功能成像PPT课件.ppt

MRI功能成像 弥散 弥散：普遍存在的运动形式，布朗运动 小分子物质、温度高、结构疏松，弥散快 弥散方向，随机性 MRI主要显示的是水分子弥散 表观弥散系数（ADC）：弥散的定量指标，弥散距离/弥散时间的平方根 ADC影响因素：弥散、组织灌注状态（体素内的微观血流质子与弥散无法区分） DWI 利用弥散造成质子相位漂移 施加方向相反的一对弥散梯度脉冲 静止质子完全相位重聚 质子弥散后因为相位漂移，信号降低 弥散越快，信号衰减越明显 DWI：主要显示组织弥散对比的图像 DWI时序图 B值选择 弥散敏感梯度 b值（弥散加权因子）：越大，表明梯度场越高或持续时间长； b值越大，弥散权重越重，但信噪比降低 高b值常用于观察较慢的弥散、低b值用于观察较快的弥散 测量ADC时，B值越多，越准确 DWI与ADC图 ADC图：反应组织ADC值不同的图像 信号基本与DWI相反，但并非完全相反 DWI除了反应ADC外，还受组织T1、T2、质子密度差别的影响；DWI时一般TE设置较长，尤其T2弛豫影响较大（T2透射效应） DTI 与DWI比较 都是反应组织水分子弥散 DWI只用ADC一个参数描述，扩散程度的测量限于一个平面内 DTI用多个参数(FA、AI、RA、VR)描述，从三维立体空间定量地分析水分子的扩散运动及相关性 DTI应用 目前惟一能在活体中显示神经纤维束的走行、方向、排列、髓鞘等信息 广泛应用于中枢神经系统的组织形态学和病理学研究 临床治疗参考，手术导航 观察心肌、骨骼肌的纤维显微结构 MRI灌注成像 并非MRI特有技术，CT、PET、SPECT 使用MR造影剂、MR成像 脑功能成像（ BOLD-fMRI） 血红蛋白包括氧合血红蛋白和去氧血红蛋白 氧合血红蛋白是抗磁性物质，对质子驰豫没有影响 去氧血红蛋白属顺磁性物质，其铁离子有4个不成对电子，磁化不均匀，产生横向驰豫时间(T2和T2*)缩短效应 局部脑功能区激活-局部耗氧量增加-通过局部、全身调节-局部血流量增加-血流量增加较耗氧量增加为大-局部氧合血红蛋白比例增加，去氧血红蛋白比例降低 去氧血红蛋白所致的缩短T2*时间作用减少-局部组织信号相对高 由于去氧血红蛋白缩短T2*的效应很小 所以使用对T2*效应敏感的序列，GRE或GRE-EPI 场强越高、T2*效应越明显，所以BOLD一般需要较高场强（1.5T以上） 在4.0T以上场强，能显示激活区域早期信号降低现象（去氧血红蛋白比例增高） BOLD-fMRI实施 刺激设备 显示激活前后信号变化 实验设计、实施 避免干扰，可信度 数据处理、分析；对齐、标准化、准配、平滑等处理 BOLD-fMRI应用 语言、视觉、运动、其它感觉功能区定位 手术前对术后功能恢复、代偿情况预测 手术导航 硬件、软件要求高 MR波谱分析 MR波谱（MR spectroscopy，MRS）是目前能够进行活体组织内化学物质无创性检测的唯一方法。MRI提供的是正常和病理组织的形态信息，而MRS则可提供组织的代谢信息。 化学位移 同一种磁性原子核处于不同的分子中 分子化学结构的不同，电子云对磁性原子核的磁屏蔽作用的大小也存在差别 原子核因分子结构不同而致局部的磁场强度有微小差别 表现为进动频率的微小差别 1H-MRS 采集的MR信号，来源于多种代谢产物中H质子 由于化学位移效应，不同的代谢产物中H质子进动频率有轻微差别 通过傅里叶转换可得到不同物质谱的信息 用谱线表示 其横坐标表示不同物质中质子的进动频率，通常用PPM表示（以标准物的质子进动频率为基准，其他代谢物中质子进动频率与标准物中质子进动频率的差别，以PPM来表示） 1H-MRS常选用三甲基硅烷（Trimethylsilane）作为标准物 某一窄波的波峰下面积与目标区域内某特定代谢产物的含量成正比关系 由于一般含H代谢物的浓度不到1/10000的水浓度，被水掩盖，序列需要水抑制 MRS特点 得到的是代谢产物的信息，而非解剖图像 通常用数值或谱线来表示 对磁场均匀度有着更高的要求 高场强，提高信噪比，各种代谢产物的进动频率差异增大，可更好区分各种代谢产物 信号较弱，常需要多次平均才能获得足够的信噪比，因此检查时间较长 除了1H-MRS外，31P、13C MRS空间定位 单体素 序列： 点解析波谱 （PRESS） 刺激回波采集 （STEAM） 两者差别：PRESS：SNR高，最短TE长，部分信号因T2衰减丢失，对短T2*代谢物观测困难 PRESS时序图 STEAM时序图 多体素 化学位移成像（CSI） 使用序列也是PRESS、STEAM 空间定位时增加相位编码梯度 多体素MRS，2D-CSI 多体素MRS特点 一次可采集多个感兴趣区的信号，便于比较正常组织和病变组织的波谱 缺点是体素容积较小，信号强度较低，采集次