磁共振脑灌注成像介绍
CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用
CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用来源：复旦大学研究生课程教学讲义CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用彭卫军吴斌复旦大学附属肿瘤医院影像中心灌注（Perfusion）是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。
灌注成像(perfusion imaging) 是建立在流动效应基础上成像方法，与磁共振血管成像不同的是，它观察的不是血液流动的宏观流动，而是分子的微观运动。
利用影像学技术进行灌注成像可测量局部组织血液灌注，了解其血液动力学及功能变化，对临床诊断及治疗均有重要参考价值。
灌注成像主要有两个方面的内容，一是采用对水分子微量运动敏感的序列来观察人体微循环的灌注状况，二是通过造影剂增强方法来动态的研究器官，组织或病灶区微血管灌注情况。
肿瘤的灌注研究可以评价肿瘤的血管分布，了解肿瘤的性质和观察肿瘤对于放射治疗和/或化疗后的反应。
MRI脑灌注原理及临床应用长按识别二维码即可免费看（仅限48小时）MRI零基础学习班请点击最下方阅读原文一、灌注成像的原理、技术及相关序列核医学对局部组织血流灌注成像的研究较早，CT、MRI灌注技术为近年来发展较为迅速的成像方法。
1．CT灌注CT灌注（CT perfusion）技术最早由Miles于1991年提出，并先后对肝、脾、胰、肾等腹部实质性脏器进行了CT灌注成像的动物实验和临床应用的初步探讨。
所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同时，对选定层面通过连续多次同层扫描，以获得该层面每一像素的时间－密度（time-density curve，TDC）曲线，其曲线反映的是对比剂在该器官中映了组浓度的变化，间接反织器官灌注量的变化。
根据该曲线利用不同的数学模型计算出血流量(bloodflow, BF)、血容量(bloodvolume, BV)、对比剂平均通过时间(meantransit time, MTT)、对比剂峰值时间（Transit time to the peak，TTP、毛细血管通透性等参数，对以上参数进行图像重建和伪彩染色处理得到上述各参数图。
脑血流灌注成像
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2．磁共振灌注成像 PWI
磁共振灌注成像是指用来反映组织的微血 管灌注分布及血流灌注情况的磁共振检查 技术。
大致分为二种类型，即对比剂首过灌注成 像、动脉血质子自旋标记技术。
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二、灌注成像的临床应用
1．脑缺血性病变
通过对局部脑灌注的测量可了解有关生理 功能及能量代谢的情况，灌注测定对于脑 缺血的诊断及治疗均有重要意义。灌注成 像分析脑血液动力学改变，通过评价脑血 流（cerebral blood flow，CBF）、脑血 容量(cerebral blood volume，CBV)及 平均通过时间(mean transition time， MTT)来描述早期缺血性脑卒中患者脑血流 低灌注区、梗塞区及缺血半暗带区，由此 获得较完整的早期卒中的诊断信息。
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（8）脑外肿瘤 颅内脑外肿瘤是指起源于颅内 非脑实质组织如脑膜、硬膜、颅骨、脑室、脉络 膜丛、松果体、垂体的肿瘤，以脑膜瘤最常见。 它们常有丰富的血管而又无血脑屏障，所以增强 显著。一般情况下常规影像检查鉴别脑内外肿瘤 不难，当脑内肿瘤侵犯硬膜或脑外肿瘤侵犯脑实 质时会给定位诊断造成困难。脑外肿瘤的rCBV明 显高于脑内肿瘤。值得注意的是由于脑外肿瘤没 有血脑屏障，造影剂很快漏出，rCBV的测量不可 靠。灌注曲线特征是首次通过后基线恢复缓慢。
