功能磁共振在神經外科的應用

哈勵遜國際和平醫院神經外科

張明哲功能磁共振在神經外科的應用哈勵遜國際和平醫院神經外

在我們神經外科臨床工作當中，核磁共振已成為常規檢查，對疾病的診斷、療效評估有著巨大優勢。

但是在日常工作中，常規磁共振仍存在以下局限性。在我們神經外科臨床工作當中，核磁共振已成為常

1、腦梗塞的超早期診斷、表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別、腫瘤壞死與膿腫的鑒別、腦膜瘤惡性程度的鑒別；2、血管性病變、彌漫性軸索損傷（DAI）、外傷性腦出血及梗死；3、腦功能評判等等1、腦梗塞的超早期診斷、表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別、腫功能磁共振成像(functionMRI，fMRI)中的彌散加權成像(DWI)、磁敏感加權成像（SWI）、腦功能成像（BOLD-fmri）可以為我們解決以上問題提供新的思路。功能磁共振成像(functionMRI，

彌散加權成像（DWI）

——描述組織水分子擴散程度的利器

功能磁共振在神經外科的應用ppt課件功能磁共振在神經外科的應用ppt課件彌散（diffusion）的概念

彌散是指分子不斷隨機改變方向和位置的現象，即布朗運動。所有分子在高于絕對零度時都有布朗運動彌散（diffusion）的概念彌散是指分子不斷隨機改變

DWI提供真實描述組織水分子擴散相對速度的圖象對比與傳統的MR技術不同，它主要依賴于水分子的運動而不依賴于自旋質子密度、T1或T2DWI提供了一種新的影像對比DWI（diffusionweightedImaging）概述DWI提供真實描述組織水分子擴散相對速度的圖象對比DWI在自旋回波T2WI的基礎上，在某一方向上施加一對大小相等、方向相反的梯度脈沖如果水在體素內能自由移動（擴散），則此處會失相位，因此信號降低。反之如果水的彌散受限制則很少失相位，因此信號較高在相應的方向上測量水分子的運動。MR彌散成像的物理基礎在自旋回波T2WI的基礎上，在某一方向上施加一對大小相等、方擴散敏感系數－b成像序列對彌散運動表現的敏感程度，反映彌散加權的程度，單位s/mm2與施加的彌散敏感梯度場強、持續時間和間隔時間有關。目前設備提供的b值為0－10000s/mm2水分子的彌散敏感性隨著b值的增加而增加，但圖像信噪比則相應地下降。常用b值為1000s/mm2擴散敏感系數－b成像序列對彌散運動表現的敏感程度，反映彌散加Apparentdiffusioncoefficient

表觀擴散系數是不同方向的分子彌散運動的速度和范圍。ADC反映水分子移動的自由度。

ADC值主要根據DWI圖像上的信號強度的變化來計算

ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)表觀擴散系數－ADCApparentdiffusioncoefficien計算公式S2=S1×exp(-b.ADC)ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)

S1、S2

不同b值時的DWI信號強度

exp指數函數

b

擴散敏感系數

ADC

表觀彌散系數

計算公式ADC值與DWI信號的關系ADC值與DWI信號呈負指數關系

ADC值下降，DWI像呈高信號－擴散受限

DWI像上高信號不一定預示ADC值下降。－T2穿透效應ADC值與DWI信號的關系ADC值與DWI信號呈負指數關系DWI信號與ADC圖信號相反ADCDWI基本概念DWI信號與ADC圖信號相反ADCDWI基本概念T2穿透效應當受檢組織的T2值明顯增高時,會在DWI上有明顯的T2圖象對比存在，稱之為T2穿透效應，這可能造成擴散受限的假陽性表現。重建指數圖像(假DWI或T2糾正過的DWI)或ADC圖均可消除DWI的殘余T2效應T2穿透效應當受檢組織的T2值明顯增高時,會在DWI上有明顯影響水分子彌散的因素膜結構的阻擋大分子蛋白物質的吸附微血管內流動的血液影響水分子彌散的因素功能磁共振在神經外科的應用ppt課件功能磁共振在神經外科的應用ppt課件功能磁共振在神經外科的應用ppt課件功能磁共振在神經外科的應用ppt課件DWI上高信號的病灶（1）

