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1、MRI灌注成像在脑肿瘤灌注成像在脑肿瘤诊断中的应用价值诊断中的应用价值王志敏王志敏 南京军区福州总医院南京军区福州总医院 医学影像中心医学影像中心 MRI灌注成像（灌注成像（Perfusion Weighted Imaging，PWI）近年来快速）近年来快速发展的一展的一门新技新技术，是，是脑功能成像方法之一，其主要反映功能成像方法之一，其主要反映组织中微中微观血流血流动力学力学变化，化，可以活体无可以活体无创性性评价微血管系价微血管系统，体，体现组织灌注情况灌注情况PWI在在脑缺血性疾病，尤其是缺血半暗缺血性疾病，尤其是缺血半暗带的确定上的的确定上的应用价用价值已得到公已得到公认，而在而在脑
2、肿瘤瘤诊断中的断中的应用也逐用也逐渐得到得到认可可分分 类使用外源性示踪使用外源性示踪剂，即，即对比比剂首首过磁共振灌注成磁共振灌注成想法，以想法，以动态磁敏感磁敏感对比增比增强（dynamic susceptibility weighted contrast enhanced,DSC）灌注成像最常用）灌注成像最常用使用内源性示踪使用内源性示踪剂，即利用，即利用动脉血中的脉血中的氢质子作子作为内源性示踪内源性示踪剂的的动脉自旋脉自旋标志（志（arterial spin labeling,ASL）注：本文主要注：本文主要说明明DSC原原 理理磁共振磁共振PWI的基本原理是的基本原理是顺磁性磁性对
3、比比剂进入毛入毛细血管床血管床时，引起其周，引起其周围组织内磁内磁场的短的短暂变化，化，进而引起而引起邻近近氢质子共振子共振频率改率改变，后者引起，后者引起质子自旋子自旋失相，失相，导致致T2或或T2值缩短，信号短，信号强度改度改变主要参数：主要参数：局部血容量（局部血容量（rCBV）局部血流量（局部血流量（rCBF）平均通平均通过时间（rMTT）达峰达峰时间（TTP）灌注曲灌注曲线（signal intensity-time curve，SI-T）局部血容量（局部血容量（regional cerebral blood volume，rCBV）是指存在一定是指存在一定脑组织血管血管结构内的血容
4、量。一般来构内的血容量。一般来说，rCBV 仅包括微脉管包括微脉管(直径小于直径小于 0.3mm 的微血管的微血管)系系统，如小，如小动脉、毛脉、毛细血管和小静脉血管和小静脉平均通平均通过时间（mean transit time，MTT）开始注射开始注射对比比剂到到时间-密度曲密度曲线下降至最高下降至最高强化化值一半一半时的的时间，主要反映的是，主要反映的是对比比剂通通过毛毛细血管的血管的时间。它通常以秒它通常以秒为单位或以位或以 rCBV 与与 rCBF 之比的形式之比的形式给出，即出，即MTT=rCBV/rCBF局部血流量（局部血流量（regional cerebral blood flo
5、w,rCBF）指在指在单位位时间内流内流经一一定量定量脑组织血管血管结构的血流量，构的血流量，脑血流量血流量值越小，意味着越小，意味着脑组织的血流量越的血流量越低低达峰达峰时间（time to peak，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。二、技二、技 术 参参 数数在常在常规增增强扫描前描前扫描描,选择脂肪抑制梯度回波脂肪抑制梯度回波-平面回波平面回波(GRE-EPI)技技术，TR 1 450 ms，TE 45 ms，翻翻转角角30，FOV 23 cm23 cm,矩矩128128，激励次数激励次数1 次，依据
