胶质瘤磁共振灌注成像的原理和评价指标。

　　胶质瘤磁共振灌注成像的原理和评价指标。

　　使用外源性钆对比剂灌注MRI

　　当前，临床上对胶质瘤微血管通透性的定量评价主要采用动态增强MRI(DCEMRI)和动态磁敏对比MRI(DSCMRI)两种方法。MRI以T1信号变化为基础评估微血管通透性。用GdDTPA等团注外源性钆对比剂，动态分析对比剂从血管内渗透到血管外细胞外间隙(EES)的分布情况，利用时间信号曲线动态分析对比剂从血管内渗透到EES的信号变化，拟合药物动力学模型，从而得到血管通透性的定量参数，如体积转移常数(Ktrans)、血管外体积分数(ve)、血浆体积分数(vp)等。

　　MRI是一种动态的方法，它通过对颅内第一次血管循环时对灌注参数如T2/T2信号的影响进行分析，以获取脑血容量(CBV)和脑血流量(CBF)等灌注参数，但由于存在的对比剂外渗进入EES现象，往往造成CBV低于真实值。为了解决这一问题，Boxerman等人采用线性拟合的方法，预测对比剂外泄引起T1信号的变化，然后在数据处理中根据预测结果消除T1效应的干扰，并引入反映对比剂外渗程度的新参数K2。两种药物都是通过对比剂外渗进入EES的计算得到的，两者都能直接反映肿瘤微血管通透性的程度。但是K2的计算是基于一个简单的假设，即正常组织和肿瘤组织的平均通过时间(MTT)相等，与实际情况不符，Bjornerud等采用了MTT不敏感的MRI序列，可以同时纠正对比剂外渗引起的T1和T2/T2干扰效应，纠正K2存在的问题，并引入参数Kα来评价微血管通透性。

　　无对比剂的MRI灌注。

　　不像在MRI中注入外源对比剂，非对比剂注入MR成像是利用磁场改变血液中水分子的磁化向量，使之成为“内源对比剂”。用血流中带磁化标签的水分子在微血管内外的迁移情况来评价微血管通透性。因无对比剂灌注MRI不将外源性对比剂引入体内，安全性高，患者可接受性好，且可重复操作，逐渐成为近年来的研究热点。通常使用的非对比剂灌注MRI包括动脉自旋标记(ASL)、体素内不相干运动(IVIM)和化学交换饱和转移(CEST)成像技术。

　　ASL

　　神经生理学状态下，BBB只能让水分子通过扩散途径，没有内皮细胞的渗透途径，水分子通过速度受到限制。根据这个特点，利用ASL结合扩散加权成像，根据扩散速度的不同，区分在不同空间(即在血管中扩散较快，在BBB处扩散较慢)的水分子，计算慢扩散时，血管中标记物的水分子与组织中水分子的交换系数，可以反映微血管的通透性。Sliva等发现，1997年的扩散敏感ASL等研究可以提高灌注成像结果的准确性。ASL概念是由StLawrence等人提出的，并被用于测量微血管的通透性。常规ASL认为血管和组织中水分子的弛豫率相等，但这与实际情况不一致，而扩散加权ASL则根据它们之间的区别和弛豫速度来区分弛豫速度，从而解决了这个问题。

　　IVIM

　　利比汉在1986年提出了IVIM成像，它主要包括生物体内微血管内水分子的自由扩散和微循环灌注两种运动，从而可以分别测量微血管内的扩散运动和血液灌注。这些参数包括：纯扩散系数(D)，表示水分子的扩散运动，即慢扩散运动；假扩散系数(D)，表示由体内微循环引起的扩散运动，即快扩散运动；以及灌注分数(f)，表示快速扩散所占百分比。IVIM是一种MRI技术，它本身具有扩散和灌注加权的优点，而不需要使用对比剂。仅允许渗透的BBB水分子渗入，显示了IVIM在胶质瘤微血管评价中的巨大潜力。IVIM算法不仅能较好地识别扩散速度快的水分子，而且能避免扩散加权序列在扩散加权ASL中产生的额外实验误差，简化操作步骤。

　　CEST

　　与ASL和IVIM不同的是，CEST是通过氢质子饱和转移作用间接作用于水分子的，而IVIM是直接作用于水分子的。“CEST”现象是指在特定环境中，通过化学交换，两种不同物质之间的质子可以被转移，也就是说，质子可以从一种处于饱和状态的物质转移到另一种未饱和物质。利用MRI偏共振饱和脉冲，预饱和特定的CEST比剂，通过化学交换将氢质子传递给周围水分子，从而改变水分子的磁化方向。

　　CEST反差剂可分为内源性反差剂和外源性反差剂两类，但目前评价微血管通透性的主要是内源性反差剂。在这些研究中，葡萄糖被用于CEST成像，也称为动态葡萄糖增强MR成像(DGEMRI)。