MR灌注加权成像（PWI）

第七节MR灌注加权成像技术MR灌注加权成像（perfusion-weighted imaging，PWI）属于MR脑功能成像的一种，反映的主要是组织中微观血流动力学信息。

PWI的原理和技术比较复杂，在临床上的应用还不成熟，本节仅作简单介绍。

MR PWI的方法很多，较常采用的主要有两种方法，即：（1）对比剂首次通过（first pass）法；（2）动脉自旋标记（aterial spin lableing，ASL）法。

前者需要注射外源性对比剂，在临床研究中应用较为广泛。

后者利用动脉血液中的质子作为内源性对比剂，通过特殊设计的脉冲序列对流入组织前的动脉血液质子进行标记，通过检测受标记的质子流经受检组织时引起组织的信号强度变化来反映组织的血流动力学信息，目前在临床研究中尚未得以广泛应用。

一、对比剂首次通过法PWI的基本原理PWI的对比剂多采用目前临床上最常用的离子型非特异性细胞外液对比剂Gd-DTPA。

对比剂用高压注射器快速注入周围静脉，采用时间分辨力足够高的快速MR成像序列对目标器官进行连续多时相扫描，通过检测带有对比剂的血液首次流经受检组织时引起组织的信号强度随时间的变化来反映组织的血流动力学信息。

Gd-DTPA是顺磁性物质，血液中的Gd-DTPA将使血液的T1和T2值降低，在一定的浓度范围内，血液T1值和T2*值的变化率与血液中对比剂的浓度呈线性关系，即：∆(1/T1) = k[Gd]∆(1/T2*) = k[Gd]式中∆(1/T1)表示T1值的变化率；∆(1/T2*)表示T2*值的变化率；[Gd]表示对比剂浓度；k 是常数，与对比剂、组织结构、主磁场强度等因素有关。

在实际应用中，可以根据T1值的变化率公式，采用T1WI序列进行PWI。

也可根据T2*值的变化率公式，采用T2*WI序列进行PWI。

由于Gd-DTPA不能通过正常脑组织的血脑屏障，一般多采用T2*WI序列进行PWI，最常用的序列是GRE-EPI T2*WI序列。

联合应用弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）、磁共振波谱成像（MRS）等磁共振成像技术对胶质瘤复发与放射性脑损伤的鉴别诊断价值分析发表时间：2019-11-18T10:55:13.007Z 来源：《健康世界》2019年14期作者：曾忠杰[导读] 对患者胶质瘤术后复发与放射性脑损伤进行有效诊断鉴别，具有创伤小和准确率高等临床应用优势，值推广使用。

赣州市人民医院影像科 341000摘要：目的：分析联合应用弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（PWI）、磁共振波谱成像（MRS）等磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术对胶质瘤复发与放射性脑损伤的鉴别诊断价值；方法：将2017年1月至2019年2月我院收治的82例胶质瘤复发与放射性脑损伤患者视为鉴别诊断对象，根据患者入院先后顺序纳入对照组与观察组，每组均为41例，对照组患者采用组织病理活检诊断方式，观察组全部患者均实施DWI、PWI和MRS等MRI技术，比较两组的诊断准确率和患者对诊断方式的满意度评分，分析观察组诊断方式对胶质瘤复发和放射性脑损伤患者的诊断效果，判断其应用价值。

结果：两组的诊断正确率和患者满意对比，MRI技术中DWI、PWI 和MRS联合应用的诊断结果与组织病例活检无明显差异（P＞0.05），而患者满意率评分则高于对照组（P＜0.05）。

结论：联合应用DWI、PWI和MRS等MRI技术，对胶质瘤复发与放射性脑损伤患者具有较高的临床诊断效果，相较于组织活检诊断方式，对患者造成的创伤相对较小，患者认同度和满意度更高，具有较高临床诊断应用价值。

关键词：弥散加权成像；灌注加权成像；磁共振波谱成像；磁共振成像技术；胶质瘤复发；放射性脑损伤脑胶质瘤，包括高级别胶质瘤（high grade glioma，HGG）和低级别胶质瘤（low grade glioma，LGG），其中HGG治疗方式主要为化疗，而LGG主要采用手术全切治疗。

【技术前沿】磁共振灌注成像（PWI）介绍展开全文基本原理：磁共振灌注造影成像（PWI）基于团注对比剂追踪技术,当团注顺磁性对比剂进入毛细血管床时，组织血管腔内的磁敏感性增加，引起局部磁场的变化，进而引起邻近氢质子共振频率的改变，后者引起质子自旋失相，导致T1和T2或T2*的值缩短，反映在磁共振影像上则是在T1WI上信号强度增加，而在T2或T2*WI上信号强度降低。

