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1、DWI、MRS临床及原理,河北医科大学第二医院 耿左军,M R S,氢质子共振峰,化学位移（ Chemical shift ）,因质子所处的化学环境不同，即核外电子云密度不同，所受屏蔽作用的强弱不同，而引起相同质子在不同化合物中吸收信号的位置不同。 0=B0,氢质子共振峰,在1.5T场强下水和脂肪共振频率相差220Hz(化学位移)，但是在这两个峰之间还有多种较低浓度代谢物形成的共振峰，如 NAA 、 Cr 、 Cho 等，这些代谢物的浓度与水和脂肪相比非常低。 MRS 需要通过匀场抑制水、脂肪的共振峰，才能使这些微弱的共振峰群得以显示。,MRS的种类,通过特定技术，可以对不同磁性原子核相关的代
2、谢产物进行MRS分析，目前研究较多的是1H、31P、13C、23Na及19F的MRS等,脑H-MRS共振峰种类和意义NAA-N-乙酰天冬氨酸,N -乙酰基的特征，化学位移位于 2 .02-2.05ppm，最高峰 神经元的一种标志，存在于神经元细胞核 降低见于生理源性（婴儿和老年人）和病理源性（肿瘤、缺血缺氧和梗死、癫痫、感染、脱髓鞘等）。 升高仅见于海绵状脑白质营养不良病神经退,Creatine肌酸,正常磁共振波谱图像第二高峰 脑组织能量代谢的提示物，峰度相对其它峰稳 定，常作为波谱分析时的参照物 振动频率见于3.03ppm，附加峰见3.94ppm处,Choline胆碱,出现于细胞膜的磷脂代谢
3、中，参与其代谢，反映细胞膜 的更新状态 脑肿瘤时增高，且常与肿瘤的恶性程度成正比 振动频率见于3. 2ppm,Myo-Inositol肌醇,肌醇在肝性脑病、多形胶质母细胞瘤中峰值降低 在胶质增生、高渗状态时增加 振动频率见于3. 56ppm,Lactate乳酸,波峰形态特殊，具有双峰。在TE时间144ms时倒置，在TE时间288ms时正向。 乳酸峰的出现提示脑内无氧糖酵解增加。也提示肿瘤病变的恶性程度较高。 振动频率见于1.32ppm,Lipid脂质,脂质多见于坏死性的脑肿瘤、高度恶性肿瘤 与乳酸峰位置接近，可通过改变TE时间将二者鉴别开 振动频率见于0.8、1.2、1.5、6.0ppm,谷氨
4、酸 ( Glu )和谷胺酰胺（ Gln ) Glu 是一种兴奋性神经递质，在线粒体代谢中起作用； r 一氨基丁酸是 Glu 的重要产物； Gln 对神经递质的灭活和调节发挥作用，这两种代谢物可同时发生共振，其波谱用总和表示，波峰位于 2 . 1 - 2 . 5ppm 之间。 Glu 和 Gln 升高见于梗死、梗死的恢复期、肝脏疾病等。,1HMRS检查 采集技术 点分辨选择波谱（point-resolved selective spectroscopy, PRESS）技术 化学位移选择饱和法（chemical shift-selecting saturation, CHESS）,年龄的影响,5d
5、新生儿与成人,脑部肿瘤,一般情况下， Cho浓度越高，肿瘤恶性程度就越高 乳酸水平也常在恶性程度较高的肿瘤时升高 乳酸和脂质水平在转移瘤中比在星型细胞瘤中更高,反Hunters angle,星形细胞瘤,颅内肿瘤,脑白质正常谱线,Hunters angle),MRS应用：星形细胞瘤 I-II级,男/35岁，一周内晕倒2次 病理诊断：星形细胞瘤I-II级,室管膜瘤,NAA下降，Cho增高,/30，四肢乏力，反应迟钝3月,mI明显升高，提示胶质增生,星形细胞瘤级,Cho/Cr比值,星形细胞瘤级为2.150.26, 星形细胞瘤级的比值为2.780.09, 星形细胞瘤级的比值为5.400.16, 各组间
6、比较有统计学意义(p=0.043), 提出Cho/Cr比值可作为判定星形细胞瘤恶性度的标记物。利用NAA/Cr、NAA/Cho、Cho/Cr及Lac/Cr比值均可对胶质细胞瘤进行分级,但以NAA/Cho及Cho/Cr反映肿瘤级别比较稳定。,脑膜瘤,NAA峰消失，Cho峰明显升高，提示脑外肿瘤,脑膜瘤,转移癌,TR：1000; TE：144; 扫描矩阵：18*18 时间：00:04:26 预扫描时间：00:00:47,NAA降低，Cho升高,女/30岁，头痛1月余,星形细胞瘤,淋巴瘤,D W I,基本概念,扩散系数-D 表观扩散系数-ADC 扩散敏感因子-b,b 值,b值是一个反应在序列中施加梯
