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神经系统的影像学欢迎各位参加神经系统影像学专题课程神经影像学已成为现代神经科学与临床实践不可或缺的组成部分,通过各种先进成像技术,我们能够非侵入性地观察大脑和脊髓的结构与功能本课程将系统介绍神经影像学的基本原理、技术方法及其在各类神经系统疾病诊断中的应用从基础解剖到先进技术,从常见疾病到疑难病例,全面提升您的神经影像学诊断水平希望通过这门课程,各位能够掌握神经影像学的基本理论与实践技能,为临床工作提供有力支持神经影像学历史回顾射线时代X1896年,伦琴发现X射线,开启了神经影像学的先河脑血管造影技术于1927年由葡萄牙神经学家埃加斯·莫尼兹发明,为神经血管疾病诊断提供了可能革命CT1972年,豪斯菲尔德发明了电子计算机断层扫描(CT),首次实现了对颅内软组织的清晰显示,荣获诺贝尔医学奖CT技术迅速普及,成为神经系统检查的基础手段时代MRI1977年,首台人体磁共振成像(MRI)设备问世,其无辐射、软组织分辨率高的特点使其成为神经影像的核心技术1990年代功能性磁共振(fMRI)的出现进一步扩展了神经功能研究领域分子影像进展正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机断层扫描(SPECT)技术的应用,使神经代谢和受体研究成为可能,为神经退行性疾病和精神疾病研究提供了新工具神经系统解剖总览中枢神经系统周围神经系统中枢神经系统主要由脑和脊髓组成,是人体神经活动的指挥周围神经系统包括脑神经和脊神经及其分支,是连接中枢神中心大脑分为左右两个半球,每个半球又分为额叶、顶经系统与身体其他部位的网络12对脑神经从脑干发出,叶、颞叶和枕叶脑干连接大脑与脊髓,包括中脑、脑桥和支配头颈部的感觉和运动功能31对脊神经从脊髓发出,延髓小脑位于脑干后方,主要负责运动协调形成复杂的神经丛和分支网络脊髓从延髓下端延伸至腰椎上段,是传导感觉和运动信息的周围神经系统还包括自主神经系统,分为交感和副交感神经主要通路,同时也是脊髓反射的中枢系统,控制内脏器官功能和应激反应影像学检查对周围神经系统评估具有重要价值脑部基本解剖结构额叶顶叶枕叶位于前颅窝内,前部为额位于中央沟后至顶枕沟之位于大脑半球最后部,负责骨,下部为眶板和蝶骨小间,负责躯体感觉信息处视觉信息处理枕叶皮质包翼,后部以中央沟为界主理、空间感知和整合多种感含视觉投射区(V1)和视要功能包括运动控制、语言觉输入顶叶损伤可能导致觉联合区,损伤可导致各种表达(优势半球)、执行功感觉异常、空间忽略和失用视觉障碍,包括皮质盲、视能、决策和情绪调节症野缺损和视觉识别困难颞叶位于大脑侧面,外侧裂下方,主要功能包括听觉处理、语言理解(优势半球)、视觉记忆和情绪处理内侧颞叶结构,如海马和杏仁核,与记忆和情绪密切相关脑室系统和脑脊液脑脊液生成与循环主要由脉络丛产生,每日约500ml四个脑室系统侧脑室、第三脑室、第四脑室连通循环途径脑室系统→蛛网膜下腔→静脉窦保护与代谢功能缓冲保护和代谢废物清除脑脊液系统在颅内压调节中起着至关重要的作用正常情况下,脑脊液生成与吸收保持平衡,维持正常颅内压脑室系统包括两个侧脑室(左右各一)、第三脑室和第四脑室,通过室间孔和中脑水管相互连通在影像学检查中,T2加权像上脑脊液呈高信号,可清晰显示脑室系统形态脑室扩大可能提示脑萎缩或脑积水,而脑室变形可能与肿瘤或其他占位性病变有关脊髓与脊神经基本结构脊髓分段脊髓长约45厘米,从枕骨大孔至L1-2椎体水平,分为颈、胸、腰、骶、尾段31对脊神经包括8对颈神经、12对胸神经、5对腰神经、5对骶神经和1对尾神经神经根组成每个脊神经由前根(运动)和后根(感觉)组成,经椎间孔离开椎管在MRI横断面上,脊髓灰质呈H或蝴蝶形,周围为白质,再外为脊髓脊膜神经丛形成脊神经离开椎管后形成复杂的神经丛臂丛(C5-T1)、腰丛(L1-L4)和骶丛(L4-S4)这些神经丛发出的主要外周神经支配上下肢的感觉与运动功能影像学显示MRI是显示脊髓结构的最佳方法,T1序列可显示解剖结构,T2序列对病变敏感脊髓横断面积约为椎管横断面积的40%水平扫描对椎间盘病变评估尤为重要颅骨与脑膜解剖颅骨结构脑膜层次颅骨由8块颅骨(额骨、脑膜自外向内分为硬脑两顶骨、两颞骨、枕骨、膜、蛛网膜和软脑膜三蝶骨和筛骨)和14块面层硬脑膜最外层,形成骨组成颅底分为前、硬膜窦和硬膜隔蛛网膜中、后三个颅窝,对应不与软脑膜之间的蛛网膜下同脑部结构颅骨在CT腔内充满脑脊液,蛛网膜上呈高密度,而MRI上呈下出血时血液即积聚于此低信号处关键扫描断面颅脑成像常用轴位(横断面)、冠状位和矢状位三种断面轴位扫描基于眶外耳线(OM线),对脑干、基底核区观察有利;冠状位垂直于轴位,适合鞍区、颅底观察;矢状位平行于矢状平面,适合中线结构评估神经系统常见影像学方法神经系统影像学检查方法多样,各具特点计算机断层扫描(CT)基于X射线衰减原理,对急性出血、骨折和钙化敏感,检查快速,但软组织分辨率有限磁共振成像(MRI)利用质子在磁场中的共振原理,软组织分辨率极高,多序列成像可满足不同诊断需求数字减影血管造影(DSA)是评估脑血管的金标准,但为侵入性检查功能性影像学如PET/SPECT可评估代谢和受体分布超声和经颅多普勒适用于特定人群如新生儿和血流动力学评估选择适当的检查方法对疾病诊断至关重要颅脑成像基础CT扫描技术原理值与密度关系CT