对比剂首过期间，主要存在于血管内，血管外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受弥散因素的影响很小，故能反映组织血液灌注的情况，间接反映组织的微血管分布情况。

临床应用：· 对血供变化最敏感的扫描序列。

· 与弥散加权对照，确定缺血半暗带和再灌注时间窗。

· 颅内和转移瘤鉴别。

· 胶质瘤级别鉴别。

临床病例：脑梗塞：弥散加权图像上可见右侧大脑半球大面积梗塞高信号，而从TTP 图像上，与左侧正常大脑区域相比，右侧大脑半球TTP达峰时间延长，这种异常区域明显大于DWI上梗死区域，相应区域的CBV,CBF均有下降。

胶质瘤：T1图像上可见中低信号占位，及其周围大面积水肿低信号。

灌注图像上可见CBV较高的区域是肿瘤实质，同时相应区域的MTT延长，水肿带MTT略升高，CBV明显下降。

脑膜瘤血供判断：T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，肿瘤血供异常丰富。

胶质瘤术后复发：T1增强图像上可见明显强化的占位肿块，周围伴低信号水肿带，PWI的CBV图像上，血供丰富的区域为复发的肿瘤组织，相比T1强化区域，对肿瘤实质定位更精确。

摘自：医学影像教育资讯。

磁共振灌注加权成像在中枢神经系统中的应用吉婷婷;余成新【期刊名称】《临床神经病学杂志》【年(卷),期】2015(028)001【总页数】3页(P77-79)【作者】吉婷婷;余成新【作者单位】443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室;443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室【正文语种】中文【中图分类】R445.2作者单位：443000 湖北省宜昌市中心人民医院放射科MR室MRI可用于评价脑肿瘤、转移、感染、血管和退行性病变等各种不同的CNS疾病，其中MRI灌注加权成像(PWI)是评价卒中、脑肿瘤和神经变性等CNS疾病极其有用的方法。

最初大家仅关注MR成像质量和分辨率的提高，然而近年来随着MR的快速发展，对于组织特征如灌注和代谢等的功能性评估的关注越来越多。

功能性成像技术的运用提高了CNS疾病的鉴别诊断能力，并能在随访过程中评价治疗反应。

灌注是重要的生理学和病理生理学参数之一，但目前PWI并未广泛应用于临床，本文分析了CNS PWI研究中最常遇见的问题，简要阐述了CNS PWI的技术要求、安全性及其在脑肿瘤、急性脑卒中患者中的应用。

灌注即毛细血管血流，是指单位时间内流入人体组织内的血流量。

灌注可反映引起MR信号变化的不同的生理学参数，如血容量、血液流速和血氧水平。

目前测量脑灌注主要有2种方法：(1)利用外源性对比剂：此方法又分为利用磁敏感效应的首过动态磁敏感PWI(DSC-PWI)和应用弛豫效应的动态对比增强PWI(DCE-PWI)；(2)使用内源性对比剂：动脉自旋标记PWI(ASL-PWI)。

