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        大腦中動(dòng)脈原位血栓磁共振成像多序列評(píng)估與信號(hào)解讀

        2022-06-11 01:46:38李琳琳吳娛倩張英魁
        中國卒中雜志 2022年5期
        關(guān)鍵詞:順磁性原位大腦

        李琳琳,吳娛倩,張英魁

        原位血栓形成是導(dǎo)致血管狹窄或閉塞進(jìn)而導(dǎo)致缺血性卒中的原因之一。原位血栓可能是由于血管內(nèi)膜損傷、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成或者凝血狀態(tài)異常等導(dǎo)致凝血系統(tǒng)被激活,在此基礎(chǔ)上導(dǎo)致血小板或者紅細(xì)胞聚集形成[1]。根據(jù)血栓構(gòu)成成分可分為以血小板為主的白色血栓或者以紅細(xì)胞為主的紅色血栓。實(shí)際上在一個(gè)原位血栓中可能同時(shí)存在兩種不同成分的血栓[2]。原位血栓從本質(zhì)上可以理解為位于血管腔內(nèi)的血腫,這與腦出血時(shí)所形成的組織中的血腫有很多相似之處。隨著血栓內(nèi)紅細(xì)胞及其內(nèi)血紅蛋白的不斷演變,血栓所表達(dá)出來的信號(hào)也是多種多樣的。同一成像序列在血栓的不同時(shí)期或者同一時(shí)期的血栓在不同的成像序列都可以表現(xiàn)為不同的信號(hào)改變[3]。如果能夠理解產(chǎn)生這些信號(hào)變化的成像機(jī)制,就能更好地明確原位血栓的存在以及血栓所處的時(shí)期。在CT成像時(shí)急性期血栓可以表現(xiàn)為高密度[4],這是因?yàn)槠鋬?nèi)血紅蛋白具有更高的X線吸收系數(shù)。那么在MRI檢查時(shí)原位血栓具有怎樣的信號(hào)改變?本文和大家分享1例大腦中動(dòng)脈原位血栓形成的病例,通過對(duì)不同序列信號(hào)的解讀分析探討MRI對(duì)于明確原位血栓形成及其分期的重要價(jià)值。

        1 病例介紹

        患者男性,43歲,因突發(fā)左側(cè)肢體活動(dòng)不利就診,CT及MRI檢查明確為右側(cè)基底節(jié)區(qū)腦梗死。經(jīng)過臨床靜脈溶栓治療后2 d,左側(cè)肢體活動(dòng)不利未見明顯減輕,來本中心進(jìn)行MRI多模態(tài)評(píng)估,MRI常規(guī)序列、DWI、TOF MRA、ASL MRA、高分辨率管壁成像(highresolution magnetic resonance vessel wall imaging,HR-VWI)、SWI序列影像檢查結(jié)果見圖1~圖5。

        圖1 大腦中動(dòng)脈原位血栓MRI常規(guī)序列的影像表現(xiàn)

        圖2 大腦中動(dòng)脈原位血栓DWI成像及ADC的影像表現(xiàn)

        圖3 大腦中動(dòng)脈原位血栓TOF MRA和ASL MRA的影像表現(xiàn)

        圖4 大腦中動(dòng)脈原位血栓HR-VWI的影像表現(xiàn)

        影像所見信號(hào)解讀:該病例中右側(cè)大腦中動(dòng)脈所形成的原位血栓在不同的成像序列中具有不同的影像表現(xiàn),每一種影像表現(xiàn)都從不同維度顯示病變的組成成分及其對(duì)相應(yīng)序列弛豫機(jī)制及最后信號(hào)的影響。通過對(duì)這些錯(cuò)綜復(fù)雜的信號(hào)表現(xiàn)進(jìn)行整合分析,可以更好地理解病變的性質(zhì)、成分,而對(duì)信號(hào)整理分析的過程也是對(duì)MRI原理的一次梳理過程。

