神经影像学新进展在神经外科中的应用ppt课件.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,神经影像学,新进展,影像学检查方法,头颅,X,线平片（,CR,，,DR,）,X,线血管造影（,DSA,，,DA,）,CT,常规,CT,CT,血管成像（,CT Angiography,，,CTA),CT,灌注成像,（,CT perfusion,，,CTP,）,MRI,常规,MRI,磁共振血管成像（,MR Angiography,，,MRA),磁共振扩散加权成像（,Diffusion Weighted Imaging,DWI),磁共振灌注加权成像（,Perfusion Weighted Imaging,PWI),扩散张量成像（,Diffusion Tensor Imaging,DTI),磁敏感加权成像（,Susceptibility Weighted Imaging,SWI),动脉粥样硬化斑块成像（,Plaque Imaging),磁共振波谱成像（,MR Spectroscopy,MRS),血氧水平依赖（,Blood oxygen denpendent,BOLD),氨基质子转移（,Amide Proton Transfer,APT,）,其它：多普勒超声，,ECT,，,SPECT,，,PET,，,PET-CT,PET-MR,影像学检查方法,-MR,常规,MRI,磁共振血管成像（,MR Angiography,，,MRA),磁共振扩散加权成像（,Diffusion Weighted Imaging,DWI),磁共振灌注加权成像（,Perfusion Weighted Imaging,PWI),扩散张量成像（,Diffusion Tensor Imaging,DTI),磁敏感加权成像（,Susceptibility Weighted Imaging,SWI),动脉粥样硬化斑块成像（,Plaque Imaging),磁共振波谱成像（,MR Spectroscopy,MRS),血氧水平依赖（,Blood oxygen denpendent,BOLD),氨基质子转移（,Amide Proton Transfer,APT,）,常规,MRI,T1WI T2WI FLAIR,MR,血管成像,三维重建多方位动态观察,评价缺血区供血动脉情况,脑,MRA,无需对比剂，简单、快速、无创,磁共振扩散加权成像（,DWI,）,DWI,提供真实描述组织水分子扩散相对速度的图象对比。与传统的,MR,技术不同，提供了一种新的影像对比,。,表观扩散系数（,Apparent diffusion coefficient,，,ADC,）：描述,DWI,中不同方向的分子扩散运动的速度和范围。,ADC,值与,DWI,信号呈负指数关系。,DWI ADC,DWI,上高信号病灶,细胞毒性水肿,:,急性梗死，外伤，脑炎等,细胞密度高，细胞外间隙小：,淋巴瘤、,PNET,等,粘滞度高：,脓肿,表皮样囊肿,等,8,DWI,在脑缺血中的应用,早期诊断脑缺血,鉴别新旧梗死灶,评价缺血半暗带,1h CT,3h MRI T,2,WI,3h DWI,5d CT,缺血半暗带,(Ischemic Penumbra),缺血半暗带：,PWI,DWI,DWI PWI,DWI,在颅内占位性病变的应用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,肿瘤恶性程度的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,颅内肿瘤影响,DWI,的因素,肿瘤细胞数目、大小和排列,：肿瘤细胞数目密集、体积较大或者具有特殊的空间排列均可能限制水分子扩散。如淋巴瘤、髓母细胞瘤、原始外胚层肿瘤（,PNET,）等，,DWI,表现为明显高信号，具有相对特征性。,细胞内细胞器的数目和大小,：一般来说，肿瘤细胞异型性越高，细胞器越丰富，体积越大，主要有细胞核（包括染色质）、核小体、高尔基体等，将降低细胞内水分子的扩散。,颅内肿瘤影响,DWI,的因素,细胞间隙,：大的间隙对细胞外水分子的运动影响不大，小的间隙则限制其运动。,合并微囊变、微梗死、出血、钙化,等均可以引起扩散运动产生变化。,T2,穿透效应,的影响。,DWI,在颅内占位性病变的应,用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,肿瘤恶性程度的鉴别,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,15,颅内环形强化灶的鉴别,常规,MRI,表现相似，,DWI,可以鉴别，敏感性,93.3,，特异性,90.9,。