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峙藩
7 years ago
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1 硕士研究生学位论文论文题目 : 急性脑出血的磁共振成像研究姓名 : 郎宁学号 : 学院 : 北京大学第三医院专业 : 影像医学与核医学研究方向 : 临床技能训练与研究导师 : 韩鸿宾研究员副导师 : 刘玉花副主任医师完成时间 : 二六年三月

3 急性脑出血的磁共振成像研究 : 目录目录中文摘要英文摘要前言英文缩略词表正文.11 第一部分应用磁共振扰相梯度双回波鉴别急性脑出血和钙化的定量研究.11 第二部分急性颅内出血的 MRI 诊断价值研究与序列优化.22 论文小结文献综述致谢个人简历. 47

4 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要急性脑出血的磁共振成像研究硕士研究生郎宁导师韩鸿宾副导师刘玉花北京大学第三医院放射科第一部分 : 应用磁共振扰相梯度双回波鉴别急性脑出血和钙化的定量研究目的研究磁共振扰相梯度回波鉴别急性脑实质内出血和钙化的定量指标, 总结急性脑出血在双回波 T2* 加权像上影像表现, 探讨其影像学表现的产生机制材料与方法以 CT 作为金标准, 对已确诊急性脑出血的 8 例 13 个病灶 (A 组 ) 和颅内钙化 5 例 14 个病灶 (B 组 ) 进行磁共振 FLASH T2 双回波 (TE=15/35ms) 检查总结其 MR 表现比较两组病例不同 TE 情况下 MR 图像上低信号区面积面积增大率以及两组病例不同相位编码方向情况下,MR 低信号区的前后径与左右径结果钙化和出血病灶在双回波上低信号区域面积增大率差异有显著性 (P<0.01), 急性脑出血病灶的低信号区面积增大率 (0.44,0.34~ 0.49) 明显大于钙化灶的增大率 (0.11,-0.06~0.09) TE=15ms 出血灶和钙化灶以及 TE=35ms 钙化灶低信号区的前后径和左右径在改变相位编码方向时差异无显著性 (P>0.05) TE=35ms 时, 出血灶低信号区前后径 ( 左右径 ) 在相位编码方向为前后 ( 左右 ) 时比相位编码方向为左右 ( 前后 ) 时增大 (P<0.05) 结论依据扰相梯度 T2* 双回波图像上低信号区域面积增大率 ( 面积法 ) 和低信号区前后径和左右径在不同相位编码方向上的变化情况 ( 径线法 ) 可以鉴别急性脑出血和钙化, 定量鉴别的物理基础为出血与钙化的磁感应性不同, 以及由此而产生的其与正常脑组织之间的磁感应性差异不同关键词扰相梯度回波 ; 脑出血 ; 钙化 ; 磁共振成像 - 1 -

5 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要第二部分 : 急性颅内出血的 MRI 诊断价值研究与序列优化目的分析急性颅内出血敏感 MR 序列的征象, 明确急性颅内出血 MRI 诊断的最佳序列组合, 探讨脑外伤中风等急性颅脑损伤 MRI 一站式诊断的可行性材料与方法对 40 例颅内出血病例进行 FLAIR GRE-T2*WI EPI-T2*WI 序列扫描, 对不同类型颅内出血敏感序列的征象进行总结, 比较 FLAIR GRE-T2*WI 序列组合与 CT 对颅内出血诊断的差异结果脑实质内出血在 GRE-T2*WI 上表现为片状均质低信号或是低信号区内混杂点状高信号,FLAIR 上表现为片状高信号 ; 蛛网膜下腔出血在 GRE-T2*WI 上表现为沿脑沟分布的低信号, 在 FLAIR 上表现为沿脑沟分布的高信号带 ; 本组病例中 2 例硬膜下出血在 GRE-T2*WI 上无明显阳性发现, 在 FLAIR 上表现为清晰可见的颅骨下方条形高信号 ; 硬膜外出血在 GRE-T2*WI 上表现为颅骨下方梭形的等信号, 与脑实质之间有不规则的低信号区相隔,FLAIR 可见梭形高信号 GRE-T2*WI FLAIR 序列组合与 CT 对颅内出血的诊断价值的差异有显著性意义 (P< 0.05), GRE-T2*WI 和 FLAIR 序列组合诊断敏感性高于 CT 结论 GRE-T2*WI 和 FLAIR 序列组合可以准确诊断不同类型的急性颅内出血, 实现脑外伤和中风的一站式诊断关键词序列 ; 颅内出血 ; 磁共振成像 - 2 -