CTCT利用X射线围绕人体旋转扫CT值以水为参考(0HU),气体描,通过计算机处理获取组织密约为-1000HU,骨质约为度信息并重建成像现代螺旋CT+1000HU正常脑实质约为30-可在短时间内完成全脑扫描,大40HU,灰质略高于白质;脑脊液幅提高了分辨率和扫描速度,减约为0-15HU;急性出血约为60-少了运动伪影90HU;钙化100HU这种密度差异是CT诊断的基础扫描方案与适应症颅脑平扫轴位是基本扫描方式,主要沿OM线进行增强扫描通过静脉注射碘对比剂提高病灶检出率CTA及灌注成像可显示血管及血流灌注情况CT对急性颅脑损伤、出血、骨折及大部分肿瘤均有良好显示颅脑成像基础MRI序列类型脑组织信号特点主要应用T1加权像灰质<白质,脑脊液低信解剖结构显示,增强扫描号首选T2加权像灰质>白质,脑脊液高信病变检出敏感,水肿显示号明显FLAIR序列抑制脑脊液信号,病变高脑白质病变、皮层下病变信号检出DWI序列水分子扩散受限区高信号急性脑梗死、高细胞密度病变SWI序列对顺磁性物质敏感微出血、血管畸形、钙化检出颅脑MRI是神经系统疾病诊断的核心技术,通过多种序列成像提供丰富的组织对比信息常规MRI检查包括T1WI、T2WI、FLAIR和DWI序列,各序列信号特点与临床应用各不相同造影剂(钆剂)通过静脉注射增强病灶显示,但需注意肾功能不全患者使用风险血管成像技术数字减影血管造影血管造影DSA CTCTA传统金标准X射线造影技术•动态实时显示血流•扫描速度快•空间分辨率最高•对钙化敏感•可进行介入治疗•需静脉注射碘造影剂•侵入性操作,有并发症风险•辐射暴露超声多普勒血管造影MR MRA实时血流评估无辐射血管显示•便捷、无创、低成本•无需造影剂TOF技术•可提供血流动力学信息•无辐射暴露•操作者依赖性强•对缓慢血流敏感性差•受骨窗限制•金属植入物可能限制使用功能性()简介MRI fMRI效应基本原理临床应用价值BOLD功能性MRI(fMRI)主要基于血氧水平依赖(BOLD)效在临床上,fMRI主要用于术前脑功能区定位,特别是运动应,利用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白磁性差异检测脑区活区、语言区和视觉区的定位,帮助神经外科手术规划,最大动当神经元活动增加时,局部血流增加,氧合血红蛋白含限度保留患者功能对于靠近功能区的肿瘤手术尤为重要量相对升高,产生可检测的信号变化fMRI具有无创、无辐射、空间分辨率高等优点,已成为研典型的fMRI任务包括手指运动(运动区定位)、语言命名究脑功能定位、神经网络连接的重要工具典型空间分辨率(语言区定位)和视觉刺激(视觉区定位)等除任务态为2-3mm,时间分辨率为数秒外,静息态fMRI能评估脑网络功能连接,在神经精神疾病研究中具有重要价值与在神经影像中的应用PET SPECT葡萄糖代谢成像18F-FDG PET是最常用的PET显像方法,反映脑组织葡萄糖代谢状况在阿尔茨海默病中,颞顶叶皮层代谢减低;前颞叶痴呆则表现为前颞叶代谢下降;帕金森病相关痴呆可见广泛皮层代谢减低FDG-PET在早期诊断神经退行性疾病具有重要价值淀粉样蛋白显像11C-PIB和18F标记的淀粉样蛋白示踪剂可特异性结合阿尔茨海默病中的β-淀粉样蛋白沉积,为早期诊断和药物评估提供分子水平的影像学证据阳性显像表现为广泛皮层摄取增高,与灰质分布一致脑灌注SPECT使用99mTc-HMPAO或99mTc-ECD示踪剂评估脑血流灌注发作间期检查可显示癫痫灶区灌注减低,而发作期检查则显示灶区灌注增高此方法对于难治性癫痫的灶定位具有特殊价值,常与脑电图和MRI结合使用,提高诊断准确率神经超声基础新生儿颅脑超声通过前囟门窗口观察脑室系统和脑实质经颅多普勒评估颅内大血管血流动力学状况周围神经超声高频探头检查神经肿大、连续性和内部回声超声在神经系统检查中具有独特优势,包括无创、可随床检查、实时动态观察和无辐射等特点新生儿颅脑超声利用开放的前囟门作为声窗,常规检查冠状面和矢状面,可有效检出脑室内出血、脑室扩大和脑实质异常等经颅多普勒超声(TCD)主要用于脑血管痉挛、颅内压增高、脑血管反应性评估和微栓子监测等周围神经超声近年发展迅速,可清晰显示神经的内部结构,在神经卡压和创伤评估中有重要价值临床应用中应注意超声检查操作者依赖性强的特点神经系统疾病的影像分类40%血管性病变占神经影像诊断的最大比例25%肿瘤性病变原发和转移性颅内肿瘤15%炎症感染急慢性感染和自身免疫性疾病20%变性与其他包括先天、代谢和创伤等病变神经系统疾病根据病理生理机制可分为多种类型,各类疾病在影像学上有其特征性表现血管性疾病包括缺血性卒中和出血性卒中,CT和MRI、DWI序列是首选检查方法肿瘤类疾病以原发或转移性颅内肿瘤为主,MRI增强扫描及特殊序列可提供重要诊断信息炎症感染性疾病包括脑炎、脑膜炎、脓肿等,常需结合临床和实验室检查进行综合诊断退