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CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用来源：复旦大学研究生课程教学讲义CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用彭卫军吴斌复旦大学附属肿瘤医院影像中心灌注（Perfusion）是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像(perfusion imaging) 是建立在流动效应基础上成像方法，与磁共振血管成像不同的是，它观察的不是血液流动的宏观流动，而是分子的微观运动。
利用影像学技术进行灌注成像可测量局部组织血液灌注，了解其血液动力学及功能变化，对临床诊断及治疗均有重要参考价值。
灌注成像主要有两个方面的内容，一是采用对水分子微量运动敏感的序列来观察人体微循环的灌注状况，二是通过造影剂增强方法来动态的研究器官，组织或病灶区微血管灌注情况。
肿瘤的灌注研究可以评价肿瘤的血管分布，了解肿瘤的性质和观察肿瘤对于放射治疗和/或化疗后的反应。
MRI脑灌注原理及临床应用长按识别二维码即可免费看（仅限48小时）MRI零基础学习班请点击最下方阅读原文一、灌注成像的原理、技术及相关序列核医学对局部组织血流灌注成像的研究较早，CT、MRI灌注技术为近年来发展较为迅速的成像方法。
1．CT灌注CT灌注（CT perfusion）技术最早由Miles于1991年提出，并先后对肝、脾、胰、肾等腹部实质性脏器进行了CT灌注成像的动物实验和临床应用的初步探讨。
所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同时，对选定层面通过连续多次同层扫描，以获得该层面每一像素的时间－密度（time-density curve，TDC）曲线，其曲线反映的是对比剂在该器官中映了组浓度的变化，间接反织器官灌注量的变化。
根据该曲线利用不同的数学模型计算出血流量(bloodflow, BF)、血容量(bloodvolume, BV)、对比剂平均通过时间(meantransit time, MTT)、对比剂峰值时间（Transit time to the peak，TTP、毛细血管通透性等参数，对以上参数进行图像重建和伪彩染色处理得到上述各参数图。
CTMRI灌注成像的基本原理及其临床应用CT和MRI是医学影像学中常用的两种成像技术，它们通过不同的原理来获取人体内部结构的信息。
而CTMRI灌注成像结合了这两种技术，能够提供更全面的诊断信息。
本文将探讨CTMRI灌注成像的基本原理及其在临床应用中的价值。
CTMRI灌注成像是一种基于血流动力学原理的成像技术，它通过测量组织局部血流量和血容量，可以反映组织的代谢情况和血供情况。
CTMRI灌注成像的基本原理是利用不同的影像检测器来测量血流动力学参数。
在CT中，血流量可以通过注射造影剂并利用X射线的吸收率变化来计算得到。
造影剂会通过血液传输到组织中，通过计算其在组织中的浓度变化，可以得到组织的血流动力学信息。
而在MRI 中，血流量可以通过测量组织中的磁共振信号强度来获得。
MRI技术中通常会使用一种叫做"动脉自旋标记"(ASL)的技术来测量脑血流。
ASL技术通过标记入口动脉中的水分子，在物理上通过磁共振信号来测量不同组织的血流信息。
CTMRI灌注成像在临床应用中具有重要的价值。
首先，CTMRI灌注成像可以评估脑缺血的程度和范围。
脑缺血是导致中风等脑血管疾病的主要原因之一。
通过测量脑部的灌注情况，可以评估缺血的程度并确定治疗方案。