,脑胶质瘤、转移瘤的囊变,/,坏死,：主要因为肿瘤生长迅速,病变中心缺血等引起坏死，,坏死灶中的细胞数量少,液体清亮,黏稠度低,因而水分子的弥散运动不受限，于,DWI,像上表现为,低,信号；,脑脓肿,则由于主要,含大量黏液,其内含有细菌、炎性细胞、黏蛋白、细胞碎屑等,较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制了水分子的运动,因此,DWI,上呈,高,信号。,T2WI,T1WI C+,DWI,胶质母细胞瘤与脓肿,17,小心误诊！,脓肿,转移瘤,T2WI T1WI+C DWI ADC,脓肿,间变性星形细胞瘤,转移瘤,20,DWI,在颅内占位性病变的应用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,肿瘤恶性程度的鉴别,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,21,DWI,对胶质瘤分级诊断的价值,高级别胶质瘤的瘤体实质值明显低于低级别胶质瘤,主要是由于脑肿瘤恶性程度越高,细胞数目越多,细胞间隙越小,而且细胞异型性增高,核浆比加大,导致水分子弥散更加受限。,II,级星形细胞瘤,vs,胶质母细胞瘤,苗延巍，中国医学影像技术，,2005,（,21,）,5,：,57,61,良恶性脑膜瘤的鉴别,恶性,良性,DWI,在颅内占位性病变的应用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,肿瘤恶性程度的鉴别,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,25,表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别,表皮样囊肿,：因含有脂类、大分子物质等成分,其内容物的运动能力低,DWI,上与脑实质的信号近似,表现为等或稍高信号,相应的,ADC,值亦低于脑脊液。,蛛网膜囊肿：,因含有大量的自由水分子,其信号强度则与脑脊液类似,于,DWI,上呈低信号,ADC,图像上呈高信号。,T1WI C+,T2WI,DWI,表皮样囊肿，,DWI,上信号很高,蛛网膜囊肿，在所有,MRI,序列上，信号都类似于,CSF,。,27,DWI,在颅内占位性病变的应用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,肿瘤恶性程度的鉴别,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,淋巴瘤,T1WI C+,T1WI C-,T2WI,FLAIR,DWI,29,DWI,在颅内占位性病变的应用,颅内环形强化灶的鉴别（胶质母细胞瘤、转移瘤与脓肿）,肿瘤恶性程度的鉴别,蛛网膜囊肿与表皮样囊肿的鉴别,诊断一些肿瘤：如,PNET,，淋巴瘤，转移瘤等,早期检测放疗和化疗反应,成功的放疗或化疗可导致肿瘤细胞明显损失，表现为细胞膜完整性丧失和随后肿瘤细胞密度降低。,因为肿瘤细胞减少，组织间隙提及增大，导致损伤的肿瘤组织内水扩散运动增加。,早期检测放疗和化疗反应,31,早期检测放疗反应,治疗前,T1WI C+,治疗前,ADC,图,(b=4000),肺癌脑转移病人放疗过程中,ADC,值增加,治疗,2,月后病变消失。,治疗后,7,天,ADC,图,(b=4000,）,),治疗后,60,天,T1WI C+,32,DWI,在颅内其它疾病的应用,颅内出血,外伤,脑实质内出血,外伤,男性，,18,岁。有外伤病史。,T2WI,T2*-GRE,FLAIR,未见异常。,DWI,示左颞灰白质交界处及右侧额叶分别见高信号损伤，,ADC,呈低信号（箭头）。,体素不相干运动,（,intravoxel incoherent motion,，,IVIM,）,多,b,值弥散成像,无创,可反应肿瘤血流灌注及扩散信息,常规,T1,T2 DWI ADC,IVIM,High b ADC,IVIM,Low b ADC,3D ASL CBF,MR,灌注加权成像,（,PWI,）,动态磁敏感对比（,dynamic susceptibility contrast,，,DSC,）,MRI,：双倍对比剂，高压注射器；,动脉血质子自旋标记（,arterial spin labeling,，,ASL,）,MRI,：无创，可重复性。,DSC,原理,利用顺磁性对比剂,Gd-DTPA,首过期间引起的,MR,信号改变，得到信号强度时间曲线。