7、度大小的量度值。 b值越大，施加的正反两个梯度的强度就越大，对弥散探测就越敏感。但整个图像的信号就越低，SNR就越差。 b值越小，施加的正反两个梯度的强度就越小，对弥散探测就越不敏感。但整个图像的信号就越高，SNR就越好。 在头部，b值一般为1000左右。在体部，b值一般为300-800。,磁共振弥散成像在原有脉冲序列的基础上加上一对梯度脉冲，此对梯度正好大小相同，方向相反。,time,900,1800,回波,TE,弥散图像,ADC图,eADC图,影响DWI信号的因素,b 值，弥散敏感因子 表观弥散系数 ( apparent diffusion coefficient, ADC) 各向异性(
8、anisotropy) T2 WI,多发性硬化,T2透射效应（T2-shine through）,由于T2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值增高 若同时ADC值下降，更增加DWI上高信号 采用幂图像（EADC）消除T2透射效应,高血压性脑病,T2廓清效应（washout）,ADC值升高和T2WI高信号的综合结果造成DWI等信号 常见于血管源性水肿,急性血肿,T2暗化效应（blackout）,由于T2WI低信号而造成的DWI低信号 多见于出血性病变 通常发生顺磁性敏感伪影,DWI = T2WI + ADC,弥散图像,ADC图,eADC图,eADC = Sb=1000 / Sb=0 eADC
9、的图的信号对比度较ADC图高 病变部位的边界显示清晰 应用方便，病变的表现与DWI图像一致，符合临床观察习惯,常见的伪影,运动伪影 N/ 2 鬼影 磁敏感性伪影与化学位移伪影,涡漩电流伪影,磁敏感伪影,N/2鬼影,运动伪影(癫痫发作）,y轴方向的DWI和ADC图,DWI临床应用,中枢神经系统 超急性期和急性期脑缺血 感染 脱髓鞘病变 肿瘤,多发性硬化急性细胞毒性斑块,陈旧瘢痕,T2,Flair,DWI,T1+C,ADC,eADC,多发性硬化（MS）：分期：急性期DWI呈高信号，慢性病灶呈等信号，急性期硬化斑ADC明显低于慢性硬化斑。 可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶。,脱髓鞘病变,表皮样囊肿,蛛网膜囊肿
10、,T2 FRFSE,T1 Flair,DWI,ADC,表皮样囊肿,蛛网膜囊肿,表皮样囊肿,表皮样囊肿和蛛网膜囊肿,常规MRI表现相似 DWI可区分这两种病变 蛛网膜囊肿含自由水，与脑脊液相类似 表皮样囊肿含有复层鳞状上皮和角蛋白碎片 ，ADC值低于脑脊液，DWI呈高信号（T2透射效应）,脑脓肿,脑脓肿包膜期,脓腔DWI呈高信号，ADC平均值0.6010-3mm2/s,霉菌感染，DWI信号不均匀,脑脓肿吸收期,DWI信号逐渐减低，ADC平均值1.4610-3 mm2/s,脑脓肿的组织学成分,DWI高信号：粘稠的脓液，细胞及组织碎屑 T2低信号环：巨噬细胞吞噬含铁及顺磁性物质,坏死囊变脑转移瘤DW
11、I表现,肿瘤中央DWI为低信号，平均ADC值为1.810-3mm2/s,良性脑膜瘤图像,T2WI T1+C DWI（等信号）,脑 膜 瘤 伴 脑 浸 润,T2FLAIR,T1WI + C,常规MRI显示为良性脑膜瘤的表现。DWI上为高信号，ADC值降低提示细胞密度较高,DWI,ADC图,良性脑膜瘤,非典型性脑膜瘤,良、恶性脑膜瘤的鉴别,脑膜瘤在DWI上信号不定 多数良性脑膜瘤在DWI上为等信号，仅有23%表现为略高信号，ADC正常或略有升高 恶性脑膜瘤在DWI上多呈明显高信号，ADC值降低。,淋巴瘤 病灶T1增强显示明显强化，DWI上也为高信号,T1+C,DWI,T1WI,T1+C,T2FLARE,ADC,淋巴瘤 病灶T1增强显示均匀强化，ADC图上显示弥散受限,淋巴瘤（弥漫性大B细胞型）,淋巴瘤多发病灶,DWI,淋巴瘤DWI高信号,瘤细胞密集 核浆比高 细胞器丰富 瘤组织的细胞外 间隙缩小,水分子扩散受限,弥散成像在肿瘤中的应用,肿瘤细胞由于失去了“接触抑制”。导致细胞间的空间减小，位于细胞和细胞间的组织液弥散比正常细胞更加受限。,多形性胶质母细胞瘤,星形细胞瘤级,毛细胞型星形细胞瘤,髓母细胞瘤（10岁）,常见脑肿瘤的ADC 值 Fumiyuki,谢谢！,