其次，CTMRI灌注成像还可以评估肿瘤的血供情况。
肿瘤的生长需要大量的血液供应，肿瘤组织的血流量通常会比正常组织高。
通过测量肿瘤的灌注情况，可以评估肿瘤的侵袭性和预测治疗效果。
此外，CTMRI灌注成像还可以评估神经退行性疾病的早期变化。
神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病等，其病变通常在临床症状出现之前数年就已经开始发生。
通过测量灌注情况，可以早期发现这些疾病的变化，并采取相应的干预措施。
然而，CTMRI灌注成像也存在一些限制。
首先，该技术需要患者接受较高剂量的辐射或需要注射造影剂，这对某些特定人群（如孕妇和儿童）来说可能具有一定的风险。
其次，CTMRI灌注成像需要特殊的设备，并且成像过程复杂，需要专业技术人员的支持。
复旦大学研究生课程教学讲义功能成像在肿瘤诊断中的应用复旦大学附属肿瘤医院影像中心目录1．CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用-- 彭卫军(2) 2. 磁共振弥散成像的基本原理及临床应用----顾雅佳(14) 3．质子磁共振波谱基本原理及其在颅内肿瘤诊断中的应用---------------------------------------- 周正荣(25) 4．BOLD-fMRI脑功能成像--------------------周良平(42) 5．PET,SPECT在肿瘤诊断中的应用-----------------------------------------章英剑(64)CT、MRI灌注成像的基本原理及其临床应用复旦大学附属肿瘤医院影像中心彭卫军吴斌灌注（Perfusion）是血流通过毛细血管网，将携带的氧和营养物质输送给组织细胞的重要功能。
灌注成像(perfusion imaging) 是建立在流动效应基础上成像方法，与磁共振血管成像不同的是，它观察的不是血液流动的宏观流动，而是分子的微观运动。
利用影像学技术进行灌注成像可测量局部组织血液灌注，了解其血液动力学及功能变化，对临床诊断及治疗均有重要参考价值。
灌注成像主要有两个方面的内容，一是采用对水分子微量运动敏感的序列来观察人体微循环的灌注状况，二是通过造影剂增强方法来动态的研究器官，组织或病灶区微血管灌注情况。
肿瘤的灌注研究可以评价肿瘤的血管分布，了解肿瘤的性质和观察肿瘤对于放射治疗和/或化疗后的反应。
一、灌注成像的原理、技术及相关序列核医学对局部组织血流灌注成像的研究较早，CT、MRI灌注技术为近年来发展较为迅速的成像方法。
1．CT灌注CT灌注（CT perfusion）技术最早由Miles于1991年提出，并先后对肝、脾、胰、肾等腹部实质性脏器进行了CT灌注成像的动物实验和临床应用的初步探讨。
所谓CT灌注成像是指在静脉注射对比剂同时，对选定层面通过连续多次同层扫描，以获得该层面每一像素的时间－密度（time-density cur ve，TDC）曲线，其曲线反映的是对比剂在该器官中映了组浓度的变化，间接反织器官灌注量的变化。
【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。
医学影像学杂志2016年第26卷第6期J Med Imaging Vol．26No．62016·论著·磁共振灌注加权成像对脑膜瘤的诊断：不同灌注模式的对比分析苏晟1，朱建国1，徐杰1，何雯雯1，田俊1，韩晖云1，曹鹏2，武江芬2（1．南京医科大学第二附属医院放射科江苏南京210011；2．通用电气药业（上海）有限公司上海20020）【摘要】目的对比不同灌注模式下，各定量参数对脑膜瘤的诊断效能。
方法23例经手术病理确诊的脑膜瘤，术前行MＲI常规扫描和灌注检查。