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等,MRI和功能性影像是主要检查手段创伤、先天畸形和代谢性疾病各有其特征性影像表现,掌握这些特点有助于快速准确诊断脑血管意外(卒中)的影像学缺血性卒中出血性卒中缺血性卒中占所有卒中的约80%,主要由动脉粥样硬化、心出血性卒中主要包括脑实质出血和蛛网膜下腔出血高血压源性栓塞和小血管病变引起急性期CT常表现为早期缺血性脑出血多发生在基底节区、丘脑、小脑和脑桥CT是急征象密度减低、灰白质分界不清、皮层沟回模糊和高密度性脑出血首选检查,表现为高密度影,周围水肿呈低密度血管征而DWI是急性缺血最敏感的检查方法,表现为高信MRI上急性期出血在T1WI上呈等或低信号,T2WI上为低信号,可在症状出现后数分钟内显示号CT或MR血管成像可评估大血管狭窄或闭塞,灌注成像可显随着时间推移,出血信号特点发生变化亚急性期T1WI逐示缺血半暗带,对急性治疗决策至关重要慢性期缺血灶表渐呈高信号;慢性期形成脑血肿腔,周围含铁血黄素沉积现为局部脑实质体积减小,并伴有继发性脑室扩大蛛网膜下腔出血在CT上表现为脑池、裂隙内高密度影,主要由动脉瘤或动静脉畸形破裂引起缺血性脑卒中表现CT/MRI超早期(小时)0-6CT多数病例可能无明显异常,约1/3可见早期缺血征象如密度减低、岛叶带征、灰白质分界不清等MRI DWI显示高信号(受限扩散),ADC图低信号,T2WI和FLAIR可能仍正常急性期(小时)6-72CT低密度区更加明显,边界更清晰,可出现占位效应MRI DWI继续呈高信号,T2WI和FLAIR开始显示高信号,可出现皮质水肿和脑沟回消失此期可见明显的灌注异常亚急性期(天)3-14CT低密度更显著,边界清晰,占位效应达到高峰后开始减轻MRI病灶在各序列均呈高信号,DWI信号开始降低,T2WI和FLAIR保持高信号可能出现出血性转化慢性期(天)14CT软化灶形成,密度进一步降低,边界清晰,脑实质体积减小MRI病灶呈类似CSF信号,T1WI低信号,T2WI高信号梗死区可出现腔隙形成,邻近脑室可代偿性扩大脑出血的影像诊断T1WI信号T2WI信号CT值HU动静脉畸形与动脉瘤脑动脉瘤脑动静脉畸形海绵状血管瘤脑动脉瘤是指脑动脉壁局部扩张形成的囊状或梭形脑动静脉畸形(AVM)是先天性血管发育异常,海绵状血管瘤是由扩张的血管腔组成的低流速血管异常结构,好发于Willis环及其主要分支典型部由异常团块(巢、供血动脉和引流静脉组成,缺畸形,无正常脑组织介入,易反复出血最常见于位包括前交通动脉、后交通动脉、大脑中动脉分叉乏毛细血管网,可引起脑出血、癫痫和神经功能缺脑干和基底节区,可为散发性或家族性处和基底动脉尖端破裂时可引起蛛网膜下腔出损•MRI典型的爆米花或桑葚状改变,T2WI血•MRI表现为盐和胡椒或蛇头样改变,可呈混杂信号,周围低信号环(含铁血黄素沉•DSA金标准检查,可显示动脉瘤大小、形见流空信号积)态、颈部宽窄及与周围血管关系•DSA可清晰显示供血动脉、巢和引流静•SWI对小病灶最敏感,可显示更多CT或常规•CTA检出率高,可三维重建,对3mm动脉脉,是制定治疗方案的关键检查MRI未见的病灶瘤敏感性95%•CTA/MRA可显示主要血管结构,但对小血•DSA通常不显影或仅见轻微染色•MRA无辐射,无需造影剂,但空间分辨率稍管显示不如DSA逊于CTA颅内肿瘤影像学基础位置特点肿瘤位置提供重要诊断线索脑膜瘤附着于硬脑膜;胶质瘤位于脑实质内;转移瘤多位于皮质下;垂体腺瘤位于鞍区;听神经瘤位于脑桥小脑角区;室管膜瘤多位于脑室内信号特点不同肿瘤信号强度各异T1WI上大多数肿瘤呈等低信号;T2WI上多呈高信号;FLAIR上实质性肿瘤呈高信号,囊性成分可呈低信号;DWI上高细胞密度肿瘤(如淋巴瘤)呈高信号;SWI可显示肿瘤出血和钙化增强模式增强模式反映肿瘤血管特性与血脑屏障状态环形强化多见于高级别胶质瘤和转移瘤;均匀强化典型见于脑膜瘤;结节样强化可见于低级别胶质瘤;无明显强化多见于表皮样囊肿、脑囊虫病等继发改变肿瘤周围水肿、坏死、出血、囊变、钙化和占位效应等继发改变也是重要鉴别特征高级别胶质瘤和转移瘤常伴明显水肿;脑膜瘤常伴钙化;高级别胶质瘤常伴坏死;血管母细胞瘤易出血;颅咽管瘤常伴囊变和钙化胶质瘤的影像表现MRI胶质母细胞瘤星形细胞瘤少突胶质细胞瘤室管膜瘤其他胶质瘤脑膜瘤典型影像典型部位增强特点脑膜瘤起源于蛛网膜颗粒细胞,多位于大脑凸面、大脑镰旁、蝶骨脑膜瘤的标志性特征是均匀明显强化和硬脑膜尾征由于肿瘤血嵴、鞍结节、嗅沟和小脑幕等硬脑膜附近额颞部、大脑镰旁和蝶供丰富,增强扫描后多呈明显均匀强化,而硬脑膜尾征表现为肿骨嵴脑膜瘤最为常见位置特点是脑膜瘤最重要的诊断线索之一瘤基底部邻近硬脑膜线性增强,是诊断脑膜瘤的重要征象继发改变信号特点脑膜瘤可伴有多种继发改变,包括钙化、囊变、出血和骨质改变典型脑膜瘤在CT上呈等或高密度,在MRI上T1WI呈等信号,T2WI等约20-30%的脑膜瘤可见钙化;相邻颅骨可出现骨质增生(常呈等或稍高信号特殊类型如富含脂肪的脑膜瘤在T1WI上可呈高信见)或骨质破坏(少见,多见于恶性脑膜瘤);周围脑水肿程度变号;富含血