01概述及基本原理02MR 脑灌注成像03临床研究与运用04MR脑灌注的主要临床应用1、概述及基本原理MR脑灌注成像(MR Perfusion Weighted Imaging,MR PWI)是近几年发展较快的一种脑功能成像技术。自1988年Villringer等人首先报道了MR血流灌注成像在脑部的应用后,研究者日益发现共反映组织的微血管分布和血流灌注情况,提供血流动力学信息等方面的价值。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。
灌注过程,是指血流在微动脉-毛细血管-微静脉这个尺度上的动力学过程。具体讲就是由微动脉流入,经毛细血管网灌注,然后汇人微静脉的过程。在这一过程中,我们重点关注细胞外液的物质交换,而不涉及细胞内液的物质交换。
灌注成像 (perfusion imaging) 是建立在流动效应基础上的成像方法,与血管成像不同的是,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。如卒中灌注成像,主要是了解局部脑组织微循环情况,脑组织活性分析等;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/或化疗后的反应等。2、MR 脑灌注成像MR 脑灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)分为两大类,即使用对比剂方法,和不使用对比剂方法。1、使用对比剂的灌注方法有:MR动态磁敏感对比成像(DSC)磁化敏感效应,T2*信号降低。EPI记录对比剂首过的全过程;T1-DCE-MR脑灌注成像研究;2、不使用对比剂的灌注方法有:MR动脉自旋标记成像(ASL)不使用造影剂,但信息量少,可以获得脑血流量图;还有IVIM法、BOLD法等。顺磁性对比剂动态增强MR脑灌注成像常用的参数有:局部脑血容量(regional cerebral blood volume,rCBV)、局部脑血流量(regional cerebral blood flow,rCBF)、局部平均通过时间(regional mean transit time,rMTT)、局部达峰时间(regional time to teak,rTTP),能够提供详细的灌注信息,如灌注不足、侧支循环建立、血流再灌注或过度灌注等。
3、临床研究与应用1 一、急性脑卒中缺血性脑卒中的半影(penumbra)缺血半暗带,是指局部跨膜电位、离子梯度和组织结构尚正常,但相应区域由于缺血导致生物电活动停止的脑组织。如果获得适当的灌注,半影组织可挽救。
MR PWI能半定量地研究脑梗死后血流量的变化,可以提供必要的血流动力学参数,通过综合分析这些参数,可以掌握脑梗死区血液供给的具体情况。①灌注不足:平均通过时间明显增加,局部脑血容积减少,局部脑血流量明显减少;②侧支循环信息:平均通过时间增加,局部脑血容积增加或尚可;③血液再灌注信息:平均通过时间减少或正常,局部脑血容积增加,局部脑血流量正常或轻度增加;④过度灌注信息:局部脑血容积显著增加,局部脑血流量显著增 加。得出平均通过时间的延长,局部脑血流量的减少可以预测梗死的发生,同时在严重低灌注的区域,当出现再灌注时,平均通过时间的不同,可以预测哪些组织可被挽救。
二、脑肿瘤肿瘤细胞增值活跃,导致细胞内葡萄糖降低和缺氧,诱导血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)生成。新生血管迂曲、结构异常使肿瘤CBV和CBF增加,MTT延长。MR PWI反映肿瘤血管增生程度和血管通透性,与BBB破坏无直接关系,而血管生成活性与胶质瘤分化程度密切相关,且比有丝分裂活性更能反映胶质瘤的生物侵袭性和恶性程度,是决定病理学分级的重要参数之一。
评价颅内肿块性病变时CBV是最有用的参数。研究表明CBV与肿瘤微血管密度(microvessel density,MVD)和VEGF浓度相关。测量CBV作为辅助指标有助于评判脑肿瘤的新生血管程度,分级和恶性度,鉴别肿瘤样病变,监测治疗效果等。血管形态和新生程度是区分颅内肿瘤类型,确定其生物学侵袭程度的重要依据。反映血管化程度的活体CBV图,可用以间接评判肿瘤新生血管。
三、烟雾病当颅内动脉狭窄时,局部脑灌注降低且灌注延迟,如果动脉闭塞,软脑膜的侧支血管至前循环的数量减少,因此导致严重的脑缺血,进而引起梗死。急性梗死时,灌注延迟,所以MR PWI在评估烟雾病患者脑缺血方面是很有价值的。1 四、Alzheimer病Alzheimer病(Alzheimer’S disease,AD)是以认知功能障碍、情感障碍及行为异常为主要表现的神经退行性病变,是造成痴呆最常见的原因。MR PWI在此病早期诊断中有一定的临床作用,早期AD患者在静息态及认知状态下,脑内均存在一定的灌注损伤。同时,双侧前额叶皮质还可出现神经代偿反应。
4、MR脑灌注的主要临床应用1、诊断超早期急性缺血性病灶。2、区分实性梗死区及缺血半暗带,为临床溶栓治疗提供较直观的图像依据。3、在一定程度上反映侧枝循环形成、缺血再灌注及过度灌注状态,对梗塞治疗效果进行评价。4、对脑供血不足进行客观的分析和诊断。5、判断脑白质疏松的低灌注区域,为临床药物干预提供依据并对治疗后的灌注恢复进行评价。6、脑动脉狭窄手术治疗前的必要检查项目。来源:三峡放射,致谢,侵删。