6 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要 MRI study of acute cerebral hemorrhage MD candidate: Ning Lang Supervisor: Hong-bin Han, Yu-hua Liu Department of Radiology, Peking University Third Hospital Abstract Part one Quantitative study of differential diagnosis between acute cerebral hemorrhage and calcification by using spoiled GRE T2 dural echo MRI Purpose To define the quantitative criterion of the differential diagnosis between acute cerebral hemorrhage and calcification by using FLASH T2 dual echo magnetic resonance imaging. Materials and Methods FLASH T2 dual echo imaging with TE of 15ms and 35ms was performed in 8 cases(13 lesions, Group A) of acute cerebral hematoma and 5 cases(14 lesions, Group B) of calcification. The final diagnosis of each case was proved by CT which was taken as golden standard. The measurement was performed under the chosen window width and center. The ratio of the dark area at different TE values was compared between group A and B, and the anterior-posterior (A-P) and the right-left (R-L) diameter of the dark area under different phase encoding directions was also measured and compared between the two groups. Results The enlargement ratio of the dark area at different TE values was statistically different between group A and B (P<0.01), and the mean value of group A (0.44, ) was greater than group B(0.11, ).The A-P or L-R diameter under different - 3 -

7 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要 phase-encoding direction was not changed significantly in group A with TE of 15ms and group B with both TE values( P>0.05), while The diameter under different phase-encoding direction was significantly different in group A with TE of 35 ms (P<0.05). Conclusion The quantitatively differential diagnosis between acute cerebral hematoma and calcification was available by the ratio of dark area at different TE values, or by the changes of A-P/L-R diameter under different phase-encoding directions. The susceptibility difference between hematoma and the brain parenchyma should be greater than that between calcification and the brain parenchyma, which should be the biophysical basis for the quantitative differential diagnosis. Key words T2 dual echo; Cerebral hematoma;calcification;magnetic resonance imaging - 4 -

8 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要 Part two Diagnostic value and sequences optimization of magnetic resonance imaging in acute intracranial hemorrhage Purpose To analyse manifestations of different types of acute intracranial hemorrhage on hemorrhage-sensitive MR sequences, define the optimal sequence group for acute intracranial hemorrhage, and to discuss the feasibility of one-stop shopping imaging modality of cranial trauma and stroke. Materials and Methods FLAIR, GRE-T2*WI, and EPI-T2*WI were performed in 40 cases of acute intracranial hemorrhage. The manifestations of different types of acute intracranial hemorrhage on hemorrhage-sensitive MR sequences were summarized, and the diagnosis value between MR sequence group(flair and GRE-T2*WI) and CT was compared. Results Parenchymal hemarrhage appeared as homogeneous patchy hypointensity or inhomogeneous hypointensity with punctate hyperintensity on GRE-T2*WI, and patchy hypointensity on FLAIR. Subarachnoid hemorrhage appeared as sulcal hypointensity on GRE-T2*WI but hyperintensity on FLAIR. Two cases of subdural hemorrhage appeared normal on GRE-T2*WI but obviously as band-like hyperintensity under the skull on FLAIR. Epidural hemorrhage appeared as fusiform isointensity under the skull and there was irregular hypointensity area between the brain parenchyma and the hemotoma, and fusiform hyperintensity on FLAIR. The difference between diagnosis value of the MR sequence group(flair and GRE-T2*WI) and that of CT was significant(p<0.05), with the sensitivity of MR higher than that of CT. Conclusion The exact diagnosis of different type of acute intracranial - 5 -