管的可出现流空血管影;纤维性脑膜瘤在T2WI上可呈低异较大,与肿瘤大小不一定成正比信号DWI上通常不显示明显的扩散受限脑转移瘤影像学特征多发性分布环形强化特点脑转移瘤通常呈多发性(约70%),增强扫描是脑转移瘤诊断的关键,典特别是肺癌、乳腺癌和黑色素瘤典型表现为环形强化,即中心坏死区无型分布于皮质-白质交界处,这与血行强化,周围实性成分呈环形强化环播散和血管分布特点有关但也可表形强化一般比原发性胶质瘤更规则、现为单发病灶,需与原发性脑肿瘤鉴更光滑黑色素瘤转移瘤因含有黑色别素,在T1WI上可呈特征性高信号原发灶搜寻明显周围水肿一旦诊断脑转移瘤,需进行全身检查转移瘤常伴有与肿瘤体积不成比例的寻找原发病灶肺癌、乳腺癌、结直明显周围水肿,呈手指状向周围延肠癌、肾癌和黑色素瘤是最常见的脑伸水肿在T2WI和FLAIR序列上呈高转移来源有时脑转移瘤可能是原发信号,程度通常超过肿瘤本身大小数肿瘤的首发表现,称为原发灶不明的倍,这与肿瘤分泌的血管生成和渗透转移瘤因子有关垂体区、鞍区肿瘤垂体腺瘤垂体腺瘤是鞍区最常见的肿瘤,可分为微腺瘤(10mm)和大腺瘤(≥10mm)在MRI上,微腺瘤多表现为垂体内低信号结节,增强后正常垂体组织强化而肿瘤相对低信号(减影效应)大腺瘤可向鞍上、鞍旁或蝶窦方向生长,视交叉受压可导致视野缺损功能性腺瘤有特定激素分泌,如催乳素瘤、生长激素瘤等颅咽管瘤颅咽管瘤起源于Rathke囊残余,多位于鞍上区,常呈囊实性,囊液常含高蛋白或胆固醇结晶,可在T1WI上呈高信号钙化是其特征性表现,CT显示更佳有腺齿型和鳞状乳头型两种病理类型,前者多见于儿童,囊性和钙化更明显;后者多见于成人,实性成分更多增强后实性部分明显强化裂囊肿RathkeRathke裂囊肿是一种良性发育性囊肿,通常位于垂体前叶和后叶之间MRI表现多样,取决于囊内内容物,T1WI可呈低、等或高信号,T2WI多呈高信号典型特征是不强化或仅囊壁轻度强化,无实性成分大多数无症状,偶然发现,但较大者可压迫周围结构引起症状脑部感染性疾病影像学脑膜炎脑膜增厚、脑沟增强,脑脊液异常脑炎2脑实质异常信号,常见病毒性原因脑脓肿环形强化,DWI高信号,周围水肿特殊感染结核、真菌、寄生虫等特异表现脑部感染性疾病种类繁多,临床表现和影像学特征各不相同脑膜炎在MRI增强扫描上可见脑膜异常强化,病毒性脑膜炎强化轻微,细菌性脑膜炎强化明显严重时可并发静脉窦血栓形成、脑水肿和脑积水FLAIR序列可显示蛛网膜下腔异常信号,是评估脑膜炎的敏感序列病毒性脑炎(如单纯疱疹病毒脑炎)常累及颞叶内侧,在FLAIR和T2WI上呈不对称性高信号,典型单翼蝴蝶样改变脑脓肿初期为脑炎,后期形成脓肿,典型表现为环形强化病灶,中心坏死区在DWI上呈明显高信号(受限扩散),这是区别于肿瘤的重要特征特殊感染如结核性脑膜炎、神经梅毒和真菌感染等具有特征性表现,需结合临床进行诊断脑脓肿表现MRI发病机制与分期关键特征MRI脑脓肿是颅内局限性化脓性感染,常由邻近感染(如中耳脑脓肿的MRI表现具有明显特征典型表现为环形强化病炎、鼻窦炎)、远处感染灶血源性播散或开放性颅脑外伤、灶,中心坏死区T1WI低信号,T2WI高信号环形强化壁神经外科手术后引起发展过程分为四期脑炎期、早期脑多为规则、光滑、薄壁,内环整齐MR波谱可检测到乳酸脓肿形成期、晚期脓肿期和包膜期盐、氨基酸和脂质峰,而NAA和肌酸峰降低主要致病菌包括需氧菌(链球菌、金葡菌)和厌氧菌(消化脑脓肿最具特征性的表现是DWI高信号(扩散受限),链球菌、脆弱类杆菌等)多数为混合感染脓肿好发于额ADC图低信号,这与脓液中高细胞密度和高黏稠度有关,叶、颞叶和顶叶,可为单发或多发是区别于肿瘤坏死区的关键点SWI序列可显示脓腔边缘双层征,FLAIR序列能更好地显示周围水肿神经系统结核及机会性感染中枢神经系统结核结核性脑膜炎表现为基底池脑膜明显增强,可伴随脑积水、脑梗死和脑神经病变结核瘤呈结节或环形病灶,T2WI上常有靶征,增强后病灶及周围水肿明显强化脊髓结核可表现为硬膜外脓肿或椎体结核真菌感染隐球菌性脑膜炎常见基底池明胶样假囊肿;侵袭性曲霉菌主要侵犯血管,导致感染性血栓形成和出血性梗死;毛霉菌多经鼻窦侵入眼眶和颅内AIDS患者中隐球菌感染较常见,表现为脑膜增强和多发囊性病灶寄生虫感染神经囊虫病是颅内最常见的寄生虫病,典型表现为多发小囊性病灶,囊内可见小结节(虫头),呈葡萄串样分布囊死后出现小结节,周围水肿,边缘强化弓形虫脑病多见于免疫抑制患者,表现为多发环形强化病灶机会性病毒感染巨细胞病毒脑炎多见于AIDS患者,表现为脑室周围T2WI高信号,可伴点状强化进行性多灶性白质脑病(PML)由JC病毒引起,表现为皮质下白质不规则T2WI高信号病灶,无明显强化和占位效应脑变性疾病影像神经退行性疾病影像学表现主要为特定模式的脑萎缩和代谢改变阿尔茨海默病早期表现为内侧颞叶(特别是海马)萎缩,后期累及顶叶、颞叶和额叶,表现为脑沟增宽、脑回变窄、灰质体积减少FDG-PET显示颞顶叶代谢减低,淀粉样蛋白PET可显示淀粉样蛋白沉积β帕金森病经典MRI表现为黑质致密部T2WI低信号减低,弥散张量成像可显示黑质纤维连接改变额颞叶痴呆表现为前颞叶不对称性萎缩;皮质基底节