弥散成像
脑梗塞T2水抑制 DWI弥散成像
脑梗塞弥散加权 ADC/EADC
发病3小时的脑卒中-T2WI、 DWI
弥散张量（DTI）：各向异性图
各向异性图
ADC 图
弥散张量各向异性图：显示脑灰 白质走行和分部
Genu CC
Ext. Cap.
Int. Cap.
Thalamus
Splenium
Optic Radiations
Perfusion CT
MTT
CBF
CBV
Patient < 4 hours post-stroke
•CBF and MTT shows right side abnormality… tissue at risk
•CBV show little abnormality… tissue likely can be save
MRS在脑功能方面主要应用在以下几个方 面：
（1）脑内氧化反应的定量分析及神经元死 亡的判断。
（2）对神经元破坏范围的描述和评估。 （3）细胞膜的改变。 （4）脑病的特征性代谢改变。 31P MRS还用于心肌等部位的能量代谢
的 检测；1H MRS还用于前列腺的疾病 诊断。
尸体染色显 示脑干核团 中的铁
血氧水平依赖性脑功能(Bold-fMRI)
脑功能成像(Bold-fMRI)
fMRI-大脑皮层定位
正常被试视觉刺激激活脑区
焦虑、抑郁、躁狂
3.0T MRI评价痴呆
正常人
痴呆患者
精神分裂症患者大脑功能变化: 与对照组比较脑灰质明显减少
精神分裂症患者脑功能变化
正常人脑功能变化
左顶部脑膜瘤ASL（内源性灌注）
（二）、分子影像学概念及其应用
1999年Weissleder将分子影像学定 义为：“在活体内进行细胞和分子水 平生物过程的描述和测量，即着眼于 探测构成疾病基础的分子异常，最终 对由这些分子异常改变所构成的结果 进行成像 ”。
我们的定义：“利用分子手段检测组 织和器官代谢变化，并将这种变化用 影像手段显示出来作为早期特异性诊 断疾病的依据”。
3、PET－CT功能显像
PET对大脑功能区的定位
正常心肌PET血流灌注显像
PET 13N-NH心肌显 像
4、SPECT的功能显像
SPECT的功能显像主要包括局部 脑血流(regional cerebral blood flow，rCBF)和心肌灌 注显像。
癫痫：SPECT明确显示左侧颞叶海马硬 化，与病理结果一致，但MRI显示正常
第二类: 灌注基础上(perfusion － based)的fMRI，以MRI造影剂在脑 和其它实质性器官血管内分布时间的 过程来观察功能变化，观察指标：血 流量（BF）、血容量（BV）、平均 通过时间（MTT）、首过斜率（FS）、 时间峰值（TP）等。
灌注成像
动态灌注成像
负性增强图
(NEI) rCBV
1952年同获Nobel奖
Seldinger技术
Sven-Ivar Seldinger获1956年Nobel奖
Anatomic imaging
解剖影像之完美
Anatomic and functional imaging
二、对生命本质的认识
DNA
细胞的奥秘
器官合成：神经管发育
How to do?
