MRI Q&A
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Question-Ktrans & 渗透性 Ktrans是否等同于渗透性?

原文链接:Is Ktrans the same as permeability?

概要
summary
Volume transfer rate of gadolinium

钆(黑点)进入组织的体积转移速率(Ktrans)依赖于血浆流量(F),渗透性(P)和血管表面积(S)

体积转移常数(Ktrans)反映钆造影剂从血浆进入血管外细胞外空间(EES)组织的流出速率。Ktrans取决于于三个因素:血浆流量(F),血管通透性(P)和单位质量的毛细血管表面积(S)。在实践中,渗透性和表面积分别的贡献不能清楚地分离出来,因此一般把它们一起考虑,即乘积PS。

如下图所示,两个有相同血流和PS乘积的毛细血管网络中,钆将会以相同的速率进入组织,即使它们的渗透性和表面积可能不同。

Two different capillary networks with the same flows

两种有具有相同流量(F)和PS乘积的毛细血管网络有相同的Ktrans值

一般而言,F,P,S分别对Ktrans的贡献不能分开。然而,两种特殊情况可以揭示这三个因素相对的重要性及它们的相互作用。

  • 情况1 (渗透性有限) 这种情况下(下面的左图),血浆流量(F)比PS乘积大得多。大量钆随血流传送到组织,但进入组织间隙的量仅取决于毛细血管床的大小和渗透性。这种情况下,Ktrans = P×S。
  • 情况2 (流量有限) 这种情况下血浆流量比PS乘积小的多,所有钆在到达毛细血管床的静脉端之前几乎都泄露到EES,因而,Ktrans = F。
Gd-enhanced T1-image of malignant glioma
Ktrans map

高级讨论

毛细血管渗透性的单位(cm/min)并不是那么显而易见的。渗透性(P)定义为由于浓度(moles/cm³)差的驱动,一段时间内(min)一种溶质通过给定面积(cm²)薄膜的摩尔数。因此该单位可以写为:

P = [moles]/[cm²]/[min]/[moles/cm³] = cm/min

同样,S并不表示毛细血管的表面积(单位cm²),而是表示“每单位质量组织中的表面积比例”。因此S通过面积/质量度量(比如,cm²/100g)。总起来,PS乘积的单位是 [cm/min]•[cm²/100g] = cc/min/100g,与流量(F)的单位是相同的。

参考材料
  • Cuenod CA, Balvay D. Perfusion and vascular permeability: basic concepts and measurement in DCE-CT and DCE-MRI. Diagn Interv Imaging 2013; 94:1187-1204. (Good review of basic mechanisms; some terminology is slightly different than abbreviations used in Tofts models).
  • Pappenheimer JR. Passage of molecules through capillary walls. Physiol Rev 1953; 33;387-423.
  • Sourbron S, Ingrisch M, Siefert A, et al. Quantification of cerebral blood flow, cerebral blood volume, and blood-brain-barrier leakage with DCE-MRI. Magn Reson Med 2009; 62:205-217.
  • Tofts PS. T1-weighted DCE imaging concepts: modelling, acquisition and analysis. MAGNETOM Flash 2010; 3:30-35.
  • Zhang N, Zhang L, Qui B, et al. Correlation of volume transfer coefficient Ktrans with histopathologic grades of gliomas. J Magn Reson Imaging 2012; 36:355-363.
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Published

十月 31, 2015

Category

DCE

Tags

  • DCE 10
  • Perfusion 30

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