6、次，依据T2WI 图像所像所见，采用采用12 个个层面，面，层厚厚5mm，层间距距1.5 mm 以以覆盖全病灶，覆盖全病灶，50个个时相，相，共共78s，产生生600幅灌幅灌注注图像像扫描前自描前自动匀匀场，使用高使用高压注射器，注射器，Gd-DTPA剂量量0.1mmol/kg，注射速率，注射速率2.53 ml/s，套管，套管针经肘前静脉注射，随后以相同速率注射肘前静脉注射，随后以相同速率注射20ml生理生理盐水冲水冲刷。注射刷。注射对比比剂同步启同步启动PWI扫描描三、三、PWI在在脑肿瘤瘤诊断及断及鉴别诊断的断的应用用胶胶 质 瘤瘤脑胶胶质瘤的瘤的MR表表现多多样，一般低，一般低级别胶胶质
7、瘤多表瘤多表现为T1WI等或稍低信号，等或稍低信号，T2WI高信号，高信号，边界不清，增界不清，增强后一般后一般仅轻度度强化或无化或无强化化而高而高级别胶胶质瘤多表瘤多表现为不均匀不均匀T1WI低信号低信号，T2WI高信号，增高信号，增强后表后表现为不均匀的不均匀的环状状强化或花化或花边状状强化，中央多有囊化，中央多有囊变或坏死等不或坏死等不强化区化区PWI上上肿瘤瘤实质rCBV和和rCBF增加，增加，MTT缩短，中央囊短，中央囊变坏死区低灌注。周坏死区低灌注。周围水水肿带常可常可见高灌注区，胶高灌注区，胶质瘤增生越活瘤增生越活跃其其恶性程度越高，性程度越高，rCBV值也越也越高。高。胶胶质瘤
8、瘤脑 膜膜 瘤瘤脑膜瘤是膜瘤是颅内常内常见的的肿瘤，其生瘤，其生长须依依赖大量新生血管，是人体富含血管的大量新生血管，是人体富含血管的肿瘤之一。其瘤之一。其rCBV和和rCBF显著增加，由于著增加，由于脑膜瘤缺乏血膜瘤缺乏血脑屏障，屏障，对比比剂漏漏出血管外出血管外间隙快，故隙快，故MTT显著延著延长，其灌注均匀，与常，其灌注均匀，与常规MRI强化范化范围吻合吻合脑膜瘤膜瘤淋淋 巴巴 瘤瘤原原发性性脑淋巴瘤好淋巴瘤好发于大于大脑半球、胼胝体、丘半球、胼胝体、丘脑及基底及基底节区，区，发生在其他部生在其他部位少位少见。肿瘤可瘤可单发或多或多发，呈局灶型和弥漫型分布。，呈局灶型和弥漫型分布。肿瘤在
9、瘤在T1W I呈稍低或呈稍低或等信号，等信号，T2W I呈稍高或等信号。呈稍高或等信号。脑淋巴瘤血管无明淋巴瘤血管无明显的内皮的内皮细胞增生、缺乏新生血管生成，是一种乏血管胞增生、缺乏新生血管生成，是一种乏血管肿瘤。瘤。PWI上呈低灌注表上呈低灌注表现，rCBV减低，减低，rCBF显著增加，著增加，MTT延延长。常。常规MRI上上脑肿瘤的瘤的强化，主要反映化，主要反映肿瘤瘤对血血脑屏障的破坏和血管通透性增加。屏障的破坏和血管通透性增加。转 移移 瘤瘤一些有原一些有原发病灶的病灶的颅内多内多发转移瘤，常移瘤，常规MR一般可作出一般可作出诊断。但断。但脑内内单发转移瘤移瘤时常与常与颅内胶内胶质瘤瘤
10、较难做出做出诊断。除断。除肿瘤本身的灌注外，瘤周水瘤本身的灌注外，瘤周水肿带对鉴别两者有两者有较大的帮助大的帮助胶胶质瘤瘤周水瘤瘤周水肿带是由于是由于肿瘤浸瘤浸润正常正常脑组织并并诱导形成丰富且形成丰富且发育不成熟育不成熟的的肿瘤微血管，瘤微血管，导致局部微循致局部微循环增加，增加，rCBV增高增高脑转移瘤移瘤为膨膨胀性生性生长，肿瘤瘤组织与正常与正常脑组织分界清楚，同分界清楚，同时由于由于转移瘤移瘤的膨的膨胀性生性生长，以及血，以及血脑屏障破坏所引起的屏障破坏所引起的脑水水肿，使瘤周正常，使瘤周正常脑组织及其及其内的血管受内的血管受压、变细导致血管源性水致血管源性水肿，rCBV 减少减少单发