变性表现为不对称性顶叶萎缩;进行性核上性麻痹可见中脑萎缩(蜂鸟征)功能性影像如SPECT和PET在早期诊断和鉴别诊断中起重要作用,DTI和rs-fMRI等新技术进一步提高了诊断准确性多发性硬化影像学诊断典型分布特点时间分散性脊髓受累特点多发性硬化(MS)病灶具有特MS的诊断需要病灶时间和空间约80%的MS患者合并脊髓病征性分布好发于脑室周围白分散性新发病灶表现为变,常表现为颈髓小分节椭圆质(特别是侧脑室周围),称T2WI/FLAIR高信号,可能增形高信号,垂直长度不超过2个为Dawson指状突;胼胝体强;活动性病灶呈环形或结节椎体,横断面积不超过半个脊也是常见累及部位,表现为胼状强化;陈旧性病灶无强化,髓,常位于脊髓外周,这有助胝体纤维垂直方向的小病灶;可形成黑洞(T1WI低信于与视神经脊髓炎(NMO)鉴此外,皮质下白质、脑干(特号)同一患者可同时存在不别,后者脊髓病变常累及3个及别是桥脑)、小脑脚和视神经同时期病灶,反映疾病的时间以上椎体也常受累分散性首选检查序列FLAIR序列是显示脑内MS病灶的最敏感序列,特别是脑室周围病灶;DWI可显示急性期病灶扩散受限;SWI可显示慢性病灶静脉中心;T1+Gd序列可显示活动性病灶强化;DIR(双重反转恢复)序列对皮质和皮质下病灶敏感颅脑损伤影像学急性出血硬膜外、硬膜下、蛛网膜下腔出血脑实质损伤2脑挫裂伤、弥漫性轴索损伤颅骨和颅底骨折线性骨折、凹陷骨折、复合骨折迟发性并发症脑水肿、脑疝、脑梗死、继发性出血CT是颅脑损伤首选检查方法,可迅速评估急性出血和骨折急性硬膜外血肿呈双凸镜形高密度影,多继发于颞部线性骨折;急性硬膜下血肿呈新月形高密度影,可覆盖整个大脑半球;蛛网膜下腔出血表现为脑池、脑沟内高密度影随时间推移,血肿密度逐渐降低,慢性硬膜下血肿在CT上呈低密度脑挫裂伤多位于额、颞叶尖端和颞极,表现为不规则高低密度混杂影;弥漫性轴索损伤(DAI)是严重加速-减速损伤结果,常发生在灰白质交界处、胼胝体和脑干,MRI(特别是SWI序列)显示优于CT;颅底骨折可导致气体、血液进入鼻窦或乳突气房,伴有脑脊液漏时可引起气颅MRI对评估非出血性轴索损伤和晚期并发症更为敏感脑积水及相关疾病脑积水分类影像学表现脑积水是指脑脊液在脑室系统异常积聚,导致脑室扩大按病脑积水的影像学表现主要为脑室系统扩大,额角圆钝,侧脑室理生理可分为体部扩大,第三脑室和第四脑室可能扩大不同类型脑积水有特征性表现
1.阻塞性脑积水由于脑脊液循环通路受阻,如中脑水管狭窄、脑室内或脑室周围肿瘤、蛛网膜囊肿等表现为阻塞部•Evans指数侧脑室前角最大宽度与同水平颅骨内板间最大位近端脑室扩大,远端正常宽度比值,
0.3提示脑室扩大
2.交通性脑积水脑脊液吸收障碍,如蛛网膜下腔出血、脑膜•急性期脑室周围可见跨脑室压力(透明隔偏移,脑实质信炎后、血管畸形等表现为全脑室系统均匀扩大号改变)
3.正常压力脑积水(NPH)表现为脑室扩大但颅内压正常,•慢性期脑室壁光滑,脑沟回可能变窄临床三联征为步态不稳、认知障碍和尿失禁•NPH脑室明显扩大但脑沟未被压平,常见高位凸顶征动态MRI脑脊液流动相位对比成像(PC-MRI)可评估脑脊液动力学,有助于鉴别诊断和手术方案选择脑积水与脑萎缩的鉴别重点是观察脑沟回是否变窄脊髓病变影像基础脊髓肿瘤脊髓炎症脱髓鞘病变/脊髓肿瘤按位置可分为髓内、髓外硬脱髓鞘病变如多发性硬化(MS)脊膜内和硬膜外肿瘤髓内肿瘤以星形髓受累表现为短节段(<2椎体)小细胞瘤和室管膜瘤最常见,表现为脊灶性病变,位于脊髓外周;视神经脊髓局部膨大,T2WI高信号,增强多髓炎(NMO)表现为长节段(≥3椎不均匀;髓外硬膜内肿瘤以神经鞘瘤体)中央性病变,横断面积大;急性和脑膜瘤最常见,表现为哑铃形或横贯性脊髓炎表现为长节段T2WI高沙漏形生长;硬膜外肿瘤多为转移信号,增强明显;传染性脊髓炎常伴瘤,常伴椎体破坏脑膜强化和脓肿形成脊髓血管性病变脊髓梗死多发生在前脊髓动脉供血区,表现为眼镜蛇征(横断面前角呈高信号);脊髓动静脉畸形/瘘可导致脊髓静脉淤血性水肿,表现为长节段T2WI高信号,可见流空血管影;脊髓出血在急性期T1WI可为高信号,T2WI为低信号,对确定出血部位和程度很重要常见脊髓肿瘤类型60%20%神经鞘瘤室管膜瘤髓外硬膜内最常见肿瘤最常见的髓内肿瘤15%5%星形细胞瘤其他类型第二常见髓内肿瘤包括血管母细胞瘤等神经鞘瘤是脊髓最常见的原发性肿瘤,起源于神经根鞘,多位于髓外硬膜内,常呈哑铃形生长,椎间孔扩大MRI上T1WI多为等或低信号,T2WI高信号,较大肿瘤可见囊变、出血和钙化增强后明显均匀强化,中心可见不规则不强化区脊膜瘤也常见于髓外硬膜内,多沿背侧硬脑膜附着,与脊髓呈钝角,增强后明显均匀强化,可见硬脑膜尾征室管膜瘤是最常见的髓内肿瘤,好发于颈髓和颈髓膨大,常伴有囊肿和瘤内出血,肿瘤边界清晰,增强明显特征性表现包括靶征(T2WI示中心低信号,周围高信号)和血红素沉积(T2WI低信号)星形细胞瘤边界不清,多累及多个椎体节段,肿瘤内可见囊变和坏死,边界模糊,增强不均匀其他少见的髓内肿瘤包括血管母细胞瘤、血管网状细胞瘤和转移瘤等脊髓脱髓鞘病变类型病变长度横断面累及好发部位增强特点多发性硬化短节