI图。M0T2*驰豫B0+B△B0-B△一、原理二、临床应用微小静脉微小出血灶铁沉积三、SWI对高血压脑内自发微出血灶的诊断价值慢性高血压患者的小血管周围会发现小的局灶性的陈旧性出血，称为脑内微出血（BrainMicrobleed，BMB）在常规MRI扫描中,这种微小出血点较难发现SWI序列对磁敏感物质的高度敏感,非常适用于对出血和出血后产物的显像59例患者中，共检出35例（59%）患者脑内有微出血点微出血在SWI图表现为典型的1～5mm大小的圆形低信号结果轻度CMBs：F，54Y，血压145/85mmHg，病程1年，未服用阿司匹林。结果中度CMBs：M，62Y，血压150/95mmHg，病程3年，未服用阿司匹林。四、SWI在外伤性轴索损伤中的应用价值弥漫性轴索损伤(diffuseaxonalinjury,DAI)是头颅在受斜或侧向撞击时发生轴向旋转,其外围到中心不同层次脑组织旋转的角加速度各异,使得不同层次的神经纤维承受不同的剪切力,从而使神经纤维发生断裂和分离大多数的轴索损伤病灶本身并不出血，但常伴相邻小血管的损伤导致少量的血管壁破裂出血或渗血长期以来这种微出血在CT和常规MRI成像上不易显示，使得DAI的影像表现不能解释相应的临床症状一例车祸中度昏迷患者之TAI表现一例车祸重度昏迷患者TAI表现患者葛某，M-37Y，重物打击伤，昏迷10小时，GCS评分10分。病例一患者陈某，M-25Y，车祸外伤后意识障碍21天，GCS评分4分。病例二患儿舒某，F-9Y，车祸外伤，昏迷18小时，GCS评分3分。病例三谢谢