灌注检查包括：动态弛豫对比增强（DCE）和动脉自旋标记（ASL）两种模式，分别在瘤体实质区和对侧镜像脑区勾画感兴趣区（ＲOI），测量DCE-MＲI定量参数：容积转运常数（Ktrans）、返流常数（Kep）、血管外细胞外间隙容积分数（Ve）、血浆容量（Vp）、血容量（BV）、血流量（BF）、平均通过时间（MTT）和达峰时间（TTP）；ASL-MＲI 定量参数：脑血容量（CBF）。
配对t检验观察瘤体实质区和镜像脑区上述参数差异性，受试者工作特征（ＲOC）曲线评估各参数对脑膜瘤的诊断效能。
结果配对t检验显示瘤区与对侧脑区灌注参数存在统计学差异，Ktrans：（0．329ʃ0．207）min-1vs．（0．003ʃ0．003）min-1（P＜0．001；Kep：（0．880ʃ0．480）min-1vs．（0．259ʃ0．246）min-1（P＜0．001；Ve：（0.421ʃ0．294）vs．（0．060ʃ0．071）（P＜0．001；Vp：（0．164ʃ0．186）vs．（0．027ʃ0．022）（P=0．001）；BV：（53.551ʃ27.499）ml/100g vs．（5．279ʃ3．870）ml/100g（P＜0．001；BF：（139．405ʃ70．771）ml/100g．min vs．（22．336ʃ21．099）ml/100g．min（P＜0．001；MTT：（0．395ʃ0．110）s vs．（0．247ʃ0．091）s（P＜0．001；TTP：（2．510ʃ0．754）s vs．（1．381ʃ0.506）s（P＜0．001；CBF：（85．300ʃ51．786）ml/100g．min vs．（42．018ʃ17．635）ml/100g．min（P=0.001）。
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。
磁共振MRI灌注成像阅片、成像方法、不同灌注图像识别、灌注成像意义及常见疾病灌
注成像
磁共振灌注成像在神经科疾病的临床工作中应用越来越广泛，对于疾病的诊断、鉴别诊断以及预后评估具有重要的意义。
磁共振灌注成像方法
概念：MRI 灌注成像是指利用磁共振快速扫描技术显示组织微血管的分布及血流灌注情况，提供组织的血流动力学信息。
目前，常用的磁共振灌注成像有三种方法：
①动态磁敏感加权对比增强灌注成像（DSC-MRI）；②磁共振动态对比增强灌注成像（DCE-MRI）；③动脉自旋标记灌注成像（ASL-MRI）。
前两者需要静脉团注射对比剂（如 Gd-DTPA），后者无需注射外源性对比剂。
现将三者的核心要点磁共振灌注成像方法对比总结：
不同灌注图像识别
临床上DCE 灌注在神经系统不常用，介绍ASL灌注与DSC灌注。
01.明确灌注成像是否注射造影剂，如果未注射造影剂，可能是ASL灌注成像；反之是另外两种灌注成像。
02.可以根据图像上的参数进行判断，如果仅有一个参数（CBF），可能是ASL灌注成像；有脑血流量（CBF），脑血容量（CBV），平均通过时间（MTT），达峰时间（TTP）等参数，是DSC灌注成像。
图 1. 仅有 1 个参数 CBF（左上角），可以判断为 ASL 灌注成像
图 2. 图中 CBF、CBV、MTT及TTP 参数（左上角），可判断为 DSC灌注成像灌注图像判断：
1）以图2 中DSC 灌注为例，图像灌注的高低可以通过伪彩图的彩阶进行评估，可与对侧正常的脑组织进行比较，判断灌注的高低。
对于 CBF 和CBV，颜色越接近图像左侧色阶的上方，灌注越高（越红），反之灌注越低（越蓝）；而对于 MTT 和TTP 来讲，颜色越接近色阶的上方，代表MTT 和TTP 延长，反之正常或缩短；
2）可以通过图像后处理软件进行定量分析。