段(2椎局部、不完全颈胸段交界处可见斑点状或(MS)体)环形强化视神经脊髓炎长节段(≥3椎中央灰质区,颈胸髓中央或环形强(NMO)体)50%化急性横贯性脊长节段(≥3椎完全横断性胸髓弥漫性或环形髓炎体)强化急性播散性脑多节段、不连大片不规则分布广泛强化明显,边脊髓炎续界模糊脊髓脱髓鞘病变是一组侵犯中枢神经系统髓鞘的疾病,MRI是首选的影像学检查方法MRI平扫基本序列包括T1WI、T2WI和STIR,其中T2WI和STIR对病变最敏感,增强扫描有助于评估活动性病变多发性硬化(MS)脊髓病变多为短节段(小于2个椎体高度),位于脊髓外周,常呈楔形或不规则形,累及白质,横断面积小于1/2脊髓视神经脊髓炎(NMO)特点是长节段(≥3个椎体高度)、中央性病变,横断面呈H形,累及大部分脊髓横断面(50%),主要侵犯灰质急性横贯性脊髓炎表现为急性或亚急性发作的完全性或不完全性脊髓功能障碍,MRI上表现为长节段T2WI高信号,可伴脊髓肿胀和增强上述疾病的鉴别诊断主要依靠临床表现、病变形态特征、病变分布和辅助检查(如抗AQP4抗体、寡克隆带等)周围神经系统影像学超声检查神经成像常见病变表现MR超声是周围神经评估的首选检查方法,因MR神经成像(MRN)是评估复杂神经病神经病变在MRI上多表现为信号改变,急其高分辨率(可达
0.1mm)、实时动态观变的重要工具,特别是臂丛和腰骶丛等深性神经损伤表现为神经肿胀和T2WI高信察、无辐射和成本低廉等优势高频线阵部结构T2加权脂肪抑制序列(STIR或号;慢性神经损伤可见神经萎缩和周围脂探头(12-18MHz)可清晰显示神经内部Dixon)可显示神经信号改变和水肿;弥肪浸润;神经卡压如腕管综合征表现为神筋膜结构和束状外观正常神经呈低回散张量成像(DTI)可定量评估神经完整经肿胀和扁平化;神经鞘瘤和神经纤维瘤声,内部可见点状高回声(神经束)病性;3D序列如SPACE、CUBE可获得高分常呈靶征(T2WI中心低信号,周围高信变神经可见肿大、连续性中断、回声改变辨率多平面重建图像正常神经呈等信号);炎性脱髓鞘性多发性神经病可见神和周围水肿等号,周围有脂肪包绕经弥漫性增粗和增强影像学辅助诊断在癫痫中的作用结构性病变识别MRI是癫痫病灶检出的主要方法,特别是难治性癫痫癫痫病灶包括海马硬化(内侧颞叶癫痫最常见原因)、皮质发育不良、神经胶质瘤、血管畸形、损伤后改变等高场强(3T)MRI、特殊序列(如FLAIR、DIR、SWI)和专门的癫痫成像方案可提高微小病灶的检出率功能区定位功能性MRI(fMRI)用于术前重要功能区定位,如语言区、运动区等,以避免手术导致功能障碍任务态fMRI可通过特定任务激活相应脑区;静息态fMRI可评估癫痫相关网络异常功能定位对接近功能区的癫痫病灶手术规划尤为重要代谢和分子影像PET和SPECT在结构性MRI阴性的癫痫患者中价值显著发作间期18F-FDG PET可显示病灶区域葡萄糖代谢减低;发作期SPECT显示病灶区域血流增加;发作间期-发作期SPECT减影(SISCOM)进一步提高病灶定位准确性MRS可检测神经代谢物(NAA、Cho、Cr等)异常,为病灶定位提供代谢信息神经系统影像学新技术超高场强多参数成像MRI7T及以上超高场强MRI提供了更同时获取多种组织特性参数的成高的信噪比和空间分辨率,使微像技术,如合成MRI和指纹小结构如海马亚区、丘脑核团和MRI,一次扫描可生成多种对比皮层层次结构清晰可见对于微序列磁化率映射(QSM)定小皮质发育不良、早期神经退行量评估组织磁化率;钠成像评估性病变和精细血管结构的显示具细胞完整性;CEST(化学交换有优势,但设备昂贵,尚未广泛饱和转移)可检测蛋白质和pH应用于临床变化这些技术提供了丰富的组织微环境信息人工智能应用深度学习算法已应用于神经影像多个方面自动分割脑结构和病灶;图像重建加速扫描速度;病变检测提高敏感性;疾病预测和分类如阿尔茨海默病早期诊断人工智能还可减少图像噪声,提高图像质量,降低辐射剂量和造影剂用量神经血管成像应用进展融合与虚拟技术血流动力学定量多模态图像融合将解剖、功能和血管时间分辨血管造影4D流量MRI可同时获取三维空间和时信息整合在一起,为神经介入和神经高分辨率血管壁成像动态四维血管成像技术(如TRICKS、间维度的血流信息,测量血流速度、外科手术提供精确导航虚拟现实传统血管成像仅显示血管腔,而血管TWIST)提供了血管动态灌注信息,流量、涡流和壁面剪切力等参数这(VR)和增强现实(AR)技术可将复壁成像可直接观察血管壁结构,评估可区分动脉期、静脉期和毛细血管些血流动力学指标有助于评估动脉瘤杂三维血管解剖可视化,提高手术规动脉粥样硬化斑块组成、炎症和出血期,评估血管畸形的供血动脉和引流破裂风险、颅内动脉狭窄血流重建和划和培训效果3D打印技术可制作个等3D黑血技术(如SPACE、静脉,指导栓塞治疗与传统DSA相旁路循环建立等ASL(动脉自旋标体化血管模型,用于术前模拟和医学VISTA)抑制血流信号,突出显示血比,这些技术无创、辐射少,造影剂记)技术无需造影剂即可定量评估脑教育管壁对于颅内动脉狭窄、动脉炎和用量减少,可反复检查血流灌注动脉瘤等疾病的病理生理评估具有重要价值脑功能区的影