11、转移瘤移瘤胶胶质瘤瘤I-II级四、区分四、区分肿瘤的瘤的术前分前分级常常规MRI 对于胶于胶质瘤分瘤分级的判断一般依靠的判断一般依靠肿瘤的瘤的强化程度，由于影响化程度，由于影响强化程化程度的因素度的因素较多，包括血多，包括血脑屏障的受屏障的受损程度、程度、肿瘤的血管化程度、瘤的血管化程度、细胞外胞外间隙隙的大小以及的大小以及肿瘤血管的通透性等。故常瘤血管的通透性等。故常导致致T1WI增增强图与与肿瘤的微循瘤的微循环灌注灌注情况不相符。情况不相符。临床上常床上常导致一些致一些强化明化明显的低的低级别胶胶质瘤得到瘤得到过度治度治疗；而；而对一些中等度一些中等度强化的高化的高级别胶胶质瘤由于瘤由于术
12、前低估，只能靠前低估，只能靠术后放后放疗来来补救。因此，常救。因此，常规MRI强化程度无法准确提供有关化程度无法准确提供有关肿瘤血管生成方面的信息，瘤血管生成方面的信息，对胶胶质瘤瘤术前分前分级评估有一定的估有一定的难度。度。而而PWI可定量的反映可定量的反映肿瘤的微血管生成及血流灌注情况，可瘤的微血管生成及血流灌注情况，可较科学的科学的评价价肿瘤的分瘤的分级，为术前做好准前做好准备。研究表明高研究表明高级别胶胶质瘤瘤实质部分的部分的 rCBV和和rCBF明明显高于低高于低级别胶胶质瘤，高瘤，高级别胶胶质瘤的通透性明瘤的通透性明显高于低高于低级别胶胶质瘤。故高瘤。故高级别的胶的胶质瘤在常瘤在常
13、规T1WI增增强及及PWI上均呈明上均呈明显高灌注表高灌注表现。在灌注曲在灌注曲线上上肿瘤瘤级别越高，越高，肿瘤瘤实质信号下降越明信号下降越明显，曲，曲线下面下面积越大。越大。而瘤周水而瘤周水肿区的信号区的信号强度度-时间曲曲线的信号下降幅度亦越明的信号下降幅度亦越明显，并高于，并高于对侧脑白白质。胶胶质瘤瘤III级胶胶质瘤瘤III级胶胶质瘤瘤IV级五、五、鉴别肿瘤复瘤复发和放和放疗后坏死后坏死脑胶胶质瘤治瘤治疗后，影像学后，影像学检查最关最关键的是的是鉴别肿瘤复瘤复发或放或放疗后后损伤。一些胶一些胶质瘤患者治瘤患者治疗后常后常规MRI上表上表现为明明显强化化肿块，伴周，伴周围脑白白质广泛广泛
14、水水肿及占位效及占位效应，常不能区分是，常不能区分是肿瘤复瘤复发还是放是放疗后坏死。后坏死。但从但从PWI上可上可较好的好的鉴别二者：放二者：放疗后后肿瘤复瘤复发患者，由于其增殖的患者，由于其增殖的肿瘤血瘤血管，管，肿瘤最大瘤最大rCBV和和rCBF值均均较健健侧皮皮质明明显升高。升高。放射性放射性脑坏死患者，坏死患者，虽然常然常规MRI上可明上可明显强化，但病灶最大化，但病灶最大rCBV值、rCBF值较健健侧皮皮质明明显减低，减低，时间强度曲度曲线较平直，呈乏血供表平直，呈乏血供表现其原因是由于放其原因是由于放疗造成局部血管内膜增厚甚至造成局部血管内膜增厚甚至闭塞，从而塞，从而导致局部致局部组织坏死坏死和和纤维化使其血管分布程度和血液灌注率明化使其血管分布程度和血液灌注率明显降低降低放放疗后后脑损伤总 结利用利用PWI 分分别对脑肿瘤瘤进行定性、定量分析是近年来的研究行定性、定量分析是近年来的研究热点，使点，使脑肿瘤瘤的的诊断从以往的断从以往的仅注重大体的、形注重大体的、形态学的研究上升到微学的研究上升到微观的、形的、形态与功能并与功能并重的研究，重的研究，对常常规MRI序列序列检查是个非常有益的是个非常有益的补充。充。