DSC和DCE都需注入外源性对比剂。

最早的MR对比剂是钆喷酸葡胺，此后逐渐出现了多种钆剂。

所有钆剂都是顺磁性的，在强场中获得磁性，减少临近水质子的T1和T2的弛豫时间。

目前被批准用于CNS疾病诊断的钆剂是钆喷酸葡胺、钆特醇、钆双胺、钆弗塞胺、钆弗塞胺和钆特酸葡甲胺。

新一代钆剂钆布醇是首种含双倍浓度钆的一种螯合物，其大小与传统钆螯合物相似，但弛豫效能更高[14]。

pwi成像原理PWI成像原理是指运用动态对比增强技术，通过对人体血管内血流进行影像化显示，检测人体血流灌注情况的原理。

PWI (Perfusion Weighted Imaging)成像是一种针对人体脑部血流灌注情况进行检测的影像学技术，其原理基于磁共振（MR)成像技术。

其应用范围涵盖了脑卒中、脑性疾病和全身其他器官等方面。

其成像原理主要包括以下几个方面：1.动态对比增强：PWl的成像解决了MRI技术无法揭示血流状态的问题，有利于对血流灌注情况进行直接的观察。

其原理基于对比剂在血管内的扩散和血液对比剂的消耗，通过血流运动的速度和对比剂扩散过程中的改变，确定脑部器官组织内的血流状态，并制作成灌注图像来表示。

2. T1加权成像：PWI采用T1加权成像技术，即在磁场作用下，使物质中的原子居量的分布不同，以在影像上成为不同亮度的信号。

在PWI成像过程中，对比剂在血管内的造影作用与T1加权成像技术相结合，形成了血液运动血容量，以及局部血流量、血流速度、血流压力等多项血流量数据。

3.物体成像：PWl成像的物体为血管和组织，而其成像资料主要取决于对比剂在“浸泡”在射频场内的时间长短。

当对比剂通过被测物体时，会影响其固有信号的强度，当对比剂到达重建平面时，将会形成表现其运动模式的功能图像。

PWI依靠细小的造影剂注射，构成了对比度显著、分辨率高、灵敏度高的灌注图像。

4.信号扫描：PWI成像依靠梯度磁场的信号采集，实现了对血流灌注情况的高效成像。

其成像分为三个连续的步骤，首先是基线扫描，然后是对比剂注射时序扫描，接着进行运动学分析得到结果。

这样可以得到较精确的灌注物质的动力学变化过程，为检测血流灌注状况提供了更加准确的依据。

总之，PWI成像原理是基于MRI成像技术，利用对比剂注射记录血流灌注过程，采用复杂的运动学建模，再通过成像系统将其处理成图像的形式，可有效研究人体生理过程及脑卒中、脑性疾病等诸多方面的检测。

磁共振常用序列解读磁共振成像（MRI）是一种常用的医学影像技术，通过磁场和射频脉冲来生成人体内部的详细图像。

在MRI中，不同的序列可以提供不同的信息，以便医生更好地诊断疾病。

以下是一些常见的磁共振序列及其解读：1.T1加权成像（T1WI）：这种序列对组织的T1弛豫时间敏感。

在T1WI上，脂肪和骨髓质通常显示为高信号，而骨皮质和空气则显示为低信号。

2.T2加权成像（T2WI）：这种序列对组织的T2弛豫时间敏感。

在T2WI上，骨髓质通常显示为高信号，而脂肪则显示为低信号。

3.质子密度加权成像（PDWI）：这种序列对组织中氢质子的密度敏感。

在PDWI上，脂肪和骨髓质通常显示为高信号，而水和蛋白质则显示为低信号。

4.流体动力学成像（FHI）：这种序列可以检测组织中流动的液体，例如血液或脑脊液。

在FHI上，流动的液体显示为高信号，而静止的液体则显示为低信号。

5.扩散加权成像（DWI）：这种序列可以检测组织中水分子的扩散情况。

在DWI上，水分子的扩散情况可以反映组织的结构和功能状态。

6.灌注加权成像（PWI）：这种序列可以检测组织中的血流灌注情况。

在PWI上，血流灌注的情况可以反映组织的代谢和功能状态。

7.增强成像（CEI）：这种序列通常在注射造影剂后进行，以便更好地观察组织的结构和功能状态。

在CEI上，增强的组织通常显示为高信号。

以上是磁共振成像中常见的序列类型，每种序列都有其独特的成像特点和临床应用价值。

医生会根据患者的具体情况选择适当的序列来获取所需的信息。

磁共振灌注加权成像磁共振灌注加权成像(perfusion-weightedimaging， PWI)是一种反映组织微血管分布和血流灌注情况的MR功能成像技术，包括使用对比剂和不使用对比剂两种成像技术。

T2*加权磁敏感动态增强(dynamic susceptibilitycontrast,DSC)磁共振成像、T1加权动态增强(dynamic contrast enhancement, DCE)这两个技术需要使用外源性对比剂，使局部毛细血管内磁敏感性增加致局部磁场不均匀，质子自旋去相位，引起T2、T2*或T1值的明显缩短，获得一系列动态影像，通过定量指标反映局部灌注情况。

因为需要注射外源性对比剂，DSC、DCE对于不能配合的病人或难以静脉注射的患者有一定的局限性。

另外一种灌注成像技术是不需要使用对比剂----磁共振成像和动脉自旋标记增强(arterial spin labeling，ASL)磁共振成像。

是以动脉血内氢质子为内源性示踪剂并对其进行标记的无创性灌注成像方法，适应于儿童及不能配合的受试者。

灌注加权成像评价参数主要有脑血流容量(cerebralbloodvolume, CBV)、脑血流量(cerebral blood flow,CBF)和平均通过时间(mean transit time, MTT)、达峰时间(timeto peak, TTP)。

由于CBV、CBF 受MR扫描仪、团注对比剂量和速率、成像序列和参数、受检者的血容量和心排血量等因素影响，实际工作中多采用相对CBV (relative CBV, rCBV)、相对CBF(relativeCBF, rCBF)。

DCE则根据对比剂引起的信号强度变化与时间的关系，绘制时间-信号强度曲线，经工作站处理可得出反映血流动力状态的各种灌注指标，如容量转移常数(volumetransferconstant，Ktrans)、速率常数(rate constant，,Kep)、血管外细胞外间隙容积分数(extravascularextracellular volume fraction， Ve)。