細胞毒性水腫

神經元/膠質細胞水腫急性腦梗死腦外傷缺血缺氧性腦病髓鞘水腫

MS急性期，中毒性腦病（co中毒），代謝性腦病（ALD）軸索水腫彌漫性軸索損傷（DAI）

Wallerian變性DWI上高信號的病灶（1）細胞毒性水腫DWI上高信號的病灶（2）細胞密度高、細胞外間隙小

淋巴瘤，原始神經外胚層腫瘤等

粘滯度高

腦膿腫表皮樣囊腫DWI上高信號的病灶（2）細胞密度高、細胞外間隙小【腦梗塞】一、病理生理：1、急性期：血供中斷，細胞缺血、缺氧Na-KATP酶大量Na離子進入細胞內細胞水腫細胞內結構腫脹，擴散受限，細胞內能量代謝障礙導致細胞器裂解，產生大量碎片，造成細胞內粘度增加，胞漿流動減慢，導致擴散進一步受限細胞外間隙縮小，擴散受限【腦梗塞】正常組織，水分子隨機運動，呈低信號。細胞毒性組織，水分子運動受限，呈高信號。正常組織，水分子隨機運動，細胞毒性組織，水分子運動受限，2、慢性期：細胞外水的增加，組織軟化和膠質增生，使水分子擴散增加血管源性水腫，血腦屏障破壞2、慢性期：功能磁共振在神經外科的應用ppt課件二、影像檢查：腦梗塞的診斷，用常規成像序列（SE或GRE）檢查時，一般需要到發病6h后，方能查得其病理過程；但用MRDWI檢查，則在發病后20～30min，即可見到局部的擴散作用增加，呈現相應的病理MR信號（高信號）。因此DWI序列又稱為中風序列。二、影像檢查：DWI反映的是細胞毒性水腫。T2WI反映的是血管源性水腫。CT反映的是腦組織的壞死和水腫。DWI反映的是細胞毒性水腫。2、DWI演變過程：超急性期（數小時）DWI明顯高信號。急性期（數天）DWI高信號。亞急性期（7-14天）DWI高或等信號。慢性期（2周至2個月后）DWI高等低信號。2、DWI演變過程：3、ADC值的動態變化：急性期是ADC值降低（4-14天），反映了擴散受限。ADC值的下降程度與組織的受傷程度有一定的相關性，減低40~60%代表不可逆梗死灶，輕度下降10~25%代表可逆性損傷區。ADC值隨時間變化，受再灌注和遲發性腦損傷的影響，因此不能依賴它判斷腦組織的存活程度。3、ADC值的動態變化：4-14天后，ADC值開始升高，可高于正常水平。7-14天處于亞急性期，ADC值“假正常化”。研究表明：從缺血區邊緣帶到梗塞中心，ADC值逐漸降低，早期出現ADC值下降的缺血組織最終演變為不可恢復的梗死灶。4-14天后，ADC值開始升高，可高于正常水平。功能磁共振在神經外科的應用ppt課件

DWI在顱內占位性病變中的應用DWI在顱內占位性病變中的應用DWI在顱內占位性病變中的應用

表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別腫瘤壞死與膿腫的鑒別腦膜瘤惡性程度的鑒別淋巴瘤的診斷DWI在顱內占位性病變中的應用表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別常規MR通常不能可靠地鑒別二者，均表現為T1WI低信號和T2WI高信號改變表皮樣囊腫在DWI上表現為高信號蛛網膜囊腫囊液的蛋白含量較多在DWI圖像上類似腦脊液，表現為低信號表皮樣囊腫切除后，在DWI圖上低信號充滿腦脊液的囊腔與高信號的殘留組織很容易區別表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別常規MR通常不能可靠地鑒別二者，表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別蛛網膜囊腫表皮樣囊腫表皮樣囊腫與蛛網膜囊腫的鑒別蛛網膜囊腫表皮樣囊腫腦膠質瘤、轉移瘤囊變/壞死和腦膿腫的鑒別腫瘤生長迅速,病變中心缺血等引起壞死，壞死灶中的細胞數量少,液體清亮,黏稠度低,在DWI像上表現為低信號。膿腫的膿液主要含有細菌、炎性細胞、黏蛋白、細胞碎屑等,較高的黏稠度和大量的炎性細胞限制了水分子的運動,因此DWI上呈高信號腦膠質瘤、轉移瘤囊變/壞死和腦膿腫的鑒別腫瘤生長迅速,病變中T2WIT1＋cDWIADC壞死液化膠質母細胞瘤的DWI表現T2WIT1＋cDWIADC壞死液化膠質母細胞瘤的DWI表現腦膿腫包膜期DWI表現膿腔DWI呈高信號，ADC平均值0.6010-3mm2/s腦膿腫包膜期DWI表現膿腔DWI呈高信號，ADC平均值0.6良、惡性腦膜瘤的鑒別腦膜瘤在DWI上信號不定多數良性腦膜瘤在DWI上為等信號，僅有23%表現為略高信號，ADC正常或略有升高惡性腦膜瘤在DWI上多呈明顯高信號，ADC值降低。良、惡性腦膜瘤的鑒別腦膜瘤在DWI上信號不定良性腦膜瘤圖像T2WIT1+CDWI（等信號）良性腦膜瘤圖像T2WI腦膜瘤伴腦浸潤T2FLAIRT1WI+C常規MRI顯示為良性腦膜瘤的表現。DWI上為高信號，ADC值降低提示細胞密度較高

DWIADC圖腦膜瘤伴腦浸潤T2FLAIRT1WI+