MR灌注加权成像（PWI）
MR灌注加权成像（PWI）
MR灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）主要反映组织的微血管灌注分布及血流灌注情况。
该项技术在脑部应用最早、最成熟，主要反映脑组织中血流动力学信息。
主要参数有
1、脑血容量（CBV）：根据时间-密度曲线下方封闭的面积计算得出
2、脑血流量（CBF）：脑血流量值越小，意味着脑组织的血流量越低
3、平均通过时间（MTT）：开始注射对比剂到时间-密度曲线下降至最高强化值一半时的时间，主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间。
4、峰值时间（TTP）：在TDC上从对比剂开始出现到对比剂浓度达到峰值的时间，TP值越大，意味着最大对比剂团峰值到达脑组织的时间越晚。
分类
根据成像原理，PWI技术主要分为对比剂首过法和动脉自旋标记法，前者需要注射外源性对比剂，在临床上应用较为广泛，后者以动脉血中的质子作为内源性对比剂，无须注射外源性对比剂。
动脉自旋标记（arterial spin labeling,ASL）技术无需引入外源性对比剂，是一种利用血液作为内源性示踪剂的磁共振PWI方法。
采用超快速扫描，观察器官或组织的血流灌注情况，观察更早期的缺血病变或显示器官的血流通过状况、局部血流量的变化。
它是将流动的血液作为一种内源性的磁性示踪剂，利用MR信号对质子的自旋运动的自然敏感性，把流动的血液作为标记物进行灌注成像，是一种安全无创的方法。
对比剂的使用
1、常用顺磁性对比剂Gd-DTPA，它是一种非特异性细胞外间隙顺磁性对比剂。
一般采用单倍剂量（0.1mmol/kg）或双倍剂量。
2、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
为使对比剂早期居于血管内而不进入组织，即保证没有对比剂的再循环和漏出，必须使用高压注射器，注射流率为3～4ml/s。
若团注速度过慢，则信号下降程度降低，易导致参数计算错误。
临床
PWI在临床上应用最多的是脑部，主要用于：
1、脑缺血性病变
①短暂性脑缺血发作
②急性缺血性脑梗死
2、颅内占位性病变
①原发性胶质瘤
②脑外肿瘤
③脑原发淋巴瘤
④脑转移瘤
3、立体定向引导穿刺
4、脑胶质瘤术前分级研究
5、脑肿瘤治疗后疗效评估及早期复发诊断等。
第七节 MR灌注加权成像技术
第七节MR灌注加权成像技术MR灌注加权成像（perfusion-weighted imaging，PWI）属于MR脑功能成像的一种，反映的主要是组织中微观血流动力学信息。
PWI的原理和技术比较复杂，在临床上的应用还不成熟，本节仅作简单介绍。
MR PWI的方法很多，较常采用的主要有两种方法，即：（1）对比剂首次通过（first pass）法；（2）动脉自旋标记（aterial spin lableing，ASL）法。
前者需要注射外源性对比剂，在临床研究中应用较为广泛。
后者利用动脉血液中的质子作为内源性对比剂，通过特殊设计的脉冲序列对流入组织前的动脉血液质子进行标记，通过检测受标记的质子流经受检组织时引起组织的信号强度变化来反映组织的血流动力学信息，目前在临床研究中尚未得以广泛应用。
一、对比剂首次通过法PWI的基本原理PWI的对比剂多采用目前临床上最常用的离子型非特异性细胞外液对比剂Gd-DTPA。
对比剂用高压注射器快速注入周围静脉，采用时间分辨力足够高的快速MR成像序列对目标器官进行连续多时相扫描，通过检测带有对比剂的血液首次流经受检组织时引起组织的信号强度随时间的变化来反映组织的血流动力学信息。
Gd-DTPA是顺磁性物质，血液中的Gd-DTPA将使血液的T1和T2值降低，在一定的浓度范围内，血液T1值和T2*值的变化率与血液中对比剂的浓度呈线性关系，即：∆(1/T1) = k[Gd]∆(1/T2*) = k[Gd]式中∆(1/T1)表示T1值的变化率；∆(1/T2*)表示T2*值的变化率；[Gd]表示对比剂浓度；k 是常数，与对比剂、组织结构、主磁场强度等因素有关。
在实际应用中，可以根据T1值的变化率公式，采用T1WI序列进行PWI。
也可根据T2*值的变化率公式，采用T2*WI序列进行PWI。
由于Gd-DTPA不能通过正常脑组织的血脑屏障，一般多采用T2*WI序列进行PWI，最常用的序列是GRE-EPI T2*WI序列。