CT
PET/CT Contrast CT PET/CT
PET/CT to valuate the blood flow and metabolisms in breast c显像剂
假阳性和假阴性
客观认 识和评 价价值, 不要神 化。
误诊
假阴性
假阳性
曾诊断为肺癌，病理证实：结核
分子影像学显像设备及技术
Micro-PET细胞凋亡显像
1、磁共振分子成像－MRS
磁共振波谱(magnetic resonance spectrum，MRS)是最典型的分子 成像技术，因为在分子水平上直接 反映代谢变化并用波谱和影像表达 出来。
MRS为研究组织代谢和功能的无创 性方法，常用的原子核有：31P MRS，主要用于能量代谢的研究； 1H MRS主要检测胆碱、肌酸、脂 肪、氨基酸、酮体及乳酸等代谢物 质。
11C-MET与18F-FDG PET显像 分布特点对比
11C-MET
18F-FDG
肺癌脑转移PET与MRI比较
18F-FDG
C＋MRI
18F-FDG
11C-MET
PET显像：FDG和MET比 较
病理证实Ⅱ级星形细胞瘤
FDG无法显示肿 MET清楚显示肿
瘤
瘤
CT
PET
早期肺癌的FDG PET显像
Today T o m o r r o w
Organ Level
Tissue Level
Cellular Level
Genetic Level
Detection, Tumor Burden
Angiogenesis Growth kinetics Drug delivery
Tumor markers Drug Targeting
2、CT功能成像
与MRI和PET相比，CT功能成像的范围相对 狭窄;
随着CT空间、密度、时间分辨率的极大提 高以及强大后处理能力的实现; CT功能成像的应用越来越广泛，目前主要 集中在两大方面：各器官灌注成像和心脏 动态功能成像。
左侧颞叶脑梗塞CT灌注成像
CT脑灌注成像-右侧大脑半球 梗塞半暗带形成
功能与分子影像学概念和进展
一、飞速发展的医学影像学 二、对生命本质的认识 三、医学影像学发展方向－功能与分
子影像学 1、功能影像学概念及其应用 2、分子影像学概念及其应用 3、基因影像学概念及其应用 四、分子影像学值得注意的几个问题 五、分子影像学的技术问题
一、飞速发展的医学影像学
灌注－代谢均减低（匹配），提示 局部为心肌坏死（箭头示）
99mTc-MIBI心肌灌注显像示： 18F-FDG心肌代谢显像
局部心肌血流灌注减低
示：心肌18F-FDG代谢
减低
5、超声功能成像
超声功能成像是功能成像的重要组成 部分，其显著特点是实时动态显示， 主要表现在两个方面：
心血管的功能成像 腹部实质性脏器的血管功能成像
PET分子显像的主要优缺点：
(1)、PET可以动态地获得较快(秒级)的动 力学资料，能够对生理和药理过程进行快 速显像；
(2)、PET具有很高的灵敏度，能够测定感 兴趣组织中p－摩尔甚至f-摩尔数量级的配 体浓度；
(3)、PET可以绝对定量，尽管经常 使用半定量方法，但也可以使用绝 对定量方法测定活体体内生理和药 理参数；
三、医学影像学发展方向： 功能与分子影像学
各学科的交叉点
生物学
物理学
化学、药学 功能与分子影像学 分子生物学
临床医学
信息技术 医学影像技术
A Definition of Functional and Molecular Imaging
Moving from Imaging today’s anatomical & functional targets
肺动脉灌注
第三类：血氧水平基础上的脑功能成像 (blood oxygenation level basedfMRI),如血氧水平依赖性脑功能成像 (blood oxygenation level dependent， BOLD－fMRI) 、动脉自旋标记（ASL）。 是磁共振研究最热门的领域之一。
弥散张量3D成像显示正常皮质纤维 束及其与肿瘤的关系
弥散张量3D成像：左顶叶脑肿瘤患者， 可见患侧病变区纤维束受压移位，但未 见明显中断（侧位）
弥散张量图与脑功能成像融合
弥散张 量图： 显示白 质束与 语言表 达功能 中枢图 像融合
肝脏及腹部多发转移(DWI)
全脊柱骨转移：全身弥散 （类PET成像）
9.39 5.43 11.24
心功能评价:
(1)、心脏容积测量：CT全心室横 断连续扫描重建能三维测量心脏容 积；
(2)、射血分数测定：在舒张和收 缩末期通过容量重建来评价基础心 功能参数如左右心室射血分数。
(3 )、心肌壁厚度测量 (4 )、心肌灌注成像 (5 )、心脏电生理分析 最近研究表明MSCT对心功能参数的
假阴性
胸 腺 瘤 术 后 胸 壁 转 移
假阳性：良性病变，纤维结 肠镜病理证实息肉
心脏运动功能检查 — 白血技术
心脏形态学检查 — 黑血技术
Cardiac Function:FIESTA-CINE
Coronary MRA - High Resolution 3D Spiral Imaging
RCA - . 8mm pixel resolution
LCA - . 8mm pixel resolution
分析结果与左心室造影所获得的金标 准有很好相关性。
心功能评价
智能化心功能图像处理
心功能评价
Report Generation：
LV Volume Curve & Ejection Fraction
Wall Motion Wall Thickness Myocardial Mass Cine/Movie Views
脑肿瘤CT灌注成像
CT to valuate the blood flow and metabolisms in breast cancer
tumor center
Tumor circumference
B F 60.46
77.48
B V 37.41
48.39
P S 40.95
63.98
normal breast