        MPRAGE:磁化準(zhǔn)備容積成像梯度回波序列,其對(duì)比度為T1加權(quán)對(duì)比。該序列顯示右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段呈高信號(hào),而左側(cè)大腦中動(dòng)脈則呈低信號(hào)改變。通常情況下流動(dòng)的血液會(huì)因?yàn)榱骺斩实托盘?hào)表現(xiàn),所以右側(cè)大腦中動(dòng)脈的高信號(hào)提示其內(nèi)血液呈靜止?fàn)顟B(tài)且具有一定的順磁性效應(yīng)[5]。這提示有動(dòng)脈內(nèi)血栓形成,且根據(jù)信號(hào)改變推斷為富含紅細(xì)胞的紅色血栓,因?yàn)門1WI已經(jīng)表現(xiàn)為高信號(hào),又提示其內(nèi)存在高鐵血紅蛋白。當(dāng)血栓內(nèi)紅細(xì)胞中的亞鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)化為高鐵血紅蛋白后會(huì)導(dǎo)致通常情況下包繞血紅蛋白的肽鏈結(jié)構(gòu)被破壞,這樣具有順磁性效應(yīng)的高鐵離子才能與鄰近水分子之間的距離<0.3 nm并從而產(chǎn)生縮短T1弛豫時(shí)間的效應(yīng)。腦實(shí)質(zhì)內(nèi)出血一旦在T1WI上出現(xiàn)高信號(hào),提示出血至少已經(jīng)進(jìn)入亞急性期。所以,該病例血管內(nèi)血栓T1WI的高信號(hào)改變也提示血栓形成具有較長的時(shí)長了。

        Ax T2WI:在該圖像上右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段呈稍高信號(hào)改變,而左側(cè)大腦中動(dòng)脈則因?yàn)檠毫骺粘实托盘?hào)。右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段在T2WI呈稍高信號(hào)有兩點(diǎn)提示意義:其一,其內(nèi)的血流呈靜止?fàn)顟B(tài)意味著血栓形成;其二,T2WI呈稍高信號(hào)提示血栓內(nèi)存在紅細(xì)胞膜破壞,具有順磁性效應(yīng)的高鐵血紅蛋白等較均勻地分布于血栓內(nèi),因此這些順磁性物質(zhì)對(duì)T2弛豫的影響減弱或消失。紅細(xì)胞膜破壞提示該血栓至少進(jìn)入亞急性晚期。

        Cube T2FLAIR:該序列上右側(cè)大腦中動(dòng)脈見高信號(hào)鑄型,進(jìn)一步證明其內(nèi)血栓形成。同時(shí)結(jié)合該序列信號(hào)改變提示血栓內(nèi)紅細(xì)胞膜破壞,血栓處于較晚時(shí)期。FLAIR序列由反轉(zhuǎn)模塊和成像主序列兩部分構(gòu)成,其中,反轉(zhuǎn)模塊更多反映的是組織之間的T1弛豫對(duì)比,組織或病變的T1弛豫越快,意味著在成像主序列進(jìn)行信號(hào)激發(fā)時(shí)其具有更高的瞬間縱向磁化矢量,這是產(chǎn)生高信號(hào)的基礎(chǔ);而該序列信號(hào)采集模塊又通過參數(shù)設(shè)置突出T2對(duì)比權(quán)重,所以,當(dāng)病變存在明顯的局部磁場不均勻時(shí)病變可以表現(xiàn)為低信號(hào)。該病例病變在Cube T2FLAIR序列表現(xiàn)為高信號(hào)血管鑄型,也提示血栓時(shí)程較長。

        Ax DWI成像及其ADC圖:右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段在b=1000的DWI表現(xiàn)為高信號(hào),這更加明確右側(cè)大腦中動(dòng)脈內(nèi)血栓形成[6-7]。流動(dòng)的血液在很低b值擴(kuò)散加權(quán)梯度時(shí)也會(huì)表現(xiàn)為低信號(hào),利用這一點(diǎn)有些廠商開發(fā)了流動(dòng)敏感黑血成像。在b=1000時(shí)血流信號(hào)為高信號(hào)提示血流靜止,同時(shí)也提示可能存在一定程度的擴(kuò)散受限;在b=0的擴(kuò)散本底圖像中右側(cè)大腦中動(dòng)脈呈稍高信號(hào)改變,提示相應(yīng)血栓內(nèi)順磁性物質(zhì)分布較均勻,因此缺乏明顯的縮短T2弛豫的效應(yīng),也支持血栓進(jìn)入亞急性晚期的判斷。ADC圖提示右側(cè)大腦中動(dòng)脈呈低信號(hào)改變,說明存在一定程度的擴(kuò)散受限效應(yīng)。