9 急性脑出血的磁共振成像研究 : 摘要 hemorrhage could be made by MR sequence group(flair and GRE-T2*WI) which enables the one-stop shopping imaging of cranial trauma and stroke. Key Words Sequence; Intracerebral hemorrhage; Magnetic resonance imaging - 6 -

10 急性脑出血的磁共振成像研究 : 前言前言急性脑出血是严重威胁人类健康的疾病之一, 具有高发病率高死亡率高致残率及高复发率的特点对于急性脑出血的全面评估包括出血的类型时间以及出血的原因目前扩散加权像是急性缺血性中风早期诊断的主要方法, 但急性缺血灶和出血灶在扩散加权像上可能都呈高信号, 部分病例鉴别诊断困难 ( 图 1) 在脑炎 ( 图 2) 出血性脑梗塞均出现多发的点状低信号, 临床无法证实, 早期 CT 也不能显示, 结合病理推测这些低信号是出血的表现这些是让我们关注脑出血 MR 表现的最初动力图 1 图 1-1 扩散加权成像显示左颞顶部大片状高信号影, 与脑缺血表现类似图 1-2 梯度回波显示左颞顶部片状低信号 CT 证实为左颞顶部脑出血图 2 梯度回波显示脑炎患者右侧大片高信号区内多发点状低信号在过去, 常规 CT 检查被认为是评估急性脑出血的首选方法但是, 7

11 急性脑出血的磁共振成像研究 : 前言愈来愈多的研究结果表明, 对于探测不同类型的颅内出血, 通过合理地应用 MR 扫描技术,MR 的价值与 CT 相当或者比 CT 更敏感, 尤其是在出血原因的评估出血与缺血性中风的鉴别中风的一站式检查方面,MR 的价值要明显优于 CT 但是, 脑出血的磁共振表现与脑出血的类型血肿演变的不同时期以及不同成像序列密切相关, 表现十分复杂, 以往单纯的 T1 和 T2 加权像检查容易造成误诊和漏诊, 尤其是急性脑出血一般认为,T2* 加权成像对脑出血最为敏感, 但是, 关于诊断不同类型脑出血的最佳 MR 序列或序列组合国内尚未见相关报道, 国外相关文献也较少,MR 诊断急性脑出血还远不能成为临床常规另外,MR 对于颅内钙化的诊断一直是一个盲区, 而 CT 对于出血和钙化的鉴别也是单纯依靠 CT 值的不同, 病灶较小时容易误诊理论上讲, 钙化与出血磁感应性的不同是我们在 MR 对二者进行鉴别的最初假设物质的磁性分为三类 : 顺磁性逆磁性和铁磁性成对的电子产生和环境磁场相反的局部磁场, 这种使局部磁场减小的物质为逆磁性物质在无磁场作用的时候没有磁场, 而可以使环境磁场增强的物质称为顺磁性物质钙化组织内部氢质子相对较少, 而逆磁性的作用, 会导致邻近磁场的场强下降, 因此, 表现为缩短 T1 效应急性出血和血肿形成表现为顺磁性作用形成的局部磁场梯度的效果表现为信号下降, 尤其在梯度回波时最重逆磁性物质顺磁性物质铁磁性物质图 2 物质的磁性本研究的研究内容主要包括两部分, 首先总结急性脑出血和颅内钙化病例 MR FLASH T2* 双回波表现, 定量研究双回波病灶低信号部 8