MR灌注加权成像和磁敏感加权成像评价胶质瘤
张仙海，高明勇＊ ，周新韩，谭湘萍，卢瑞梁，赵 海，张丽丽
（佛山市第一人民医院影像科，广东 佛山 ５２８０００）
［摘 要］ 目的 探讨３．０Ｔ 磁共振磁敏 感 加 权 成 像 （ＳＷＩ）和 灌 注 加 权 成 像 （ＰＷＩ）在 反 映 胶 质 瘤 血 管 生 成 中 的 应 用 价 值。方法 经手术病理证实的胶质瘤３５例，其中 低 级 别 胶 质 瘤 １６ 例 （ＷＨＯⅠ ～ Ⅱ 级），高 级 别 胶 质 瘤 １９ 例 （ＷＨＯⅢ ～ Ⅳ级）。所有病例均接受常规序列、ＳＷＩ及 ＰＷＩ扫描，并 获 得 ＳＷＩ图 和 脑 血 容 量 （ＣＢＶ）彩 图，逐 层 观 察 ＳＷＩ图 胶 质 瘤 静 脉分布情况，并按静脉多少进 行 评 分。 利 用 ＣＢＶ 彩 图 观 测 胶 质 瘤 实 质 相 对 ＣＢＶ（ｒＣＢＶ）值，并 对 肿 瘤 静 脉 及 肿 瘤 实 质 ｒＣＢＶ 值行相关性分析。结果 低级别胶质瘤静脉评分：０ 分 １１ 例 （６８．７５％），１ 分 ５ 例 （３１．２５％）；高 级 别 胶 质 瘤 静 脉 评 分：１分３例（１５．７９％），２分１６例（８４．２１％），胶质瘤静脉评 分 差 异 有 统 计 学 意 义 （Ｐ＜０．００１）。 低、高 级 别 胶 质 瘤 肿 瘤 实 质ｒＣＢＶ 值分别为２．２５±０．３２、５．８０±０．７５（Ｐ＜０．００１）。胶质瘤实质ｒＣＢＶ 值与静脉评分在同一病 理 级 别 胶 质 瘤 中 有 明 显相关性（ｒ＝０．７２７，Ｐ＜０．００１）。结论 ＳＷＩ技术为在活体上从磁共振功能影像学角度反映胶质瘤血管生 成 情 况 提 供 了 一 个 新 视 角 ，在 胶 质 瘤 的 诊 断 评 价 中 有 重 要 参 考 价 值 。 ［关 键 词 ］ 胶 质 瘤 ；灌 注 成 像 ；磁 敏 感 加 权 成 像 ［中 图 分 类 号 ］ Ｒ７３９．４；Ｒ４４５．２ ［文 献 标 识 码 ］ Ａ ［文 章 编 号 ］ １００３－３２８９（２０１３）１２－１９３７－０４
GE-1.5T-MR-头颅灌注PWI--规范化扫描方案
头部灌注原理：
图像参数特点： • NEI即为rCBV，MTE即为MTT • 为提高时间分辨率和信噪比，可用较小的矩阵。 • TE时间越长，对造影剂引起磁敏感效应越敏感，但图像变形会更大。 原理： • 基于团注对比剂追踪技术,当团注顺磁性对比剂进入毛细血管床时，组织血管 腔内的磁敏感性增加，引起局部磁场的变化，进而引起邻近氢质子共振频率的 改变，后者引起质子自旋失相，导致T1和T2或T2*的值缩短，反映在磁共振影 像上则是在T1WI上信号强度增加，而在T2或T2*WI上信号强度降低。 • 对比剂首过期间，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的影响很小，故能反映组织血液灌注的情况，间接反映 组织的微血管分布情况。 临床应用： • 对血供变化最敏感的扫描序列。 • 与弥散加权对照，确定缺血半暗带和再灌注时间窗。 • 颅内和转移瘤鉴别。 • 胶质瘤级别鉴别。
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致谢：
我们感谢下列医院为此扫描方案作出的奉献，并不仅局限于这些医院，我们将陆续添加名单：
AN HUI YIJISHAN HOSPITAL SHANGHAI RUIJIN HOSPITAL SHANGHAI YANGSI HOSPITAL SHANGHAI RENJI HOSPITAL ZHENGZHOU MU NO.1 HOSPITAL HEBEI PEOPLE HOSPITAL ZHEJIANG LISHUI HOSPITAL WENZHOU MU NO.1 HOSPITAL SHANXI PINGLU HOSPITAL LIAONING WAFANGDIAN HOSPITAL QIQIHARER NO.1 HOSPITAL SHANDONG QILU HOSPITAL NANCHANG NO.2 HOSPITAL ZHEJIANG MU NO.2 HOSPITAL WUHAN TONGJI HOSPITAL XJ KELAMAYI HOSPITAL HUBEI TONGJI HOSPITAL HUBEI WUHAN MEDICAL CENTER QINGHAI PEOPLE HOSPITAL SHANGHAI NO.1 HOSPITAL SHENYANG MU NO.1 HOSPITAL HUNAN XIANGYA HOSPITAL NINGXIA HOSPITAL SHANXI YUANPING HOSPITAL SHAANXI NO.4 HOSPITAL