像定位语言功能区运动感觉区经典语言区包括额下回后部(Broca运动区位于中央前回,感觉区位于中区)和颞上回后部(Wernicke区)央后回fMRI运动定位采用手指敲fMRI语言定位常用任务语词生成击、足跺地、唇部运动等任务;感觉(激活Broca区)、语义判断和理解性定位采用相应部位触觉刺激任务运阅读(激活Wernicke区)需注意语动区定位是神经外科最常用的术前评言区变异性大,尤其是慢性病变可导估项目,可辅以DTI评估皮质脊髓束完致功能重组整性记忆区视觉区记忆功能主要涉及内侧颞叶(海马、初级视觉皮层位于枕叶内侧,视觉联海马旁回)和前额叶fMRI记忆定位合区遍布顶叶、颞叶和枕叶fMRI视采用图片编码、词汇记忆等任务内觉定位采用闪光刺激、棋盘格反相和侧颞叶手术前评估记忆功能对于预测视觉识别等任务病变累及视觉通路术后记忆损伤风险具有重要价值,特时,术前评估视觉功能区对保留视功别是颞叶癫痫手术能至关重要弥散张量成像()基础DTI皮质脊髓束弓状束胼胝体上纵束钩束其他束神经影像学质控与误区常见伪影识别2生理变异与病变区分运动伪影表现为图像模糊或鬼正常解剖变异如巨大蛛网膜下影;金属伪影导致局部信号缺失腔、宽大脑池、不对称脑室、腔和几何畸变;化学位移伪影在脂隙间隙扩大等可误认为病理改肪-水界面产生黑白边;流动伪影变;脑发育不全区可似梗死;正表现为血管内高信号或空信号;常静脉可似血管畸形;颅内钙化磁敏感伪影在磁场不均匀区域形可与出血混淆;Virchow-Robin成信号丢失了解不同伪影的成间隙扩大可似腔隙性梗死详细因和表现有助于避免误诊了解这些变异表现可避免过度诊断临床相关性评估影像发现必须结合临床评估,偶然发现如无症状性小血管病、微出血点、小型脑膜瘤等需慎重解释,避免引起不必要焦虑而急性症状如癫痫发作、突发头痛,即使常规扫描阴性,也应考虑特殊序列检查或随访复查合理解释影像发现的临床意义是放射科医师的重要责任儿童神经系统疾病影像脑发育异常儿童特发性疾病胚胎发育阶段的异常可导致各种脑发育畸形神经元增殖异小儿脑肿瘤在分布和病理类型上与成人有明显差异儿童肿常如小头畸形、巨脑畸形;神经元迁移异常如裂脑症、灰质瘤多位于幕下,常见类型包括髓母细胞瘤、室管膜瘤和脑干异位、无脑回畸形;神经元组织异常如皮质发育不良、灰质胶质瘤髓母细胞瘤典型位于小脑虫部,T1WI等低信号,异位MRI是评估脑发育异常的首选方法,特别是3D T1WI T2WI稍高信号,增强明显,常伴有脑膜播散弥漫性脑桥可清晰显示灰白质界面和皮质形态胶质瘤表现为桥脑弥漫性肿大,T2WI高信号,几乎无强化遗传代谢病多表现为白质异常信号,T2WI上呈对称性高信号,常伴有脑萎缩不同代谢病有特征性分布亚急性硬化儿童脑损伤评估需考虑非意外伤害可能,如虐待综合征可表性全脑炎表现为不对称皮层下白质异常;副黄瘤性白质营养现为硬膜下出血、脑挫裂伤和不同时期的骨折小儿脑缺血不良主要累及胼胝体痨和小脑白质;粘多糖病表现为广泛白与成人不同,常为弥漫性缺血,可导致多囊性脑软化变经质异常和脑积水颅超声是早产儿脑室内出血和脑室周围白质软化最有效的筛查方法老年神经系统疾病影像脑萎缩模式分析不同神经退行性疾病有特征性脑萎缩模式阿尔茨海默病表现为内侧颞叶(尤其是海马)和顶颞叶萎缩;额颞叶痴呆表现为前颞叶不对称性萎缩;路易体痴呆早期可无明显结构改变;血管性痴呆表现为多发腔隙性梗死和白质疏松小血管病评估老年人常见小血管病表现为多发腔隙性梗死、白质高信号、微出血和脑血管淀粉样变白质高信号(俗称白质病变)评分采用Fazekas分级轻度为点状高信号,中度为早期融合,重度为大片融合微出血多位于基底节区和皮质-白质交界处,是SWI序列上低信号点老年肿瘤特点老年人常见颅内肿瘤包括转移瘤、脑膜瘤和高级别胶质瘤转移瘤多位于灰白质交界处,多发,环形强化;高级别胶质瘤(胶质母细胞瘤)增长迅速,有明显水肿和坏死;原发性中枢神经系统淋巴瘤多位于室管膜旁区域,强化均匀,水肿轻微新生儿颅脑影像特点颅脑超声优势新生儿脑特点常见病变表现MRI超声是新生儿颅脑检查的首选方法,无需新生儿脑与成人脑信号特点不同,主要因早产儿最常见的颅内出血是生发基质-脑室镇静,可床旁实时操作,无辐射通过前为髓鞘形成不完全,水含量高正常新生内出血,超声表现为脑室周围高回声及脑囟门可观察脑室系统、脑实质和主要血管儿T1WI上基底节区和丘脑呈高信号,而皮室内血性沉积物脑室周围白质软化初期结构标准扫描平面包括冠状面(前囟门质下白质因未完全髓鞘化呈低信号,与成表现为脑室周围高回声区,后期形成囊性为窗口,探头前后摆动)和矢状面(探头人相反随着髓鞘化进程,白质在T1WI上改变缺氧缺血性脑病在足月儿多累及基左右摆动)彩色多普勒可评估脑血流情逐渐呈高信号,T2WI上逐渐呈低信号特底节和丘脑,在早产儿多累及脑室周围白况,对缺血性改变敏感殊序列如DWI和SWI对早期缺血和出血高质先天性感染如巨细胞病毒感染表现为度敏感脑室周围钙化和小头畸形神经影像临床多学科协作团队构成MDT影像引导决策神经系统多学科团队(MDT)典型包括神经放射科医师、神经内科医师、神经外科影像学检查在MDT中发挥关键作用确定医师、病理科医师、放疗科医师和肿瘤内病变性质和范围;评估治疗反应和