12 急性脑出血的磁共振成像研究 : 前言分面积变化规律, 并且对急性脑出血在 T2* 加权像上的影像表现机制进行探讨, 寻求最为简便快速准确鉴别出血和钙化的方法在此基础上, 选择相应的敏感序列对不同类型的脑出血进行检查, 比较不同序列与序列组合对各种类型颅脑出血的诊断价值, 明确急性颅内出血 MRI 诊断的最佳序列以及 MR 诊断出血的优缺点, 探讨脑外伤中风等急性颅脑损伤 MRI 一站式诊断的可行性 9

13 急性脑出血的磁共振成像研究 : 英文缩略词表英文缩略词表 ADC Apparent diffusion coefficient 表观扩散系数 CT Computed tomography 计算机断层成像 DWI Diffusion-weighted imaging 扩散加权成像 EPI Echo planar imaging 平面回波成像 FLAIR Fluid-attenuated inversion recovery 流动衰减翻转恢复 FLASH fast low angle shot gradient echo 快速小角度激发梯度回波 GRE Gradient-recalled echo 梯度回波 MRI Magnetic resonance imaging 磁共振成像 PWI Perfusion-weighted imaging 灌注加权成像 SWI Susceptibility weighted imaging 顺磁敏感性成像 SE Spin echo 自旋回波 TE Echo time 回波时间 TR Repeat time 重复时间 T 1 WI T 1 -weighted imaging T 1 加权成像 T 2 WI T 2 -weighted imaging T 2 加权成像 10

14 急性脑出血的磁共振成像研究 : 正文第一部分第一部分 : 应用磁共振扰相梯度双回波鉴别急性脑出血和钙化的定量研究近些年来,MRI 检查可以取代 CT 诊断早期脑出血已被多数学者证实 [1], 且 MRI 可以提供比 CT 更加全面的信息, 但是在常规 MR 序列中急性脑出血和钙化的影像表现非常容易混淆, 其鉴别问题一直困扰临床二者在常规 SE 序列 T1 加权像上, 都可呈等或略高信号, 而在 T2 加权像上都可呈等或稍高信号, 尽管 Gupta 等应用校正梯度回波相位成像 (corrected gradient echo phase imaging) 可以鉴别出血和钙化 [2], 但是 MR 相位图在理解和临床应用上不够方便, 至今鉴别诊断还是主要依靠 CT 本文总结急性脑出血和颅内钙化病例 MR FLASH T2 双回波表现, 定量研究双回波病灶低信号部分面积变化规律, 并且对急性脑出血在 T2 加权像上的影像表现机制进行探讨, 寻求最为简便快速准确鉴别出血和钙化的方法, 为实现脑卒中的一站式检查, 节省宝贵治疗决策时间奠定基础材料与方法 1.1 病例情况及分组急性脑出血 8 例, 其中男 5 例, 女 3 例, 年龄最大 82 岁, 最小 46 岁, 平均年龄 69 岁脑出血病例共 13 个病灶, 均位于脑实质内, 设为 A 组其中 3 个病灶位于小脑半球,10 个病灶位于基底节区颅内钙化 5 例, 其中男 2 例, 女 3 例, 年龄最大 82 岁, 最小 39 岁, 平均年龄 60 岁共 14 个病灶, 设为 B 组, 其中正常基底节区钙化 2 例 3 个病灶, 脉络丛钙化 1 例 2 个病灶, 代谢性疾病 ( 甲状旁腺功能减低 )1 例 6 个病灶, 肿瘤内钙化 2 例 2 个病灶, 大脑镰钙化 1 例 1 个病灶所有病灶均经过头颅 CT 检查证实出血病例 CT 检查和 MRI 检查相隔不超过 15 分钟 1.2 MR 设备 Siemens Sonata 1.5T 超导型 MR 机 11

