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【入门+提升】MRI原理与检查技术 · 14、脑灌注原理及临床应用

脑灌注成像的技术分类与原理

脑灌注成像主要分为三类:基于T2*加权对比的动态磁敏感对比灌注、基于动脉自旋标记(ASL)的无创灌注以及基于T1加权动态增强的渗透性分析(DCE)。T2*灌注利用顺磁性对比剂通过毛细血管时引起的局部磁场不均匀,导致T2*信号短暂下降,从而获得时间-信号曲线,计算rCBV、rCBF和MTT等参数。

ASL以动脉血中的水分子作为内源性示踪剂,无需外源性对比剂,完全无创且可重复性强,适合肾功能不全或需多次复查的患者。DCE本质上为动态增强扫描,通过分析对比剂在血管与组织间隙的交换,定量血脑屏障通透性相关参数。

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T2*灌注的信号采集与参数解读

T2*灌注常用GRE-EPI序列采集,对顺磁性对比剂引起的T2*信号变化非常敏感,但容易受骨、空气交界面磁敏感伪影影响;SE-EPI可减少此类伪影,但对T2信号变化敏感性较低,需要更大剂量对比剂。

主要定量参数包括rCBV(反映局部微循环毛细血管内的血容量)、rCBF(反映毛细血管内血流平均速率)和MTT(血流通过毛细血管床的平均时间)。这些参数从不同侧面刻画组织灌注状态,需结合临床综合分析。

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T2*灌注在脑缺血与胶质瘤中的应用

在脑缺血中,T2*灌注可显示病变区rCBV和rCBF下降、MTT延长,与弥散加权成像不匹配区域提示缺血半暗带,有助于指导溶栓决策。

在胶质瘤分级方面,随着肿瘤级别增高,时间-信号曲线下降幅度越大,rCBV相应升高。低级别胶质瘤rCBV较低,多形胶质母细胞瘤rCBV明显增高。术后复发与放疗后坏死的鉴别中,复发灶rCBV显著升高(如12.3),而坏死区rCBV很低(如1.06),这是两者鉴别的关键定量指标。

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ASL灌注的临床应用

ASL包括连续式(CASL)、脉冲式(PASL)和伪连续式(pCASL)三种标记方式,目前pCASL因标记效率高、信噪比好而最为常用。ASL可定量脑血流量(CBF),无需对比剂,特别适用于儿童、孕妇及肾功能不全者。

在胶质瘤术后评估中,3D ASL CBF可辅助鉴别放疗后坏死与肿瘤复发:复发区CBF增高,坏死区CBF降低。结合DSC CBF和DSC CBV等多参数分析,可提高诊断准确性。在脑缺血中,ASL可显示灌注减低区,与DSC参数互补。

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T1灌注(DCE)与渗透性分析

T1灌注即动态增强扫描,通过快速重复采集T1加权图像,获得对比剂在组织中的流入、流出曲线。曲线分析可得到到达时间、达峰时间、最大相对增强率、流入速率、流出速率及峰下面积等参数,反映组织血流动力学和血管通透性。

渗透性分析基于Tofts双室模型,定量参数包括Ktrans(容积转运常数,代表单位时间内每单位体积组织从血液进入细胞外间隙的对比剂量)、Kep(速率常数,反映对比剂从EES返回血管内的速率)、Ve(血管外细胞外容积比)和Vp(血管内细胞外容积比)。这些参数有助于评估血脑屏障破坏程度,在脑淋巴瘤与高级别胶质瘤的鉴别中,淋巴瘤通常Ktrans较低而胶质瘤Ktrans较高,但需结合其他征象综合判断。

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