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同学们好

这节课我们来学习探索微观世界的秘密

动态对比增强磁共振成像DCE-MRI

目前磁共振检查在中枢神经系统疾病中

发挥着越来越重要的作用

在病变定位定性诊断中

磁共振检查具有

其他影像学检查无法替代的优势

然而我们常规的磁共振检查

诊断主要根据影像医生对图像的解读

很大程度上取决于医生对疾病形态上的认识

受主观因素影响较大

缺乏客观的定量指标

很难反映病变或组织微观结构的变化

近年来 随着磁共振成像技术的不断发展

出现了许多新的技术与方法

我们今天讲的

动态对比增强磁共振成像DCE-MRI

就是其中之一

首先我们来看一个病例

这是一个右侧额叶胶质母细胞瘤

术后的患者

常规TE增强图上

右额叶可见片状低信号

邻近脑膜少许强化呈术后改变

这位患者在放疗联合替莫唑胺治疗6个月后

再次做了一次磁共振TE增强

发现原术区可见

线样及环形不规则强化

强化范围较前增大

像类似这样的患者

在我们临床工作中经常遇到

那么同学们的影像诊断是什么呢

肿瘤复发吗

这位患者随后又做了个DCE-MRI

在DCE-MRI血浆容积伪彩图上

我们发现右侧额叶病变区灌注未见增高

因此我们诊断为放射性坏死

患者再次手术

术后证实了我们的诊断是正确的

由此可见

DCE-MRI能够帮助我们

鉴别肿瘤复发和放射性坏死

而常规磁共振TE增强并不能做到

那么DCE-MRI与常规TE增强有什么区别呢

为什么它能够解决常规磁共振TE增强

不能解决的问题呢

那就得从DCE-MRI的原理谈起

DCE-MRI即动态对比增强磁共振成像

它是利用连续快速的成像方法

通过获取注入对比剂前中后的图像

经过一系列的计算分析

得到半定量和定量参数

是一种以病变组织中的

微血管系统为生理基础

来评估病变组织生理性质的

功能成像新技术

我们知道常规的磁共振增强检查

显示的仅仅是某一个时间点上

组织的强化情况

尽管结合图像的解剖学形态

可以获得具有一定诊断价值的信息

但不能反映组织血管通透性

和局部血流灌注等微观结构的信息

信息量比较少

而DCE-MRI检查能够通过连续快速的成像序列

获取注射对比剂前 中 后各个时期

组织强化情况的一系列动态

增强的图像

再通过计算机后处理分析

获得能够反映组织微循环的多个参数

进而通过这些参数的分析见解推断

对比剂在病变组织中流入分布廓清的情况

从而更为客观的分析

病变与正常组织间的强化差异

不仅能够分析病变的形态学改变

更可以从定量的角度

解释病变在生理功能上的变化

DCE-MRI在诊断中有这么多优势

能给我们诊断提供这么多信息

那么如何才能完成一个DCE-MRI扫描呢

首先DCE-MRI扫描需要

在1.5T或3T这样高场的磁共振设备上进行

高场的磁共振设备有更好的时间分辨力

有利于快速连续采集图像

其次对比剂需要高压注射器团注

推荐剂量为0.1毫摩尔每公斤体重

注射速率通常为2~5毫升每秒

但是目前DCE-MRI扫描方法尚无统一的标准

需要结合所使用的设备检查部位等情况

选取适合的方案才能获得最佳成像结果

一般最常采用多平面梯度 回波序列

快速小角度激发 梯度回波等

快速成像序列进行重复扫描

一般至少扫描三个序列作为基础影像之后

再注入对比剂 之后

连续重复采集图像8~10分钟

从而获取病变内部对比剂的

浓聚 分布 廓清的动态信息

那么获得了良好的DCE-MRI图像后

如何从这些图像中

提取对我们诊断有用的信息呢

这就需要对图像进行后处理

DCE-MRI图像后处理分析主要有两种

半定量参数和定量参数

半定量参数主要是通过

感兴趣区域内组织的时间 信号强度

曲线的形状和结构来获得

不需要选择与组织相匹配的

药代动力学模型

常用的半定量参数有强化开始时间

