mr脑灌注成像
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。
核磁灌注成像脑部完整PPT课件
扩散 (Diffusion)
静态质子，能产生自旋 回波信号；而水，由于弥 散运动，在G1和G2作用 后积累的相位变化不一致。 因此回波信号幅度下降。 下降幅度与分子扩散有关。
比其他成像方法更快地显示梗塞灶。 80%中风是由血栓栓子引起局部缺血，通过了解病情 状态，可确定局部缺血性中风治疗方案。
•局部缺血的程度 •脑组织损坏的逆转 •区分新梗塞区同其他损伤如老中风与出血区 •显示脑损伤区域 灌注与扩散能提供以上参数，为治疗计划制定提供 强有力的工具。
灌注成像应用
1988年灌注成像应用于人脑，用于诊断： 诊断肿瘤 退行性病变脑血管病 梗塞区域
Perfusion
灌注：将动脉与静脉的血液传递到毛细血管中， 向组织输送氧与葡萄糖，维持细胞的正常代谢。
对灌注的准确测量，可以对中风预测。 另一种灌注的方法(无损伤的测量技术)：
通过对动脉血液的质子进行标定，被标定的质子 能通过血脑障碍，直接观察脑CBF。
Perfusion
CBV：每克组织中所包含血管的体积(ml/g) CBF：每克组织中所包含液体流量(ml/g/s)
ROI 3:右侧MCA外围的分枝 5 s)进行灌注成像，注入Gd DTPA0.
2
：开始 ：TE/2 ：TE
T在2造影剂显通C过B示V期间正中观T常察T信P 号。强度A： DDWCI 下降并不说明已形成永久损伤，
若细胞膜对于水分子可通透的，测得扩散系数也与Voxel内质子的多种效应有关(血管内、细胞内、细胞外质子运动)。
测量移动质子的变化情况。 下降幅度与分子扩散有关。 灌注与扩散能提供以上参数，为治疗计划制定提供强有力的工具。
缺血性脑卒中灌注成像
缺血性脑卒中灌注成像展开全文来源：东南大学附属中大医院医学影像科Case1、两侧灌注对称Case2、右侧大脑半球MTT及TTP轻度延长Case3、右侧大脑半球灌注减低，CBV增高，I3-II1期，顶叶梗塞灶Case4、右侧顶颞叶梗塞灶Case5、左侧大脑半球侧枝丰富，过度灌注Case6、缺血半暗带，梗死核心左枕叶缺血性脑卒中灌注成像1、灌注定义：灌注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。
灌注成像是建立在流动效应基础上成像方法。
（1）磁共振灌注成像（MRP）：A、动态磁敏感性对比增强磁共振成像；成像对象：含造影剂的血液（短T2*）B、动脉自旋回波标记(ASL)；成像对象：磁化标记的血液中的氢质子；可得到只包含灌注信息的CBF图，不需外源性对比剂。
（2）CT灌注成像（CTP）：静脉注射对比剂同时，进行连续多次同层扫描，以获得脑组织的时间密度曲线（TDC），反映的是对比剂在脑组织中浓度的变化，间接反映脑灌注量的变化。
2、灌注成像参数脑血流（CBF）：以每100g脑组织每分钟的血流毫升数[ml/（100g.min）]。
脑血容量（CBV）：每100g脑组织内含血量[ml/100g]。
达峰时间（TTP）：自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(s)。
