动态对比增强磁共振成像
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三、主要半定量、定量参数的病理生理意义

DCE-MRI可以在活体反映组织的微血管灌注和毛细血管通透性。凡引起血管生成程度和(或)其功能改变的病理状态,均产生不同程度的异常表现。此技术早期主要用于肿瘤研究,因恶性肿瘤血管生成增加,且病理血管存在不完整的单层内皮构成的裂隙等异常,当对比剂GD-DTPA流经过肿瘤毛细血管网时,容易进入EES,引起周围组织T1弛豫时间缩短,T1WI信号增高,这一病理生理特点及形态学的变化反映出肿瘤的结构和功能的异常。

为半定量或定量反映肿瘤组织的病理生理特点,DCE-MRI采用不同的数据分析方法,得到不同的参数。这些参数具有不同的定义,其所代表的病理生理意义也不尽相同。

1.达峰时间(time to peak, TTP)

时间-信号强度曲线上对比剂开始出现到对比剂达到峰值的时间(s),TTP反映的是组织血供进出快慢的情况,恶性肿瘤组织血供丰富,血管内皮受损,因而达峰时间缩短,良性肿瘤组织血供程度不一,然血管内皮结构完整,因而达峰时间增加。肝硬化患者的TTP增加,则是由于其肝纤维化累及血管,使得有效灌注降低。

2.强化时间(time to enhancement, TTE)

血管开始强化至病变开始强化的时间差(s),代表着对比剂从血管到达病变的时间,恶性肿瘤组织的血管内皮细胞受损,因而TTE减小。

3.最大斜率(maximum slope)

两个时间点之间相对信号强度变化的最大值,其内包含着微循环灌注和对比剂从血管向EES渗透两方面的信息。恶性肿瘤的组织血管丰富及渗透性增高,其最大斜率显著高于良性肿瘤。

4.血流量(blood flow, BF)

表示单位时间内组织血管内流动的血液量,即血液在组织的流动速率。缺血性病变早期即可有血流动力学的变化。如,在脑卒中患者中,脑灌注不足的区域,BF明显减少。而在肿瘤中,BF可以间接评估肿瘤新生血管的形成,恶性程度越高,BF越高。

5.血容量(blood volume, BV)

组织的血液容量,BV=BF∗MTT,与BF的生理意义相似,临床应用也较为一致。在脑卒中患者中,脑灌注不足的区域,BV明显减少。而在肿瘤中,肿瘤恶性程度越高,BV越高。

6.平均通过时间(mean transit time, MTT)

血液通过脉管系统的时间,鉴于不同血管走行长度不一,故采用平均时间来表示。在缺血性病变中,灌注不足的区域,MTT明显增大。

7.增强曲线下初始面积(initial area under concentration time curve, IAUC)

IAUC代表增强曲线下的初始面积,与组织的血流量、EES有关,综合反映了Ktrans、kep、vevp等多个定量参数的变化。一般情况下,恶性肿瘤的IAUC小于良性肿瘤。恶性肿瘤虽然血供丰富,灌注程度高,但因细胞增殖活跃、组织间隙小,且血管通透性高常伴有动静脉瘘,其增强曲线快速强化达到高峰后,对比剂随即快速进行性廓清,多呈流出型,而良性病变增强曲线多呈平台型或流入型。

8.容积转移常量( K trans

对比剂从血管渗透到细胞外间隙的速率。在定量参数中,Ktransve临床应用较广泛,因这两个参数与病理生理过程直接相关,其中Ktrans代表着组织血管渗透性的高低,Ktrans值越大则血管渗透性越高,意味着血管内皮细胞受损程度越重。肿瘤研究时病变的恶性程度越高,Ktrans值越大。

9.速率常数( k ep

对比剂从细胞外间隙回流到血管内的速率,kep=Ktrans/ve

10.细胞外容积( v e

细胞外间隙对比剂的体积百分比为ve,代表组织坏死和组织细胞化的程度,ve值越大,说明EES容积越大,反映组织坏死程度越高或细胞化程度越低。

11.血浆内容积( v p

血管内对比剂的体积为vpvpve的关系必须满足vp+ve≤1。