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（2）立体定向引导活检
活检是确定肿瘤类型和级别的最后方法， 但只有从肿瘤恶性度最高处采样才能准确 分级。常规增强CT或MRI所显示的增强区 域只代表血脑屏障破坏而并不一定是肿瘤 最恶性部分。CBV图能显示血管分布增多 区，对于常规检查不增强的肿瘤，更是一 个有效的补充。
磁共振MRI灌注成像阅片、成像方法、不同灌注图像识别、灌注成像意义及常见疾病灌注成像
磁共振MRI灌注成像阅片、成像方法、不同灌注图像识别、灌注成像意义及常见疾病灌注成像磁共振灌注成像在神经科疾病的临床工作中应用越来越广泛，对于疾病的诊断、鉴别诊断以及预后评估具有重要的意义。
磁共振灌注成像方法概念：MRI 灌注成像是指利用磁共振快速扫描技术显示组织微血管的分布及血流灌注情况，提供组织的血流动力学信息。
目前，常用的磁共振灌注成像有三种方法：①动态磁敏感加权对比增强灌注成像（DSC-MRI）；②磁共振动态对比增强灌注成像（DCE-MRI）；③动脉自旋标记灌注成像（ASL-MRI）。
前两者需要静脉团注射对比剂（如 Gd-DTPA），后者无需注射外源性对比剂。
现将三者的核心要点磁共振灌注成像方法对比总结：不同灌注图像识别临床上DCE 灌注在神经系统不常用，介绍ASL灌注与DSC灌注。
01.明确灌注成像是否注射造影剂，如果未注射造影剂，可能是ASL灌注成像；反之是另外两种灌注成像。
02.可以根据图像上的参数进行判断，如果仅有一个参数（CBF），可能是ASL灌注成像；有脑血流量（CBF），脑血容量（CBV），平均通过时间（MTT），达峰时间（TTP）等参数，是DSC灌注成像。
图 1. 仅有 1 个参数 CBF（左上角），可以判断为 ASL 灌注成像图 2. 图中 CBF、CBV、MTT及TTP 参数（左上角），可判断为 DSC灌注成像灌注图像判断：1）以图2 中DSC 灌注为例，图像灌注的高低可以通过伪彩图的彩阶进行评估，可与对侧正常的脑组织进行比较，判断灌注的高低。
对于 CBF 和CBV，颜色越接近图像左侧色阶的上方，灌注越高（越红），反之灌注越低（越蓝）；而对于 MTT 和TTP 来讲，颜色越接近色阶的上方，代表MTT 和TTP 延长，反之正常或缩短；2）可以通过图像后处理软件进行定量分析。
04. 不同灌注参数代表的意义如下：脑血流量（CBF）：代表每100 g 脑组织内每分钟的血流毫升数（单位：mL/100 g/min）；脑血容量（CBV）：每100 g 脑组织内含血容量的多少（单位：mL/100 g）；平均通过时间（MTT）：造影剂从颅内的动脉侧到静脉侧所需要的时间，所有通过时间的平均值（单位：s）；达峰时间（TTP）：从造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始，至造影剂达到最大量的时间（单位：s）；Tmax：指造影剂可以到达所有组织的时间，代表脑组织储存血液功能到达最大值的时间，是反应组织灌注改变和脑组织梗死的敏感指标。
磁共振灌注成像
磁共振灌注成像的原理
磁共振成像（MRI）：利用核磁共振现象通过磁场和射频脉冲对人体组织进行成像
灌注成像：通过测量组织血流量、血流速度和血流时间常数等参数反映组织微循环状态
磁共振灌注成像（MRP）：结合MRI和灌注成像技术实现对组织微循环的定量评估 原理：通过测量组织中氢质子核磁共振信号的变化反映组织微循环状态从而实现对组织 微循环的定量评估
磁共振灌注成像
汇报人：
目录
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01
磁共振灌注成像的基 本原理来自02磁共振灌注成像的技 术方法
03
磁共振灌注成像的临 床应用
04
磁共振灌注成像的优 缺点
05
磁共振灌注成像与其 它影像技术的比较
06
添加章节标题
磁共振灌注成像 的基本原理
磁共振灌注成像的定义
磁共振灌注成像（Perfusion-weighted MRI）是一种无创、无辐射的医学成像技术 利用磁共振信号的变化来测量组织中的血流量、血流速度和血流方向 可以用于评估脑、心脏、肌肉等组织的血流情况 在临床上广泛应用于脑卒中、肿瘤、心血管疾病等的诊断和治疗评估