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(s)主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间，该值大，说明微循环不畅。
CBF=CBV/MTT 正常脑血流接受自动调节而在窄幅范围内波动。
脑缺血时，CBV下降或升高，取决于脑的自动调节的能力。
CBF：正常灰质约为：80ml/（100g.min）；白质为：20ml/（100g.min）；CBV：约为4-5ml/100g组织。
CBF：与相应非缺血侧脑区的CBF值相比，CBF下降大于60%正常对应区可准确诊断脑缺血区。
CBV：CBV＜2.5ml/100g提示脑梗死；CBV下降超过60%，可确诊脑缺血。
脑缺血的CTMR灌注成像
3、 T1-DCE-MR脑灌注成像研究 (北医 张玉东 等,2011年)
◆ CT灌注成像( CT Perfusion,CTP)
CT、MR得脑灌注成像
(CT Perfusion,CTP) ( MR Dynamic susceptibility contrast imaging ,DSC)
氧和葡萄糖得摄取率增加,以便维持细胞代谢得正常和稳定,这种能力称为脑代 谢储备力( cerebral metabolism reserve,CMR )
“脑梗死前期”:
从CBF变化过程看,脑血流量得下降到急性脑梗死得发生,经历3个变化时期: 1 由于脑灌注压下降引起脑局部血流动力学异常改变 2 脑局部CCR失代偿性低灌注所造成得神经元功能改变
3、局部平均通过时间( regional mean transit time, rMTT )指血液流经血管 结构时,包括动脉、毛细血管、静脉,所经过得路径不同,其通过时间也不同, 因此用平均通过时间表示,主要反映得就是对比剂通过毛细血管得时间(血液 由动脉流入至静脉流出得时间)。该值大,说明微循环不畅。
DWI T2WI
T2WI
DWI
MR-PWI
发病3、5小时
rtPA溶栓治疗后24h
pre
post
前一例病人溶栓治疗前后对照
CT、MR(DSC)灌注比较
◆ FDA批准
CT perfusion
◆定量信息得准确性
CT perfusion> DSC
◆血流动力学信息得丰富性
CT perfusion > DSC
脑MR灌注成像的技术与应用
本底 信 号 ， Ｂ Ｃ Ｖ测 量数 据将 出现偏 差 ， 采用 ＧＲ Ｅ技
术 以上 偏 差则 较小 。 Ｔ， 动 态成 像 技术 是 测量 大脑 血 液 动力 学参 ｗＩ
数 的另一 种方 法 。与 及 Ｅｗ Ｉ 列相 比． 优 点 序 其
动 力 学 参 数 如 脑 组 织 血 容 量 （ Ｂ 、血 流 量 ｃ ｖ）
（ Ｆ） 平 均 通 过 时 间 （ ＣＢ 、 ＭＴＴ） 对 比 剂 到 达 时 问 。 及
上述参 数取 决 于两个 因数 ，第 ｌ 团注对 比剂 的注 是 入 量 、注入 速 度 和对 比剂 分 子结 构 ；第 ２是受 试 者 的个 体差 异 ， 全身 血管容 量 和心输 出量 。 如 从 对 比剂 浓 度 一时 间关 系数 据 中得 到 的相 对 Ｃ Ｖ 需要对 浓 度 一时间 曲线 下方 区域进 行拟 合 。 Ｂ 这
脑 ＭＲ灌 注成像的技术 与应 用