联合应用弥散加权成像(DWI)、灌注加权成像(PWI)、磁共振波谱成
联合应用弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）、磁共振波谱成像（MRS）等磁共振成像技术对胶质瘤复发与放射性脑损伤的鉴别诊断价值分析发表时间：2019-11-18T10:55:13.007Z 来源：《健康世界》2019年14期作者：曾忠杰[导读] 对患者胶质瘤术后复发与放射性脑损伤进行有效诊断鉴别，具有创伤小和准确率高等临床应用优势，值推广使用。
赣州市人民医院影像科 341000摘要：目的：分析联合应用弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）、磁共振波谱成像（MRS）等磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术对胶质瘤复发与放射性脑损伤的鉴别诊断价值；方法：将2017年1月至2019年2月我院收治的82例胶质瘤复发与放射性脑损伤患者视为鉴别诊断对象，根据患者入院先后顺序纳入对照组与观察组，每组均为41例，对照组患者采用组织病理活检诊断方式，观察组全部患者均实施DWI、PWI和MRS等MRI技术，比较两组的诊断准确率和患者对诊断方式的满意度评分，分析观察组诊断方式对胶质瘤复发和放射性脑损伤患者的诊断效果，判断其应用价值。
结果：两组的诊断正确率和患者满意对比，MRI技术中DWI、PWI 和MRS联合应用的诊断结果与组织病例活检无明显差异（P＞0.05），而患者满意率评分则高于对照组（P＜0.05）。
结论：联合应用DWI、PWI和MRS等MRI技术，对胶质瘤复发与放射性脑损伤患者具有较高的临床诊断效果，相较于组织活检诊断方式，对患者造成的创伤相对较小，患者认同度和满意度更高，具有较高临床诊断应用价值。
关键词：弥散加权成像；灌注加权成像；磁共振波谱成像；磁共振成像技术；胶质瘤复发；放射性脑损伤脑胶质瘤，包括高级别胶质瘤（high grade glioma，HGG）和低级别胶质瘤（low grade glioma，LGG），其中HGG治疗方式主要为化疗，而LGG主要采用手术全切治疗。
【技术前沿】磁共振灌注成像（PWI）介绍
【技术前沿】磁共振灌注成像（PWI）介绍展开全文基本原理：磁共振灌注造影成像（PWI）基于团注对比剂追踪技术,当团注顺磁性对比剂进入毛细血管床时，组织血管腔内的磁敏感性增加，引起局部磁场的变化，进而引起邻近氢质子共振频率的改变，后者引起质子自旋失相，导致T1和T2或T2*的值缩短，反映在磁共振影像上则是在T1WI上信号强度增加，而在T2或T2*WI上信号强度降低。
对比剂首过期间，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的影响很小，故能反映组织血液灌注的情况，间接反映组织的微血管分布情况。
临床应用：· 对血供变化最敏感的扫描序列。
· 与弥散加权对照，确定缺血半暗带和再灌注时间窗。
· 颅内和转移瘤鉴别。
· 胶质瘤级别鉴别。
临床病例：脑梗塞：弥散加权图像上可见右侧大脑半球大面积梗塞高信号，而从TTP 图像上，与左侧正常大脑区域相比，右侧大脑半球TTP达峰时间延长，这种异常区域明显大于DWI上梗死区域，相应区域的CBV,CBF均有下降。
胶质瘤：T1图像上可见中低信号占位，及其周围大面积水肿低信号。
灌注图像上可见CBV较高的区域是肿瘤实质，同时相应区域的MTT延长，水肿带MTT略升高，CBV明显下降。
脑膜瘤血供判断：T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，肿瘤血供异常丰富。
胶质瘤术后复发：T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，血供丰富的区域为复发的肿瘤组织，相比T1强化区域，对肿瘤实质定位更精确。
摘自：医学影像教育资讯。
头颅核磁共振几个成像的意义
磁……
共振……