通过分析,MR,信号随时间变化情况，可以得到,CBF,、,CBV,、,MTT,、,TTP,等参数图。,动脉血质子自旋标记,(ASL),灌注参数,CBF,：反映每,100,克脑组织内每分钟的血流量。以毫升,/100,克,/,分,(ml/100g/min),为单位。,CBV,：感兴趣区毛细血管和大血管的血管床容积。以毫升为单位。,MTT,：对比剂平均通过时间，以秒为单位。,TTP,：对比剂到达最高峰的时间，以秒为单位,。,中心容积定律：,CBF=CBV/MTT,在脑缺血中的应用：评价缺血半暗带,男性，,49,岁。言语不清,2,天。,PWIDWI,，存在缺血半暗带,治疗前后脑灌注情况评价,介入治疗前后,疗效评价,(,治疗前后,),rCBV,可反映肿瘤的血供情况,判断胶质瘤的分级,指导立体定向活检,鉴别肿瘤复发与放射性坏死,在脑肿瘤中的应用,鉴别肿瘤复发与放射性坏死,磁敏感加权成像（,SWI,）,磁化率,(Susceptibility),：一种物质在外加磁场作用下的磁化程度,磁敏感加权成像,（,Susceptibility Weighted Imaging,SWI,）利用不同组织间磁化率的差异产生一种独特的对比,这种对比不同于质子加权、,T1,、,T2,及,T2*,对比，是一种新的,MRI,成像序列,河南省人民医院,磁敏感加权成像（,SWI,）,SWI,对顺磁性物质如,脱氧血红蛋白和含铁血黄素等,高度敏感，对微出血灶的显示比,2D,梯度回波序列,(GRE),敏感,3-6,倍,SWI,被认为是静息态的,BOLD,，用以测量血氧饱和度,定量分析,GRE,SWI,中枢神经系统临床应用,Clinical application,脑、脊髓外伤,(trauma),血管畸形（vessel malformation),脑肿瘤,(tumors),钙化显示,(calcification),脑卒中,(stroke),痴呆,(dementia),SWI,早期敏感检出微出血灶,(Microbleed),显示弥漫性轴索损伤,(Diffuse axonal injury,DAI),蛛网膜下腔出血（,Subarachnoid hemorrhage,）,脑室内出血（,Intraventricular hemorrhage),脑外伤,(,Trauma),SWI,T2,弥漫性轴索损伤,(DAI),T2*SWI,SWI,对脑外伤微出血灶的显示,(Microbleeding),蛛网膜下腔出血,(SAH),脑室内积血,CT SWI,脊髓损伤后出血与否对治疗和预后评估很重要,由于脊髓,很,细，周围解剖结构较复杂，,SWI,在脊髓成像受到限制，故,SWI,迟迟未能在脊髓病变中得到应用,我们与,SWI,技术的创始人美国,E.Mark Haacke,教授直接合作，,首次开发出脊髓的,SWI,参数，评价,SWI,在检出颈髓损伤出血中的价值,脊髓外伤,(Spinal cord injury),男，,34,岁，车祸伤,6,天，常规,MRI,示脊髓挫伤而,SWI,示脊髓出血,60,发表论文,SWI,在脑出血中的应用,T2 SWI,海绵状血管瘤,(Cavernous hemangioma),静脉畸形,(Venous malformation),毛细血管扩张症,(Telangiectasia),血管畸形（,vessel malformation),海绵状血管瘤,(,Cavernous hemangioma),静脉畸形,(Venous malformation),T2WI SWI,毛细血管扩张症,(Telangiectasia),显示肿瘤血管和出血，有助于肿瘤分级和鉴别诊断,基底节区生殖细胞瘤早期生殖细胞瘤的诊断,脑肿瘤,(Tumor),胶质瘤,(Glioma),T2WI SWI PWI,SWI,显示胶质瘤内出血和静脉，有助于评估肿瘤血供，,PWI,显示肿瘤实质高灌注。高级别的肿瘤活动区含更多的血管，且容易出血。,胶质瘤,(Glioma),T1WI+C SWI,SWI,很好地显示了增强扫描没有显示的肿瘤内出血和静脉,基底节区病变：性质？