苏 州 大 学附属 第一 医院影 像 中心 （ １０ ６ ２５０ ）
邓
摘要
伟 编译 胡春 洪 丁 乙审校
ＭＲ 成像常 用于时太脑解剖的评价 。 来在 ＭＲ灌注成像新技 术中 ． 近 通过刹重 不同的血液动力学参数 ， 如
脑 血 容 量 （ ＢＶ） 脑 血 流 速 度 （ Ｂ 、 均 通过 时 问 （ Ｃ 、 Ｃ Ｆ） 平 ＭＴＴ） ， 展 了 Ｍ Ｒ 成像 技 术 的应 用 领域 。奉 文 综 述 了 ＭＲ 等 拓
灌 注成像对大脑局部血 ｌ动 力学评估这一新技 术厦其在脑疾病的诊断和治疗等 方面的临床应用价值和前景。 菔
关ｔ 词 脑 磁共振成像 灌 注成 像 血 液 动 力 学
不同病理分级儿童脑胶质瘤MR灌注成像
ＭＲ ｃｎ ｅ ｗｅｅｕ ｅ ｎ ｏ ｂｅｄ ｓ ｇ Ｏ ２ Ｉ ａ ｎ ｒ ｒ ｓ ｄａ ｄｄ ｕ ｌ ｏ ａ ｅ（ ． ｍｍｏ／ ｇ ｓ ｌｋ ）ＧｄＤ Ａ ｗ ｓｇｖ ｎ Ｃ ｉ ｒｎ（ 一 ３ ）ｗｉ ｒ ｉ ｇｉ ｃｕ — ＴＰ ａ ｉ ． ｈｌ ｅ ｎ ５ ｅ ｄ ｔ ｂ ａ ｌ ｍａｉ ｌ ｈ ｎ ｏ ｎ
小 儿 影 像 学
【 要 】 目的 ： 用磁 共 振 灌 注成 像 （ ＷＩ 探 讨 儿 童 不 同 级 别 脑 胶 质 瘤 的 血 流 灌 注 特 点 及 其 临 床 诊 断 价 值 。 摘 采 ＭＲ Ｐ ） 方 法 ：５ 脑 胶 质 瘤 均 经手 术病 理 证 实 ， 中 Ｉ～ Ⅱ级 胶 质 瘤 （ 级 别 胶 质 瘤 组 ） ８例 ， 级 胶 质 瘤 （ ３例 其 低 ２ Ⅲ 高级２ １ ０ ２年 ３月第 ２ ７卷 第 ３期
Ｒａｉｌ ｒｃｉ ， ｒ２ １ ， ｏ ７ Ｎｏ ３ ｄｏ ａｔ ｅＭａ ０ ２ Ｖ ｌ ， ． Ｐ ｃ ２
不 同病 理 分 级 儿 童 脑胶 质瘤 ＭＲ灌 注成 像
郭岳 霖 ，张远 芳 ，饶 海冰 ， 文斌 ，刘国瑞 郑
围 的界 定及 术 前 分 级 均 能有 效 判 断 。
【 键 词】 儿 童 ；脑 肿 瘤 ； 质 瘤 ； 共振 成像 ；灌 注成 像 关 胶 磁
【 图 分 类 号 】Ｒ ４ ． ； ７ ９ ４ 【 献 标 识 码 】Ａ 中 ４５２ Ｒ ３． 文 【 章 编 号】１ ０—３ ３ ２ １ ）３０ ４—４ 文 ０ ００ １ （０ ２ ０—３ ６０
ｄｎ ８ ｃ ｓｓｇ ａ ｅＩＩ ｇ ｏ ｐＡ）ａ ｄ７ｃ ｓ ｓｇ ａ ｅ１ ｇ ｏ ｐＢ）ｕ ｄ ｒ ｎ Ｗ １ｗｉｈｔ ｅｉｊｃｉｎ ｒｔ ａ ｇ ｄｆｏ ｉｇ２ ａｅ ｒ ｄ －Ｉ（ ｒ ｕ ｎ ａ ｅ ｒｄ １ ｒ ｕ Ｉ（ ｎ ｅ ｗｅ ｔＭＲ Ｐ ｔ ｈ ｎｅ ｔ ａｅｒｎ ｅ ｒ ｍ ｏ ２ ４ ／ 。 ｎ ｌ ｃ ｓｓｗｅｅｃ ｎ ｉ ｄ ｂ ａ ｈ ｌｇ ． ｔｒＭＲ ￣ ｍｌｓ ａ ｄ ａｌ ａｅ ｒ ｏ ｆ ｍｅ ｙ ｐ ｔｏｏ ｙ Ａｆｅ ｒ ＰＷＩｓ ａ ｎｎ ｎ ｇ ｔ ｅｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ｎ ｅ ｒ ｌ（ ｃ ｎ ｉｇ， ｅ ａｉ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔｉｔｇ ａ ＮＥＩ ｖ ）ｍａ ｓ ｐ
MR弥散及灌注加权成像诊断超急性脑缺血的临床应用