MR灌注成像（PWI）基本概念PWI1、CBV：脑血容量=CBF*MTT：CBV降低=低灌注，升高=高灌注。

蓝色为正常，红色为高灌注2、CBF脑血流（绿色信号为正常信号）3、MTT平均通过时间（黑、蓝色为低信号，时间延长）4、TTP达峰时间（红色为高信号，值增大时间增长）A：CBV正常或增加，MTT延长；提示脑梗塞后有侧支循环建立。

B：CBV降低 MTT延长 CBF明显减少，提示：无灌注或灌注不足C：CBV增高 CBF轻度增高或正常。

提示：血流再灌注，D：CBV增高CBF增高；提示：过度灌注DWI〈PWI 缺血暗带DWI大于且等于PWI或者PWI正常，可能部分或完全的自发性血流再通所致。

DWI=PWI 多为缺乏侧支循环的大面积梗死灶，发病早期即为不可逆性损伤。

PWI的测量指标相对脑血容量（rCBV）:是指在感兴趣区内脑组织的血容量。

相对脑血流量(rCBF):是指在单位时间内通过兴趣脑组织的血流量。

相对对比剂平均通过时间（rMTT）:是指血流通过感兴趣脑组织所需的平均时间。

单位：s达峰时间（rTTP）：是指静脉注射对比剂达到感兴趣区脑组织所需的时间。

2. DWI与PWI相结合可以确定缺血半暗带(1)DWI<PWI,存在缺血半暗带，反映出治疗时机，临床可及时溶栓。

（2）DWI>PWI，说明梗死组织内有部分的血流再灌注（3）DWI与PWI范围一致，显示梗死区侧枝循环没有建立，梗死范围进一步扩大，为不可逆损伤。

（4）DWI正常而PWI显示异常，提示一过性脑缺血，没有梗死。

3. PWI在梗死区的微循环表现及所反映的问题（1）脑缺血改变：rCBV、rCBF 正常，MTT延长，提示为动脉狭窄或阻塞，但代偿良好。

（2）灌注不足：rCBV、rCBF下降，MTT延长（3）侧枝循环建立：rCBV正常或轻度增加，MTT延长（4）血流再灌注：rCBV增加，MTT正常或减少（5）血流过度灌注：rCBV明显增加。

MR灌注成像（PWI）,MR弥散成像（DWI）及fMRI基本概念MR灌注成像（PWI）,MR弥散成像（DWI）及fMRI 基本概念MR灌注成像（PWI）动态磁敏感增强灌注成像（DSCPWI）是最先用于脑部，多采用EPI序列、扫描10层～13层，每层20幅～40幅图像。

顺磁性对比剂高压注射后，以2ml/s或更快速率，对10层～13层，反复成像，观察对比剂通过组织信号变化情况，在T2WI中，对比剂通过时，组织信号强度下降，而对比剂通过后，信号会部分恢复。

忽略T1效应，则T2WI的信号强度变化率与局部对比剂浓度成正比，与脑血溶量成正比。

连续测量，产生时间一信号强度曲线，分析曲线、对每个像素积分运算得到rcBV、rcBF、MTT、TTP图、DSCPWI临床应用，PWI 早期发现急性脑缺血灶，观察血管形态和血管化程度评价颅内肿瘤的不同类型。

PWI可早期发现心肌缺血，还可评价肺功能和肺栓塞、肺气肿。

MR弥散成像（DWI）DWI是在常规MRI序列的基础上，在x、y、z轴三个互相垂直的方向上施加弥散敏感梯度，从而获得反映体内水分子弥散运动状况的MR图像。

所谓弥散敏感梯度是在常规序列中加入两个巨大的对称的梯度脉冲。

在DWI中以表观弥散系数（ADC）描述组织中水分子弥散的快慢，并可得到ADC图。

将每一像素的ADC值进行对数运算后即可得到DWI图。

弥散张量成像（DTI）是在DWI的基础上，在6个～55个线方向上施加弥散敏感梯度而获得图像。

DTI主要参数为平均弥散率（DCavg），各向异性包括FA、RA、VR，还可分别建立FA、RA、VR图。

DWI的临床应用是缺血性脑梗死的早期诊断，常规MRI为阴性，而DWI 上可表现为高信号。

DTI的临床应用，动态显示并监测脑白质的生理演变过程，三维显示大脑半球白质纤维束的走行和分布、避免术中纤维束损伤。

MR功能成像（fMRI）脱氧血红蛋白主要缩短T2驰豫时间，引起T2加权像信号减低，当脑活动区域静脉血氧合血红蛋白增加，脱氧血红蛋白浓度相对减低时，导致T2时间延长，在T2WI上信号增强。