磁共振灌注成像 的优缺点
磁共振灌注成像的优点
无创性：不需要注射造影剂避免了过敏反应和肾功能损害的风险 高分辨率：可以获得高分辨率的图像显示微小病变 多参数：可以同时获得多种参数如血流量、血流速度、血管壁厚度等 实时性：可以实时监测血流动力学变化对疾病诊断和治疗具有重要意义
磁共振灌注成像的局限性
感谢您的观看
汇报人：
在脑部疾病中的应用
脑梗塞：早期诊断 和预后评估
脑肿瘤：鉴别诊断 和治疗效果评估
脑出血：出血部位 和程度评估
脑炎：炎症程度和 治疗效果评估
核磁灌注成像(脑部)
评估治疗效果
核磁灌注成像可以用于评估脑部疾病 的治疗效果，为临床医生制定治疗方 案提供依据。
局限性
价格昂贵
时间长
核磁灌注成像设备成本较高，检查费用也 相对较高，可能限制了其在一些地区的普 及和应用。
核磁灌注成像检查时间较长，可能需要较 长时间的预约和等待，对于紧急情况可能 不适用。
伪影干扰
对患者要求较高
阿尔茨海默病患者的核磁灌注成像结果分析
阿尔茨海默病是一种常见的神经系统退行性疾病，主要表现为记忆力减退、认知障碍等症状。核磁灌注成像可以显示脑部血 流灌注的变化，有助于研究阿尔茨海默病的发病机制和病情进展。
核磁灌注成像结果显示，阿尔茨海默病患者的大脑皮层和海马区的血流灌注量明显降低，这可能与神经元死亡和神经退行性 变有关。此外，研究还发现阿尔茨海默病患者的脑血流灌注量与认知功能评分呈负相关，提示血流灌注的变化可能是阿尔茨 海默病病情发展的重要因素之一。
核磁灌注成像(脑部)
• 核磁灌注成像简介 • 核磁灌注成像技术 • 核磁灌注成像在脑部疾病诊断中的应
用 • 核磁灌注成像的优势与局限性 • 核磁灌注成像的案例分析
01
核磁灌注成像简介
定义与原理
定义
核磁灌注成像是一种利用核磁共振技 术对活体组织血流灌注情况进行无创 检测的方法。
原理
基于血管中流动的血液对周围组织磁 性特征的影响，通过测量组织磁性特 征的变化，推算出血流灌注量，从而 反映组织的血流状态。
未来可以通过技术改进提高核磁灌 注成像的图像质量和分辨率，减少
伪影干扰。
B
C
D
临床应用拓展
进一步拓展核磁灌注成像在脑部疾病诊断 和治疗中的应用范围，提高其在临床实践 中的价值。
磁共振灌注和扩散成像
磁共振扩散成像：主要用于神经系 统病变的诊断，如脑白质病变、脑 肿瘤等
磁共振灌注成像和扩散成像：均可用 于脑部病变的诊断，但磁共振灌注成 像更适用于脑梗塞、脑肿瘤等病变的 诊断，而磁共振扩散成像更适用于脑 白质病变、脑肿瘤等病变的诊断
磁共振灌注成像和扩散成像：均可用 于神经系统病变的诊断，但磁共振灌 注成像更适用于脑部病变的诊断，而 磁共振扩散成像更适用于神经系统病 变的诊断
脊髓病变：评估 病变的部位和程 度
脑肿瘤：评估肿 瘤的浸润程度和 边界
肌肉骨骼病变： 评估病变的部位 和程度
脑梗塞：评估梗 塞的范围和程度
脑发育异常：评 估发育异常和病 变的部位和程度
技术优势
01
无创性：无需注射造影剂，减少 02
高分辨率：能够清晰地显示组织
患者风险
结构
03
定量分析：可以定量测量组织参
04
多参数成像：可以同时获取多种
数，如水分子扩散系数
组织参数，如T1、T2、PD等
05
实时成像：可以实时观察组织动
06
应用广泛：适用于多种疾病诊断，
态变化，如血流动力学变化
如脑肿瘤、脑血管疾病等
磁共振灌注和扩 散成像的比较
成像原理比较
磁共振灌注成像： 利用磁共振信号的 变化来测量组织血 流量，反映组织微
技术优势比较
01
磁共振灌注成像： 能够实时监测组织 血流量，提供组织
功能信息
04
磁共振扩散成像： 对组织微观结构的 评估具有较高的分
辨率和准确性
02
磁共振扩散成像： 能够提供组织微观 结构信息，如细胞 密度、纤维走向等
05
磁共振灌注成像： 能够提供组织功能 信息，如血流量、
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。
磁共振脑灌注成像技术
磁共振脑灌注成像技术