见 报 道 。笔 者 收 集 ２ ６例 超 急 性 脑 缺 血 （ 病 时 间 在 ６小 时 发 内） 者 ， 合 运 用 Ｄ Ｉ Ｐ 患 联 Ｗ 和 ＷＩ 像 技 术 ， 结 其 ＭＲ 的 表 成 总 Ｉ
患侧 病 变 区 及 相 应 对 侧 镜 像 区 Ｒ ０Ｉ的 ＡＤ 值 、Ｃ Ｆ值 、 Ｃ ｒＢ
【 要 】 目的 研 究 联 合 运 用 Ｄ Ｉ Ｐ 成 像 技 术 在 超 急 性 脑 缺 血 诊 断 和 治 疗 中 的 应 用 价 值 。 摘 Ｗ 和 ＷＩ 方 法 选 择 ２ 例 超 急性 脑 缺 血 患者 经 临床 初 步 确 诊 后 立 即行 ＭＲ检 查 ， ｗ Ｉ 用 Ｓ ／ Ｐ 序 列 ， Ｗ Ｉ ６ Ｄ 采 Ｅ Ｅ Ｉ Ｐ 采 用 ＧＲ ／ Ｐ 序 列 ， 中 ２ 例 超 早 期 脑 梗 塞 患者 在 ＭＲ 检 查前 或 后 均 全 部 行 Ｃ 检 查 排 除脑 出血 的 ＥＥ Ｉ 其 ３ Ｔ
ＭＲ 弥散 加 权 成 像 （ ＷＩ诊 断 脑 缺 血 的 价值 早 已经 被 动 Ｄ ） 物 实 验 证 实 ＿ ， 且 现 在 已 列 为 急 性 脑 缺 血 的 常 规 检 查 项 １ 并 ］ 日【 ， 结 合 运 用 灌 注 加 权 成 像 （ ＷＩ的 国 内亦 陆 续 有 报 道 ， 而 Ｐ ） 但 联 合 Ｄ Ｉ Ｐ 运用 于诊 断超 急性 脑 缺 血 似 乎 国 内 尚 未 Ｗ 和 ＷＩ
可 能 。结 果
２ ３例 超 早 期 脑 梗 塞 患 者 Ｐ Ｉ 见 患侧 异 常 低 灌 注 缺 损 区 ， 死 区 ｒＣ Ｖ 明 显 下 降 ， ｗ 可 梗 ｒＢ 且
MR灌注成像
MR灌注成像（PWI）动态磁敏感增强灌注成像（DSCPWI）是最先用于脑部，多采用EPI序列、扫描10层～13层，每层20幅～40幅图像。
顺磁性对比剂高压注射后，以2ml/s或更快速率，对10层～13层，反复成像，观察对比剂通过组织信号变化情况，在T2WI中，对比剂通过时，组织信号强度下降，而对比剂通过后，信号会部分恢复。
忽略T1效应，则T2WI的信号强度变化率与局部对比剂浓度成正比，与脑血溶量成正比。
连续测量，产生时间一信号强度曲线，分析曲线、对每个像素积分运算得到rcBV、rcBF、MTT、TTP图、DSCPWI 临床应用，PWI早期发现急性脑缺血灶，观察血管形态和血管化程度评价颅内肿瘤的不同类型。
PWI可早期发现心肌缺血，还可评价肺功能和肺栓塞、肺气肿。
MR弥散成像（DWI）DWI是在常规MRI序列的基础上，在x、y、z轴三个互相垂直的方向上施加弥散敏感梯度，从而获得反映体内水分子弥散运动状况的MR图像。
所谓弥散敏感梯度是在常规序列中加入两个巨大的对称的梯度脉冲。
在DWI中以表观弥散系数（ADC）描述组织中水分子弥散的快慢，并可得到ADC图。
将每一像素的ADC值进行对数运算后即可得到DWI图。
弥散张量成像（DTI）是在DWI的基础上，在6个～55个线方向上施加弥散敏感梯度而获得图像。
DTI主要参数为平均弥散率（DCavg），各向异性包括FA、RA、VR，还可分别建立FA、RA、VR图。
DWI的临床应用是缺血性脑梗死的早期诊断，常规MRI为阴性，而DWI上可表现为高信号。