磁共振中的靶子是氢原子核，也就是说，我们拿氢的原子核 形成的磁场与外加磁场形成共振，为什么选中了氢？
• 人体内氢原子核作为磁共振中的靶子，H核只 含一个质子不含中子，最不稳定，最易受外加 磁场的影响而发生磁共振现象。
• 它是人体内最多的物质。
• • • 原子： •
。MR所用造影剂与CT的造影剂不同，除不是碘剂不存在过 敏之外，其作用的原理也不同。
血管丰富程度
CT造影剂 （ 血流灌注如何
碘制剂）
血液内碘浓度高低
血脑屏障完整与否
直接提高 病变区X线衰减值 （称直接增强）
MR造影剂 （顺磁性物质）是改变病变部位磁环境，缩短H质子的T1、T2 弛豫 （但T2的缩短不如T1明显）
核磁共振的问题千头万绪，但最紧要的是一定先解决这个（最重要的、 入门的）问题：每种“像”的意义及表现？
以下先看几个在临床上实际拍的常用的、不同的“像”（不是一个病人
的）
看上去有点乱……
是有点乱，上面6张图就是临床上最常用的6种像， 分别是：T1、T2、FLAIR、ADC、DWI、MRA；另外还 有增强扫描等（都是什么意思？）
可用于动脉或静脉的检查，若同时使用造影剂，称 增强血管成像（CE-MRA)。
血管成像用于血管畸形、动脉瘤、血管狭窄或闭塞 。但目前仍不能代替DSA。
特点：简便、无创伤
功能MR成像(fMRI):从范围上有 1、灌注加权成像 （PWI）
包括外源性和内源性； 2、弥散加权成像 (DWI）； 3、MR波谱分析 (MRS）。
暗（黑）的，与之相反，在T2上颜色是偏明（白）的。
有“大部分”就有“小部分”，“小部分”与“大部分” 是相对的。
看一下以下的几个“像”（开头的
PWI在脑缺血性疾病中的临床应用
业务推广部
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
PWI在脑缺血性疾病中的临床应用
业务推广部
1
灌注（Perfusion）
• 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。
参考《DWI和PWI在短暂性脑缺血诊
业务推广部
27
DWI与PWI联合应用将可能对TIA进行科学 分类判断预后
• 所研究的41名TIA患者分为三类 • 一组 PWI（+），DWI（-） • 二组 PWI（+），DWI（+），随访（-） • 三组 PWI（+），DWI（+） • 一二组预后良好； • 三组实际是临床表现为TIA的小灶脑梗死
t
Cv(t)=
F∫Ca(τ)R(t–τ)dτ
0
MTT计算
CBV计算 Cv(t)＝体素 对比剂浓度
∞
F＝CBF
Ca(τ)＝动脉
∫流tC入v函(τ)数dτ
CBV MTT＝
CBF
业务推广部
12
脑血容量（CBV)
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=K∫△R2*（t）dt 。正常为40~60ml/ （100g·min）。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。
MR脑灌注成像
CBF
CBV
MTT
TTP
CT灌注各参数图见左侧大脑中动脉分布区CBF下 降和CBV升高，MTT和TTP见时间明显延长。
“脑梗死前期” Ⅱ1期灌注成像
• CBF中等程度的下降，脑组织由于缺血出现局部星形细胞足板肿 胀，并开始压迫局部微血管
• 灌注成像见TTP、MTT延长、rCBF下降，rCBV基本正常或轻降
TIA后1月内发生梗死者占4-8%，5年内增至2429%。
急性脑缺血研究相关概念：
当脑血流灌注压在一定的范围内波动时，机体可以通过 小动脉和毛细血管平滑肌的代偿性扩张或收缩来维持脑 血流相对动态稳定。这种小动脉和毛细血管平滑肌的代 偿性扩张或收缩又称为Bayliss效应
脑血管通过Bayliss效应维持脑血流正常稳定的能力称为 脑循环储备力（ cerebral circulation reserve ，CCR）
1、脑缺血性病变
1. 灌注不足：MTT明显延长，CBV减少，CBF 明显减少。
2. 侧支循环信息：MTT延长，CBV增加或尚可。 3. 血流再灌注信息：MTT缩短或正常，CBV增
加，CBF正常或轻度增加。 4. 过度灌注信息：CBV与CBF均显著增加。
1、脑缺血性病变
约50%TIA患者在发病12h内的PWI上存在异常 灌注区，主要为：