15 急性脑出血的磁共振成像研究 : 正文第一部分 1.3 具体序列参数及方法 FLASH T2 双回波扫描,TE=15/35ms, TR=500ms,FOV mm, 矩阵 , 翻转角 20º, 层厚 5mm, 层间距 1mm 相位编码方向前到后 (A- P) 右到左 (R- L) 分别进行扫描扫描时间为 35 秒本研究中的标准窗宽窗位如表 1 所示表 1 本研究中的标准窗宽窗位幕上 TE=15ms 幕上 TE=35ms 幕下 TE=15ms 幕下 TE=35ms 窗宽窗位窗宽窗位窗宽窗位窗宽窗位观察指标与统计方法对每一个病例病灶中两种图像中的低信号部分面积进行测定, 计算 TE=35ms 相对于 TE=15ms 病灶低信号区域面积的增大率测量方法见表 2 所示表 2 测量方法 TE=15ms TE=35ms 脑出血病例 A1 A2 颅内钙化病例 B1 B2 计算 : 脑出血病灶低信号区面积增大率 α=[ A2- A1]/ A1 100% 钙化病灶低信号区面积增大率 β=[ B2- B1]/ B1 100% 每一个出血和钙化病灶两种 TE 值相位编码方向为 AP 和 RL 时, 分别均测量低信号区沿 AP 的最大径 ( 前后径 ) 和 RL 方向的最大径 ( 左右径 ) 统计应用 SPSS 11.5 软件进行配对 t 检验结果 2.1 出血和钙化在 MRI FLASH T2 双回波上的征象 ( 图 1,2) 急性脑出血 : 本组 8 例 13 个病灶, 其中 3 个基底节区和 1 个小脑半球病灶 ( Aa 组 ), 面积较小 (<0.8cm), 显示为片状低信号病灶, 边缘清晰 12

16 急性脑出血的磁共振成像研究 : 正文第一部分在 TE 为 15ms 时, 中央混杂点状或条状较高信号,TE 为 35ms 时, 中央表现为均匀低信号其余 6 个病灶面积较大 (>2.5cm,Ab 组 ), 表现为低信号环征象, 环内低信号表现为均质或点状片状混杂信号钙化 : 本组 5 例 14 个病灶在 TE=15ms 及 TE=35ms 均呈均质低信号, 与周围脑组织分界清楚不同 TE 值出血和钙化的变化情况出血灶 Aa 组随着 TE 值的延长低信号面积增大, 中央混杂的较高信号灶减小或消失 Ab 组随着 TE 值的延长, 低信号环面积增大钙化灶在两种 TE 值时低信号区域面积变化不明显不同相位编码方向出血和钙化的变化情况改变相位编码方向, 出血病灶的低信号区前后径在相位编码方向为 A- P( 前后方向 ) 时比 R- L( 左右方向 ) 时增大, 同样, 低信号区左右径在相位编码方向为 RL 时也比 AP 时增大, 这种现象在 TE=35ms 时明显钙化病灶在改变相位编码方向时低信号区的前后径和左右径变化不明显 2.2 出血组和钙化组低信号区 TE=35ms 相对于 TE=15ms 的增大率比较见图不同相位编码方向的最大径低信号区测量 ( 见表 3-6) 表 3 A 组 :TE=15ms AP 相位编码方向 RL 增大率前后径 0.82(0.65~2.57) 0.79(0.62~2.44) 0.05(0.00~0.14) 左右径 1.13(0.46~2.86) 1.15(0.50~2.86) 0.05(0.00~0.11) 注 : 秩和检验, 左右径和前后径在相位编码方向为 AP 及 RL 时差异均无显著性 (P>0.05), 统计量 U= , W= , P>0.05 表 4 A 组 :TE=35ms AP 相位编码方向 RL 增大率 13

TrueFISP TrueFISP

TrueFISP 2005 5 1 2 3 4 5 6 7 14 15 23 24 TrueFISP 25 32 TrueFISP 33 35 36 37 42 43 49 50 51 52 TrueFISP TrueFISP T1WI-FLASH DESS FSE-PDWI TrueFISP 10 6 4 21 40 28.5 SNR CNRc/f CNRc/f CNReff CNRc/f SNR