DTI的临床应用，动态显示并监测脑白质的生理演变过程，三维显示大脑半球白质纤维束的走行和分布、避免术中纤维束损伤。
MR功能成像（fMRI）脱氧血红蛋白主要缩短T2驰豫时间，引起T2加权像信号减低，当脑活动区域静脉血氧合血红蛋白增加，脱氧血红蛋白浓度相对减低时，导致T2时间延长，在T2WI上信号增强。
所以脑功能成像时，活动区T2WI上表现为高信号。
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基本原理
使用T2*敏感序列进行测量，即可观察到组织信号
的 显 著 减 少 ， 即 所 谓 的 负 性 增 强 （ negative
enhancement) 。增强后的相应的 T2WI 或 T2*WI
上的信号会一过性降低，信号降低程度与局部对
比剂浓度成正比。通过测量局部脑区域的信号改
无电离辐射 ， 图像质量好， 一次可多层成像 ， 并同时覆盖整个颅脑 ， 能评估脑缺血和脑肿瘤微循环血液动力学的变化
基本原理
MR脑灌注成像是通过静脉快速团注顺磁性对比剂
立即进行快速MR扫描。毛细血管床便在毛细血管
内外建立起多个小的局部磁场，即形成一定的磁
敏感性差别，从而使组织的 T1 ， T2 时间均缩短
扫描技术
灌注成像研究的是机体的动态过程，依赖于快速的磁
共振成像技术，目前常用的是平面回波技术。采用
ep2d_perf_p2 序列，其基本方法是在一个强的预备 脉冲后施加一系列快速振荡的梯度脉冲链，同时采集 信号。 其扫描方法为序列开始扫描 6-8次后开始注药，然后
获得时间-信号强度曲线。
图像资料的后处理
结构的血流量，脑血流量值越小，意味着脑组织
的血流量越低。
主要参数
局部平均通过时间（rMTT) 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（s）。 MTT是脑血液研究的重要参数，其长短明确反映了脑组织 血液微循环的通畅情况，当平均通过时间较长时，说明血 液在局部组织内停留时间较长，多数情况是由于病理状态 造成的微循环不畅。 峰值时间（TTP） 指在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。
PWI的特点及优势
1988年Villringer等首先报道了ing,MR PWI)
在脑部的应用。
MR PWI用来反映组织的微血管分布和血流灌注
情况，可以提供血流动力学方面的信息。
优势
采集速度快，简便易行 ，
时间分辨力高，病变检出敏感性高 ，
变就可以得到血流动力学参数来描述局部微循环
信息。
主要参数
1 局 部 脑 血 容 量 （ regional cerebral blood
volume rCBV) 指存在于一定量脑组织血管结构内
的血容量。
2 局 部 脑 血 流 量 （ regional cerebral blood
flow,rCBF)指在单位时间内流经一定量脑组织血管
首先获得时间-信号强度曲线，然后通过计算机的处理进而 得到相对脑血容量，相对脑血流量及平均通过时间图，确 定兴趣区（ROI）以获得相应的数据。
CBF
CBV
MR脑灌注临床应用
1、脑缺血性病变
2、颅内占位性病变
3、缺血性脑白质疏松症
4、老年性痴呆 5、创伤性脑损伤 6、脑静脉或硬脑膜窦血栓
2、颅内占位性病变