04. 不同灌注参数代表的意义如下：
脑血流量（CBF）：代表每100 g 脑组织内每分钟的血流毫升数（单位：mL/100 g/min）；
脑血容量（CBV）：每100 g 脑组织内含血容量的多少（单位：mL/100 g）；
平均通过时间（MTT）：造影剂从颅内的动脉侧到静脉侧所需要的时间，所有通过时间的平均值（单位：s）；
达峰时间（TTP）：从造影剂到达成像脑区的主要动脉时开始，至造影剂达到最大量的时间（单位：s）；
Tmax：指造影剂可以到达所有组织的时间，代表脑组织储存血液功能到达最大值的时间，是反应组织灌注改变和脑组织梗死的敏感指标。
临床上灌注成像意义
灌注成像不同于增强扫描后图像，灌注反映的微血管灌注分布及血流灌注情况，而增强扫描反映的是血脑-屏障完整与否的情况，要将两者区分开来。
临床实际应用灌注成像病例：
01. 评估急性脑卒中灌注情况。
灌注成像除了能够能够发现责任
病灶，更重要的是对「组织窗」的判断。
例 1. 患者50 岁，醒后卒中（图3）。
图 3. 示 DWI 与 PWI 无不匹配区域，无缺血半暗带根据灌注图及各参数的升高或降低分析，可以判断脑缺血的功能是否可以再修复（表2）。
表 2. 不同脑缺血功能区的参数对比
目前CT灌注和MRI灌注评估多采用经典阈值法（表3）。
表 3. CT 灌注和 MRI 灌注评估采用的经典阈值法
02. 灌注成像用于疾病的鉴别诊断
例2. MELAS 与急性脑梗死影像学比较（图4），两者在T2WI、DWI 和ADC 上表现很类似；但MELAS 表现为明显高灌注（皮层为主）；急性脑梗死表现为明显低灌注，灌注成像对于鉴别两者具有重要意义。
图 4. MELAS（上排）（发病后 2 天 MRI）和急性脑梗死（下排）（发病后 1 天MRI）
例 3. 胶质母细胞瘤和肿瘤样脱髓鞘病变影像学比较（图5），两者在T2WI 和增强扫描上表现很类似；但胶质母细胞瘤表现为明显高灌注，肿块样脱髓鞘假瘤表现为低灌注，灌注成像对于鉴别两者具有重要意义。
图 5. 胶质母细胞瘤（上排）和肿瘤样脱髓鞘病变（下排）例 4. 曲霉菌性肉芽肿（图6）。
图 6. A：T2WI 上右侧颞叶见团块状等及稍高信号，周围可见大片状水肿影，病变占位效应明显，中线结构向左侧偏移；B：T1WI 增强扫描病变明显强化；
C：ASL 灌注成像病变成等灌注，借此可与高级别胶质瘤和转移瘤鉴别
03. 灌注成像用于治疗效果的评估
例 5. 患者17 岁男性，诊断为单纯疱疹病毒性脑炎（图7）。
连续随访3D-pCASL 灌注成像显示受累区分别在第11 天（D）、
24 天（H）、30 天（L）发生动态变化（黑色箭头）。
在有效的治疗干预下患者病情明显好转。
图 7. T2WI（A，E 和 I）、T1WI（B，F 和 J）和冠状 T2 FLAIR（C，G 和 K）显示左侧颞叶和海马异常信号
临床常见疾病灌注成像
临床常见疾病灌注模式：
高灌注模式：病毒性脑炎（急性期）、急性脑卒中治疗后再灌注、线粒体脑肌病伴乳酸血症和卒中样发作（MELAS）、自身免疫性脑炎（急性期）、转移瘤、高级别胶质瘤、动脉瘤、动静脉畸形、癫痫发作（发作期）等。
低灌注模式：急性脑卒中、克雅氏病（CJD）、淋巴瘤、炎性脱髓鞘（如炎性假瘤）、低级别胶质瘤、脑脓肿（有时脓肿壁可以表现为稍高灌注）、癫痫发作（发作间期）等。
灌注多变：可逆性脑后部综合征（PRES）。
低级别少突胶质瘤（1p/19q 杂合子共缺失）尽管是低级别胶质瘤可表现为高灌注；淋巴瘤和炎性脱髓鞘假瘤治疗后也可表现为高灌注。
以上灌注的模式为临床常见的模式，适合绝大多数情况。
磁共振灌注成像（PWI）作为磁共振的功能成像，对于一些疾病的诊断、鉴别诊断和治疗评估具有重要意义。