达峰时间 最大信号强度 曲线下面积等

下面我们来分享我们科室

应用DCE-MRI半定量分析诊断的两个病例

上面两幅图像呢

是一位23岁的女性患者

磁共振增强发现右乳上象限

可见一粒圆形明显强化结节

我们将感兴趣区域放置在强化结节上

分析其时间 信号 强度曲线

为缓升平台型

根据强化曲线呢

我们考虑右乳上象限性结节为良性结节

下面两幅图像呢是一位44岁的女性患者

同样在磁共振增强图像上

我们发现左乳外上象限见一不规则强化结节

分析其时间信号强度曲线为速升缓降型

且早期强化率比较高

根据强化曲线呢

我们考虑左乳外上象限结节为恶性病变

乳腺癌可能

最后病理证实我们的诊断是正确的

可见DCE-MRI的时间信号强度曲线

在乳腺肿瘤良恶性诊断方面

可以为我们提供更多的信息

大大增加了我们的诊断信心

半定量后处理分析呢

不需要测量动脉输入函数

参数直接来源于时间

信号强度曲线的描述 简单易行

但是半定量参数分析依赖于信号强度

所以对比剂 剂量 不同的扫描技术等因素

均可对参数造成影响

进而影响半定量参数分析的可重复性

而定量参数分析呢

需要选择与组织血供状态

相匹配的药代动力学模型

结果较半定量参数更为准确

那么接下来我们学习下

定量DCE-MRI常用的参数有哪些

所代表的意义是什么

DCE-MRI定量分析常用的参数有4个

分别是Ktrans Kep Ve和Vp

下面我们来看一下这个模型图

中间这个长条状的结构代表血管管腔

管腔内内圆形的红色结构代表血浆

而这个不规则的形状代表是一个细胞

中心紫色的部分代表细胞核

血管和血管外这个粉色的区域

代表的是血管外 细胞外间隙

蓝色的小点状代表的是对比剂

而我们的Ktrans值反映的是

对比剂从血管腔内渗漏到

血管外细胞外间隙的速率

它主要受血流灌注和组织渗透率

两者共同影响

我们知道正常脑组织内有完整的血脑屏障

造影剂是不能透过完整的血脑屏障

当病变组织区域的血脑屏障受到破坏时

造影剂通过血管壁进入血管外细胞外间隙

这时Ktrans值就会增加

而Kep反映的是

对比剂从血管外 细胞外间隙渗回

血管内的速率

Ve反映的是对比剂

血管外细胞外间隙容积

它可以间接反映组织细胞的密集程度

Vp反映的是对比剂血浆容积

常取决于

单位体素内毛细血管的密度

低量DCE-MRI应用在不同组织时

需要选择不同的药代动力学模型

在不同的模型的条件下

产生的参数个数也会有所不同

目前DCE-MRI应用模型很多

不同的模型的假设不同

参数不能直接进行比较

目前在中枢神经系统中最常用的

是双室模型

双室模型假设血流量很大

而渗透率较小

我们选择合适的模型

是为了尽量与病灶或组织的血流情况

对比剂在病变中的摄取分布方式相吻合

从而获得与感兴趣区血流情况

匹配较好的时间信号强度曲线

进而获得更为准确的参数

此外

为了获得准确的定量参数

还需要测量主要供血血管

的时间信号强度曲线作为参考

即动脉输入函数AIF

将合适的药代动力学模型

和动脉输入函数相结合

可以减少注射速率扫描条件

病人个体差异对参数的影响

使得参数更为稳定

从而提高定量分析的可重复性

好 讲了这么多

我们可以看出定量DCE-MRI的参数获得

在实际操作中相对比较复杂

那么我们用这张PPT再来总结一下

定量DCE-MRI扫描及后处理的主要步骤

首先在打造影剂之前

至少要获得三个序列的T1-Mapping扫描

为的是将亮度与造影剂浓度联系起来

然后再注入适量造影剂

进行多期动态增强扫描

获得DCE-MRI的图像

再结合动脉输入函数

和合适的药代动力学模型

计算出定量参数

从而间接推断对比剂

在病变组织中流入分布廓清的情况

经过以上知识的学习

大家已经基本上掌握了

动态对比增强磁共振成像DCE-MRI

的基本概念和常用参数

好 今天的课就到这里

同学们再见