复发情科医师等每位专科医师从不同角度评估况;指导活检取材部位;规划手术入路和患者病情,共同制定最佳诊疗方案放射范围;评估放疗和化疗效果高级影像技科医师负责提供精确的影像学诊断和定术如功能MRI、DTI和ASL等可提供更全面2位,对病变范围、性质和周围重要结构关的病变信息,帮助制定个体化治疗方案系进行描述协作效果评估案例讨论流程多项研究证实,MDT模式可显著提高诊断典型MDT讨论流程包括临床医师介绍病准确率,优化治疗决策,改善患者预后史和症状;放射科医师展示和分析影像资神经肿瘤MDT可将诊断准确率提高15-料;病理科医师提供病理诊断;各专科医20%,为25-30%的患者改变初始治疗方师讨论治疗方案;形成综合诊疗意见并记案MDT讨论也是持续医学教育的重要平录在案放射科医师需突出关键影像发台,有助于提高各专科医师的综合素质和现,使用标准化术语,明确指出影像诊断协作能力的确定性和局限性神经影像常用判读流程系统检查法多序列综合分析采用固定的系统检查法可避免不同MRI序列提供互补信息遗漏病变头颅CT/MRI判读顺T1WI最适合评估解剖结构和增序先检查外部结构(颅骨、强效果;T2WI对病变检出最敏软组织);然后评估脑膜和蛛感;FLAIR抑制脑脊液信号,突网膜下腔;依次检查脑实质出显示皮层下病变;DWI对急(灰质、白质);评估脑室系性梗死最敏感;SWI对出血和统和脑池;最后检查血管结钙化敏感综合分析各序列表构特别注意两侧对称性结构现,结合病变信号特点、形的比较,细微不对称可能提示态、分布和强化方式,可提高早期病变诊断准确性结构化报告要素标准化结构化报告包括检查信息(检查方法、序列、有无造影剂);临床信息(适应症、临床问题);影像表现(系统描述主要发现);结论(简明扼要的诊断或鉴别诊断);建议(后续检查或随访计划)报告语言应清晰准确,避免模糊表述,关键发现应突出强调神经影像学参数分析实例健康对照急性脑梗死高级别胶质瘤定量参数分析已成为神经影像学的重要组成部分,提供了超越视觉评估的客观数据表观扩散系数ADC是DWI的定量参数,反映水分子扩散情况急性脑梗死区ADC值显著降低
0.6×10⁻³mm²/s,而肿瘤性水肿和血管源性水肿ADC值升高
1.0×10⁻³mm²/s高级别胶质瘤实质部分ADC值低于低级别胶质瘤,可作为肿瘤分级参考神经系统影像学未来展望7T+超高场MRI提供微结构清晰显示
0.1mm超高分辨率接近组织学水平成像分钟5快速扫描深度学习重建加速采集95%+辅助诊断AI高准确率的病变检测神经影像学正迅速向精准化、个体化方向发展分子影像技术如淀粉样蛋白PET、Tau蛋白PET等靶向示踪剂可在病理变化早期显示蛋白异常沉积,为阿尔茨海默病等神经退行性疾病提供早期诊断工具基于深度学习的图像重建算法可大幅缩短扫描时间,降低运动伪影,提高患者舒适度人工智能技术不仅用于图像后处理和病变检测,还可以预测疾病进展和治疗反应,如利用基线MRI预测多发性硬化疾病进展和药物疗效多模态融合成像将解剖、功能、代谢和分子信息整合在一起,提供更全面的疾病评估液体活检与影像组学结合,可通过非侵入性方式获取肿瘤基因组信息,实现更精准的诊断和治疗监测这些技术进步将显著提高神经系统疾病的早期诊断率和治疗精准度典型病例综合解析以上图像展示了四种典型神经系统疾病的影像表现图一显示右额顶叶不规则肿块,T2WI高信号,中心坏死,周围明显水肿,增强扫描呈环形强化,考虑胶质母细胞瘤;图二显示左侧中大脑动脉供血区DWI高信号,ADC低信号,提示急性脑梗死;图三显示脑室周围多发T2/FLAIR高信号病灶,呈Dawson指状突,符合多发性硬化;图四为脑血管造影三维重建,显示前交通动脉囊状动脉瘤这些病例说明不同成像序列和技术对疾病诊断的价值,如DWI对急性脑梗死的敏感性,增强扫描对肿瘤性质的判断,以及3D血管重建对动脉瘤形态的精确显示在临床工作中,综合分析多种成像序列和参数,结合患者临床表现,才能做出准确诊断对复杂病例,应与神经内科、神经外科等学科充分讨论,形成多学科诊疗意见,为患者提供最佳治疗方案总结与课堂思考题课程要点回顾本课程系统介绍了神经系统影像学基础知识和临床应用从基本解剖结构、成像原理到各类疾病的影像表现,建立了全面的知识框架我们学习了CT、MRI等常规成像技术的基本原理和应用,以及DTI、fMRI等功能成像技术的临床价值通过典型病例分析,掌握了各类神经系统疾病的特征性影像表现和鉴别诊断要点临床能力培养神经影像学不仅需要掌握理论知识,更需要通过大量临床实践培养判读能力建议采用系统检查法养成规范阅片习惯,避免遗漏关键发现;多序列对比分析提高诊断准确性;结合临床资料全面评估患者情况记住,影像学检查是为临床诊疗服务的,最终目标是提高患者诊疗水平思考与延伸请思考
①如何区分脑梗死与胶质瘤;
②急性硬膜下血肿与慢性硬膜下血肿的影像鉴别;
③为什么多发性硬化和视神经脊髓炎需要不同治疗策略,影像学有何区别;
④脑脓肿和肿瘤坏死的DWI信号为何不同推荐阅读《神经放射学精要》、《神经影像学诊断学》和《头颅MRI诊断学》等经典教材深入学习。
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