ASL（arterial spin labeling）是MR灌注成像技术的一种分析方法，是利用内源性示踪剂的动脉自旋标记技术，即采用反转脉冲标记动脉血中的质子，将标记前后采集的图像进行减影，从而获得组织灌注参数图。
根据标记方法不同分为2D采集、EPI采集；根据脉冲采集类型分为：连续式ASL（CASL），脉冲式ASL（PASL）；脉冲式标记对动脉通过时间更敏感，信噪比较低；连续式标记能降低动脉通过时间的影响，信噪比高，对设备要求高，射频能量高，不能应用于临床。
ASL完全无创性检查，可重复性强，简单易行。
主要参数CBF。
ASL在近几年有了显著的发展，已应用于临床，潜在的取代了血氧水平依赖性（BOLD）功能MRI在神经科学研究中的地位。
ASL技术已应用于脑、心脏、肺、肾、骨骼肌的灌注研究中，尤其是对脑组织的研究应用更为广泛和深入，主要集中于对脑缺血、脑肿瘤、Alzheimer病、癫痫以及外伤等中枢神经系统常见疾病的研究。
传统ASL与3DASL的对比：
传统ASL：采用EPI采集，对礠敏感伪影明显，2D采集，成像范围有限，对运动伪影敏感；
3DASL：采用FSE采集，有效克服礠敏感伪影，3D采集，成像范围大，Spiral采集高效快速，有效克服运动伪影。
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P r e s e n t s
磁共振脑灌注成像介绍
邢 海 芳
Perfusion Weighted Imaging (PWI)
增强：动态磁敏感对比增强 DSC_MRI Dynamic Sucstability Contrast
DSC成像对象: 短T2*血液（主要指含造影剂血液）
其它
脑肿瘤血流的评估，胶质瘤术前分级
颞叶癫痫低灌注
ASL－CASL
Imaging Plane
Transmission
Inversion Label
ASL－FAIR
非选择性
选择性
FAIR
选择性
非选择性
ASL-PWI 应用
脑功能研究 脑血管病
其它
ASL-PWI 应用
脑功能研究
同BOLD平行发展
脑血管病
评价脑血管狭窄和脑血管意外 与DWI结合评价组织的可复性
在脑肿瘤中的应用价值
rCBV图可反映肿瘤的血液供应程度 可更好的判断胶质瘤的恶性程度
指导立体定向活检
有助于鉴别肿瘤复发与放射性脑坏死
有助于鉴别血管外皮细胞瘤与脑膜瘤
鉴别肿瘤良恶性
胶质瘤复发
放射性脑坏死Biblioteka 脑膜瘤血管外皮细胞瘤
局限性
BBB完整时，对比剂局限于血管内，较准确；
明显的血脑屏障破坏或缺乏血脑屏障，导致增强的T 弛
非增强: 动脉自旋标记ASL_MRI Artery Spin Labeling/Tagging
ASL成像对象 :磁化标记的血液中的氢质子
它们均可反映组织的微血管分布情况及血流灌注的状态。
动态磁敏感对比增强 DSC_MRI
常见参数
rCBV: regional cerebral blood volume rCBF: regional cerebral blood flow MTT: mean transit time = rCBV/rCBF
1
豫效应，引起信号升高，
低估了实际的rCBV，存在不足；
不同个体间及同一个体多次检查无法进行比较； 最大rrCBV＝最大rCBV病灶／rCBV侧白质
在急性中风中的应用价值
超急性期可显示梗塞部位和范围, 早于常规MR 成像；
组织血供的具体情况:
• • •
•
灌注不足: M TT 延长, rCBV 减少, rCBF 明显减少; 侧支循环:M TT 延长, rCBV 增加或正常; 血流再灌注: M TT 缩短或正常, rCBV 增加, rCBF 正 常或轻度增加; 过度灌注: rCBV 与rCBF 均显著增加。
与DWI结合对脑组织进行定性分析。
PWI
Arterial Spin Labeling (ASL) 分类
连续型 (the Continuous ASL, CASL)
脉冲型（Pulsed ASL ,PASL)
EPISTAR
PICORE
FAIR (Flow-sensitive Alternating Inversion Recovery ) UNFAIR, FAIRER, BASE