        TOF MRA和ASL MRA:這里展示的是兩種不同血管成像技術(shù)的病變表現(xiàn)與診斷價(jià)值。在TOF MRA時(shí)右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段呈稍高信號(hào)改變,其內(nèi)混雜有低信號(hào)改變;左側(cè)大腦中動(dòng)脈則呈較高信號(hào)改變。這里需要特別注意,此時(shí)右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段的高信號(hào)可能并非是由血液流入增強(qiáng)效應(yīng)所致,也就是此時(shí)的稍高信號(hào)不代表右側(cè)大腦中動(dòng)脈內(nèi)仍有血液流動(dòng),而是因?yàn)門OF MRA從序列對(duì)比而言具有更明顯的T1加權(quán)對(duì)比。結(jié)合前面的序列圖像可知該高信號(hào)是由于血栓內(nèi)的順磁性物質(zhì)具有一定的縮短T1弛豫時(shí)間的效應(yīng),因此導(dǎo)致TOF MRA顯示右側(cè)大腦中動(dòng)脈表現(xiàn)為較弱的高信號(hào)。相比之下,左側(cè)大腦中動(dòng)脈的高信號(hào)是由于血液流動(dòng)所產(chǎn)生的流入增強(qiáng)效應(yīng)所致。在使用TOF MRA這個(gè)序列時(shí)一定要清楚地了解其成像原理,同時(shí)需要牢記其背景抑制是通過快速的射頻激勵(lì)所產(chǎn)生的飽和效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。雖然靜止的血栓理論上在快速射頻激勵(lì)過程中會(huì)被一定程度的飽和,但是因?yàn)檠ㄖ芯哂懈哞F血紅蛋白順磁性物質(zhì)存在,T1弛豫時(shí)間明顯縮短,這就與周圍正常組織形成了T1弛豫差別,因此在TOF MRA時(shí)血栓表現(xiàn)為稍高的信號(hào)。這種稍高的信號(hào)很容易與血流引起的流入增強(qiáng)相混淆,這時(shí)要綜合考慮各個(gè)序列上病變的信號(hào)改變。與TOF MRA相對(duì)比,ASL MRA是通過標(biāo)記組和非標(biāo)記組進(jìn)行減影來實(shí)現(xiàn)背景抑制的,因此,在ASL MRA時(shí)靜止的組織成分會(huì)被徹底減掉。所以,ASL MRA更有利于鑒別TOF MRA上的高信號(hào)是靜止的血液還是流動(dòng)的血液。TOF MRA與ASL MRA的對(duì)比顯示,TOF MRA顯示稍高信號(hào)的右側(cè)大腦中動(dòng)脈影在ASL MRA上完全未顯示,因此更加支持TOF MRA中稍高信號(hào)改變的右側(cè)大腦中動(dòng)脈實(shí)際上是其內(nèi)的血栓成分所致。將TOF MRA和ASL MRA兩個(gè)技術(shù)相結(jié)合能夠更好地明確動(dòng)脈內(nèi)血栓形成。對(duì)于MRA技術(shù),臨床需要建立起“動(dòng)”與“靜”的辯證思考能力,從對(duì)立統(tǒng)一的觀點(diǎn)出發(fā)才能更加深入地理解每項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)以及其重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。需要牢記,非對(duì)比劑MRA從本質(zhì)上看屬于血流成像,其所反映的不是血管的解剖路徑,而是活體狀態(tài)下的血流狀態(tài)。TOF MRA與ASL MRA在成像過程中蘊(yùn)含著血流“動(dòng)”與“靜”的錯(cuò)綜復(fù)雜轉(zhuǎn)化,需深入思考方可解讀得入木三分。

