PWI在脑缺血性疾病中的临床应用PPT培训课件.ppt
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1、PWIPWI在脑缺血性疾病中在脑缺血性疾病中的临床应用的临床应用人脑正常的神经生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。lPWI是一种反映组织微血管分布和血流灌注情况的MR功能成像技术。l1988年Villringer等首先报道了MR血流灌注成像在脑部的应用。l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。l与CT灌注不同的是T2WI效
2、应可导致信号强度的减弱因而无法提供定量数据。lT2*加权磁敏感动态增强磁共振成像(dynamic susceptibility weighted contrast enhanced,DSCDSC)lT1加权动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhancement,DCEDCE)l动脉自旋标记增强磁共振成像(arterial spin labeling,ASLASL)l前两种技术(DSC、DCE)系通过静脉团注对比剂使局部毛细血管内磁敏感性增加致局部磁场不均匀,质子自旋去相位,引起T2、T2*或T1值的明显缩短,获得一系列动态影像,通过定量指标反映局部灌注情况。l因为需要注射
3、外源性对比剂,DSC、DCE对于不能配合的病人或难以静脉注射的患者有一定的局限性。lASL则无需注射外源性对比剂,而是以动脉血内氢质子为内源性示踪剂并对其进行标记的无创性灌注成像方法。l由于不需注射对比剂,安全无创,更适应于儿童及不能配合的受试者。因而有着较强的临床应用潜力。lASL仅可准确量化CBF,并具有良好的重复性。lDSC和ASL主要应用于脑部灌注。l而体部器官灌注成像则以DCE和ASL为主。l脑组织信号下降幅度与血管内造影剂浓度成正比,反应脑组织的血液动力学状态l正常脑组织由于BBB的存在,Gd-DTPA不能通过毛细血管网进入脑组织间隙,不影响组织的T1时间,因此不产生T1增强效应。
4、l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(EPI)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。l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注情况。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。l脑血容量(血容量(CBV)l脑血流量(血流量(CBF)l平均通平均通过时间(MTT)l达峰达峰时间(TTP)l核医学的放射性示踪剂稀释原理
5、和中心容积定律(central volume principle)MTT=CBV/CBFDSC主要参数CBV计算 tCv()d -CBV=Ca()d -MTT计算 CBV MTT CBFCBF计算:t Cv(t)=FCa()R(t)d 0 Cv(t)体素对比剂浓度 FCBF Ca()动脉流入函数脑血容量(cerebral blood volume,CBV)指单位时间内一定脑组织的血容量,根据时间信号曲线下方封闭的面积计算得出。CBV=KR2*(t)dt。正常为4060ml/(100gmin)。一般来说,rCBV 仅包括微脉管(直径小于0.3mm 的微血管)系统,如小动脉、毛细血管和小静脉。脑血
6、流量(cerebral blood flow,CBF)指在单位时间内流经一定量脑组织血管结构的血流量,CBF越小,意味着脑组织的血流量越低。达峰时间(time to peak,TTP)指在时间信号曲线上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时间。TTP值越大,意味着最大对比剂团峰到达脑组织的时间越晚。l平均通过时间(mean transit time,MTT)指血液流经血管结构时,包括动脉、毛细血管、静脉,所经过的路径不同,其通过时间也不同,因此用平均通过时间表示,主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间(血液由动脉流入至静脉流出的时间)。该值大,说明微循环不畅。l它通常以秒为单位或以 rCBV
7、与 rCBF 之比的形式给出,即MTT=rCBV/rCBF。l血流动力学参数由信号-时间曲线转换成相对的对比剂浓度-时间曲线而获得,故其为局部组织灌注的相对值,实际工作中多采用相对相对CBVCBV(relative CBV,rCBV)、相对相对CBFCBF(relative CBF,rCBF);lCBV、CBF容易受到MR扫描仪、团注对比剂量和速率、成像序列和参数、受检者的血容量和心排血量等因素影响,因此不同个体间的血流动力学参数不能直接比较。PWI操作经静脉快速注入对比剂后进行动态扫描 在图像工作站作图像后处理,对动态CT或MR图像进行分析并计算脑血流动力学的有关参数图根据色阶分别形成4种参
8、数的彩图MR约90-100秒完成扫描磁共振灌注参数图与对应的时间-信号曲线 CBF脑血流量 CBV脑血容量 MTT平均通过时间DWIA:DWI示急性左侧额叶半卵圆中心脑梗死,图中红色圆圈为在病灶边缘和对侧相同位置放置的感兴趣区;B:CBF图;C:CBV图;D:MTT图;E:MRA图;F:PWI曲线图,图中黄色曲线为该层面内平均灌注曲线图,粉色曲线为左侧额叶半卵圆中心病灶旁感兴趣区内的灌注曲线,白色曲线为对侧相同位置感兴趣区内的灌注曲线CBV图-皮层基底节 白 质-高信号代表CBV增加,低信号CBV降低MTT图白质基底节皮层高信号MTT延长,低信号MTT较短或MTT消失lPWI在脑缺血性疾病,尤
9、其是缺血半暗带的确定上的应用价值已得到公认。l而在脑肿瘤诊断中的应用也逐渐得到认可l对TIA的诊断l对缺血半暗带的诊断l对急性卒中的诊断l2002年定义(美国TIA工作组):由于局灶性脑或视网膜缺血造成的短暂的神经功能缺损的发作,临床症状典型的持续小于1h,无任何脑梗死证据。然而,即使在症状持续时间1h的TIA患者中,仍有33.6%DWI显示异常信号。l2009年定义(美国卒中协会):“脑、脊髓或视网膜局灶性缺血所致的、不伴急性梗死的短暂性神经功能障碍”。这一定义以有无梗死为鉴别诊断TIA与脑梗死的唯一依据,而不考虑症状持续时间。l从CBF变化过程看,脑血流的下降到急性脑梗死的发生经历了3个时
10、期:l由于脑灌注压下降引起的脑局部血流动力学异常改变;l脑循环储备力失代偿性低灌注所造成的神经元功能改变;l最后,由于CBF下降超过脑代谢储备力才发生不可逆转的神经元形态学改变,即脑梗死。l前2个时期称为脑梗死前期,脑梗死前期,TIA 属此期。脑血管病常有较长的潜伏期,而TIA以及临床出现的异常征象是一个十分明显的预警信号。约50%TIA患者在发病12h内的PWI上存在异常灌注区,主要为:TTP延长:主要原因是血流速度慢和侧支循环供血。MTT延长:提示脑灌注压降低,脑灌注储备受损;若CBV、CBF明显减少,提示组织灌注不足;CBV增加或接近正常,提示侧支循环形成。参考DWI和PWI在短暂性脑缺
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