※ 当rCBF下降，rCBV正常或升高，提示脑组织仍有自调功能，即使没有再灌 注，缺血的脑组织仍可恢复或存活。若都下降，说明存在IP。
※ 当rCBF、rCBV明显下降时，则示“脑梗死前期”缺血灶进入脑梗死阶段。
接下来讨论“缺血半暗带”
1、脑缺血性病变
二、急性缺血性脑梗死
脑缺血由中央的梗死核心区、缺血半暗带 （ischemic penumbra，IP）、血流减少区构成。
磁共振灌注加权成像在中枢神经系统中的应用
磁共振灌注加权成像在中枢神经系统中的应用吉婷婷;余成新【期刊名称】《临床神经病学杂志》【年(卷),期】2015(028)001【总页数】3页(P77-79)【作者】吉婷婷;余成新【作者单位】443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室;443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室【正文语种】中文【中图分类】R445.2作者单位：443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室MRI可用于评价脑肿瘤、转移、感染、血管和退行性病变等各种不同的CNS疾病，其中MRI灌注加权成像(PWI)是评价卒中、脑肿瘤和神经变性等CNS疾病极其有用的方法。
最初大家仅关注MR成像质量和分辨率的提高，然而近年来随着MR的快速发展，对于组织特征如灌注和代谢等的功能性评估的关注越来越多。
功能性成像技术的运用提高了CNS疾病的鉴别诊断能力，并能在随访过程中评价治疗反应。
灌注是重要的生理学和病理生理学参数之一，但目前PWI并未广泛应用于临床，本文分析了CNS PWI研究中最常遇见的问题，简要阐述了CNS PWI的技术要求、安全性及其在脑肿瘤、急性脑卒中患者中的应用。
灌注即毛细血管血流，是指单位时间内流入人体组织内的血流量。
灌注可反映引起MR信号变化的不同的生理学参数，如血容量、血液流速和血氧水平。
目前测量脑灌注主要有2种方法：(1)利用外源性对比剂：此方法又分为利用磁敏感效应的首过动态磁敏感PWI(DSC-PWI)和应用弛豫效应的动态对比增强PWI(DCE-PWI)；(2)使用内源性对比剂：动脉自旋标记PWI(ASL-PWI)。
DSC和DCE都需注入外源性对比剂。
最早的MR对比剂是钆喷酸葡胺，此后逐渐出现了多种钆剂。
所有钆剂都是顺磁性的，在强场中获得磁性，减少临近水质子的T1和T2的弛豫时间。
目前被批准用于CNS疾病诊断的钆剂是钆喷酸葡胺、钆特醇、钆双胺、钆弗塞胺、钆弗塞胺和钆特酸葡甲胺。
新一代钆剂钆布醇是首种含双倍浓度钆的一种螯合物，其大小与传统钆螯合物相似，但弛豫效能更高[14]。
脑肿瘤磁共振波谱MRS和PWI灌注成像PPT课件
因代谢物T2衰减 NAA Cho和Cr信号低 信/噪比低
7/5/2019
30
rCBV
rCBV
左顶叶复发性高级别胶质瘤 体素位置 rCBV增加
第1-2行肿瘤波谱 明显胆碱升高 长回波信/噪比低 乳酸峰倒置 肌醇 Glx 脂质峰短TE 易鉴别 高
Glx（ 2.05-2.5 ppm ）假NAA峰 长回波不明显
3.7
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学
脑肿ds 升高 NAA Cr 降低
脑肿瘤中Cho 改变
Cho水平 与肿瘤细胞密度 肿瘤级别 有无坏死有关 Cho升高 见于肿瘤
由于细胞膜翻转和增生 细胞膜破坏释放磷酸胆碱和甘油磷酸胆碱及其代谢物合 成是Cho升高的生物学基础
血管内皮生长因子(VEGF)血管渗透性因子(VPF)
与肿瘤新生血管有关 肿瘤生长的重要介质
灌注MRI 能直接探测与组织学相关的CBV和血管渗透性
7/5/2019
5
脑肿瘤MR波谱和灌注成像病理生理和神经化学
DSC MRI测量脑血流量困难（需测动脉输入功能） DSC MRI 和动脉自旋标记技术结合
7/5/2019
25
成像技术和脉冲序列
动态磁敏感对比增强灌注MRI(DSC MRI)
序列 自旋回波-梯度回波
对比剂通过微血管使T2和T2* 变化
自旋和梯度回波能测量CBV
对比剂标准剂量(0.1 mmol/kg）
正常脑白质传递信号失去约25%
SE T2WI 不敏感
需要2-4倍对比剂量才产生信号变化
代谢物 ppm
亮氨酸，异 亮氨酸，缬 丙氨酸 氨酸
Leucine, isoleucine, valine