        HR-VWI:本病例采用的HR-VWI是基于較長回波鏈和可變翻轉(zhuǎn)角的Cube T1序列。流動(dòng)的血液可以產(chǎn)生明顯的流空信號(hào),從而可以更清晰地顯示血管管壁結(jié)構(gòu),有利于明確管壁有無斑塊或夾層,而管腔內(nèi)所形成的原位血栓因?yàn)楹许槾判晕镔|(zhì),在該序列上表現(xiàn)為明顯的高信號(hào)。左側(cè)大腦中動(dòng)脈則表現(xiàn)為明確的流空現(xiàn)象。通過HR-VWI可以進(jìn)一步明確血管腔內(nèi)血栓形成,同時(shí)根據(jù)其信號(hào)表現(xiàn)也可幫助分析血栓所處的時(shí)期。

        SWI:動(dòng)脈內(nèi)血栓形成或靜脈內(nèi)血栓形成在某種程度都與腦出血所形成的血腫有類似的演變過程。隨著其內(nèi)血紅蛋白和細(xì)胞膜的變化,血栓的信號(hào)會(huì)發(fā)生一系列錯(cuò)綜復(fù)雜的變化。但在血栓形成不久血栓內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)脫氧血紅蛋白,脫氧血紅蛋白中的亞鐵離子具有很強(qiáng)的順磁性效應(yīng)[8-9]。脫氧血紅蛋白進(jìn)一步演變成含有三價(jià)鐵離子的高鐵血紅蛋白。血紅蛋白不斷演變最終轉(zhuǎn)化為含鐵血黃素。只要有順磁性物質(zhì)存在,在SWI就能顯示為相應(yīng)的信號(hào)減低。所以對(duì)于血栓形成這一類病變,SWI具有很重要的診斷價(jià)值。這里的SWAN圖像顯示右側(cè)大腦中動(dòng)脈可見稍高信號(hào),周圍有低信號(hào)包繞,這一征象對(duì)于明確血栓診斷以及血栓長度都至關(guān)重要。同時(shí)需要注意,SWI本質(zhì)上是基于梯度回波序列的成像,具有一定的流入增強(qiáng)效應(yīng)。在GE磁共振設(shè)備采用的SWAN序列是一個(gè)多回波梯度回波序列,因?yàn)楂@得的圖像未經(jīng)過相位蒙片相乘,所以該序列具有更強(qiáng)的流入增強(qiáng)效應(yīng)。本病例SWI圖像顯示右側(cè)大腦中動(dòng)脈水平段被低信號(hào)環(huán)繞,而左側(cè)大腦中動(dòng)脈因?yàn)榱魅朐鰪?qiáng)效應(yīng)表現(xiàn)為高信號(hào)。

        2 討論

        本文通過1例大腦中動(dòng)脈原位血栓形成多模態(tài)MRI信號(hào)解讀分析來明確血栓診斷和評(píng)估。在解讀這些信號(hào)中需要了解必要的MRI原理,同時(shí)要將不同序列之間的影像學(xué)表現(xiàn)相互融合。不同序列的對(duì)比分析更有利于診斷和鑒別診斷。出血在MRI中信號(hào)表現(xiàn)更復(fù)雜,而且隨著時(shí)間的演變,信號(hào)也在不斷變化,這給MRI使用者帶來很多困惑。但事實(shí)上,如果能夠從血紅蛋白、紅細(xì)胞膜等幾個(gè)維度去深入探索信號(hào)改變的背后機(jī)制,就能更好地理解出血信號(hào)改變與出血時(shí)期之間的關(guān)系。血栓形成在一定程度上可以理解為血管內(nèi)的血腫病變[10-11],因此其信號(hào)改變與腦出血血腫相似。只有深入理解每個(gè)信號(hào)表現(xiàn)的背后機(jī)制才能更好地理解血栓成分及其演變進(jìn)程。

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