,66,天后复查，病灶增大,男，,14,岁，肢体无力,2,个月,Lou X.AJNR,2009,放疗,27,天后复查，病灶缩小,生殖细胞瘤,(Germinoma),Lou X.AJNR,2009,放疗,27,天后复查,男，,16,岁，肢体无力、尿崩症,3,个月,生殖细胞瘤,(Germinoma),Lou X.AJNR,2009,基底节区早期生殖细胞瘤,(,early basal ganglia germinoma,),早期生殖细胞瘤：最大径,10mm,，无囊变、坏死、出血；,男性占绝大少数，通常,纤维组织,脂质核,出血,钙化,脂质,T1 T2 PD,病理,斑块分类（形态和成分）,稳定斑块,易损斑块,判断标准：脂质核的大小和成分，纤维帽的厚度，有无血栓形成，有无炎性反应或新生血管，钙化部位和程度，狭窄程度,易损斑块特征：纤维帽破损，广泛的脂质坏死（,40%),，斑块内出血，炎性细胞浸润明显，弥漫性钙化和纤维化等成分并存,右颈内动脉管腔狭窄率,80%,，斑块内信号不均匀，呈较高及等信号，为主要含脂质和纤维组织的复杂斑块,左颈内动脉血栓形成，横断面管腔内充盈高低混杂信号。,MIP,法重建可见左侧颈内动脉起始段闭塞。,DWI,示左放射冠脑梗死,(A),，,MRA,正常,(B),，高分辨,T2WI,示,MCA,壁斑块形成,(C),，远端血管无斑块（,D,）。,男性，,26,岁，发作性左侧肢体无力,8,天,磁共振波谱成像（,MRS,）,MRS,研究人体能量代谢的病生理变化。是在,MRI,形态学诊断的基础上，从,代谢方面,对病变进一步定性,-,化学指纹,脑内主要代谢物含义,N,乙酰天门冬氨酸（,NAA,）神经元标志物,胆碱（,Cho,）反映细胞膜代谢情况,肌酸（,Cr,）脑组织能量代谢的提示物,乳酸（,Lac,）无氧酵解的产物,磁共振波谱成像（,MRS,）,正常波谱图,横轴为频率轴，纵轴为信号强度轴,主要显示,4,个代谢峰，波峰下面积代表化合物浓度,病理情况下还可显示其它代谢峰,代谢物化学位移,代谢物名称,缩写,位移,ppm,N-,乙酰天门冬氨酸,肌酸,胆碱,肌醇,乳酸,脂质,谷氨酸,/,谷氨酰胺,丙氨酸,NAA,Cr,Cho,mI,Lac,Lip,Glu/Gln,Ala,2.02-2.05,3.033.94,3.2,3.6,1.3,0.9-1.4,2.1-2.5,1.3-1.5,疾病,NAA Cr Cho Lac Lip aa,肿瘤,-,脓肿 ,梗死 ,-,MS -,癫痫 ,-,颅内常见病变的代谢物特征,星形细胞瘤与脑梗死、局灶性炎症的鉴别,环形增强病变的鉴别,肿瘤的定性诊断及良、恶性分级,确定肿瘤边界、指导治疗方案,肿瘤疗效评估,MRS,在脑肿瘤中的应用,脑梗死和胶质瘤的鉴别,98,脑梗死和胶质瘤的鉴别,胶质瘤和转移瘤的鉴别,胶质瘤：,NAA,，,Cho,，,Cr,正常或,转移瘤：,NAA,缺失，,Cho,，可见,Lip,NAA,Cho Cr,脑膜瘤,Cho,Lip,是常规扩散加权成像的发展,直观显示梗死远端纤维束走行改变及其完整性,评价病变与纤维束的关系,指导治疗方案和帮助评估预后,扩散张量成像,(DTI),血氧水平依赖,MRI,（,Blood Oxygen Level Dependent,BOLD-MRI,）,在体显示脑功能区,评价病灶与相邻脑功能区的关系,指导临床治疗和疗效评价,BOLD-MRI,功能区的移位,术中导航,BOLD,DTI,氨基,质子转移成像（,amide proton transfer,APT,）,是一种新的分子,MRI,技术,。,能反映受检组织的多种生理病理参数（,pH,值、代谢物浓度及酶的活性）。,APT,成像有两个典型的重要应用，一是无创性,测量,肿瘤组织内的,游离,蛋白,质和,多肽（肿瘤的蛋白、多肽浓度高,-,脑瘤蛋白成像,）；另一是用于无创性的中风患者,pH,成像（超急性期的中风处,pH,值下降大约,0.5pH,单位）。,氨基,质子转移（,Amide proton transfer,APT,）,APT,可以区分无强化的高级别和低级别胶质瘤,APT,可以,鉴别胶质瘤复发与放射性坏死,Jinyuan Zhou,et al.Nature Medicine,2011,MR-PET,（,mMR),MR-PET,（,mMRI),多模态,MRI,评估肿瘤治疗效果,Baseline 1Baseline 2Day 1Day 28Day 56,56 yr,Female,T1 Post Gd,FLAIR,Baseline 1Baseline 2Day 1Day 28Day 56,DTI,ADC,Tract,Baseline 1Baseline 2Day 1Day 28Day 56,cCBV,Larger capillaries,Smaller capillaries,Baseline 1Baseline 2Day 1Day 28Day 56,DSC,Vessel Size,Ktrans,MRS,，,SWI,，,ASL,，,APT,总结,summary,善于利用各个影像新技术的优势，有助于早期正确的诊断,多模态影像技术结合和融合是发展的方向，有助于全面评估病变情况，从而有效的指导个体化治疗，降低致残率和死亡率,Thank You!,