核磁共振擴(kuò)散加權(quán)像的原理及臨床

1、1/23/2021,1,彌散成像的基本知識(shí),彌散的基本概念 自由水的布朗運(yùn)動(dòng) 影響因素 組織結(jié)構(gòu) 測(cè)量方法 生物、物理方法 放射活性或熒光標(biāo)記 核磁共振成像,核磁共振是目前在人體上進(jìn)行水分子彌散測(cè)量與成像的唯一方法,1/23/2021,2,( r2 r0) (r1 r0) = 6Dt J = -DVC J 分子彌散的流量 D 彌散系數(shù) VC 分子的濃度梯度,彌散系數(shù)：與水分子彌散相鄰的兩點(diǎn)間距 離的平方根成正比 彌散系數(shù)：一個(gè)比例常數(shù)，是水分子的擴(kuò) 散流量和濃度梯度的比值,1/23/2021,3,磁共振彌散成像即在已有脈沖序列的基礎(chǔ)上加上一對(duì)梯度脈沖，此梯度脈沖即水分子彌散的標(biāo)記物。最常用的脈

2、沖序列是SE序列 質(zhì)子在沿梯度場(chǎng)進(jìn)行彌散運(yùn)動(dòng)時(shí)，其自旋頻率會(huì)發(fā)生改變。結(jié)果是回波時(shí)間內(nèi)相位不能重聚，導(dǎo)致信號(hào)下降。,1/23/2021,4,自由水,受限水,1/23/2021,5,SE彌散加權(quán)像： 信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)有關(guān) GRE彌散加權(quán)像： 信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)、組織的T1、T2時(shí)間、 翻轉(zhuǎn)角度有關(guān)。因此很難測(cè)出彌散系數(shù)的精 確值?；铙w研究中，GRE彌散加權(quán)像的圖像 計(jì)算的ADC比真正的彌散系數(shù)大。 GRE掃描很快，不能加載幅度過大、時(shí)間過長(zhǎng)的 梯度,1/23/2021,6,SE與GRE的彌散加權(quán)圖像的缺點(diǎn) 速度慢 偽影多,1/23/2021,7,G,G,b =2G2 (/3 ),1/23/

3、2021,8,b值是反映附加梯度場(chǎng)性質(zhì)的參數(shù) b值的與信號(hào)衰減成正比,b =2G2 (/3 ),1/23/2021,9,由于MRI彌散加權(quán)像的圖像的信噪比降低，因此為了使圖像具有精確的彌散和足夠的SNR，必須使彌散有關(guān)的圖像的SNR降低在20-30%之間，TE 等于 T2。在人體中腦組織的T2值相對(duì)于其他部位較長(zhǎng)。在1.5T磁共振中，腦組織的T2值最大為180-200ms。,1/23/2021,10,各項(xiàng)同性：彌散成像在x，y，z三個(gè)方 向上加載梯度回波，立體測(cè)量三個(gè)方向 上總的回波 各項(xiàng)異性：從6至55個(gè)方向加在梯度測(cè) 量水分子的彌散,1/23/2021,11,體內(nèi)各種因素的變化使彌散系數(shù)不

4、準(zhǔn)確 呼吸、心跳、毛細(xì)血管灌注、組織結(jié)構(gòu)等 T2 shine through：由于DWI圖像以SE-EPI序列 掃描，含有不同程度的質(zhì)子加權(quán)和T2成分， 不能真正反映腦組織的彌散系數(shù)。,1/23/2021,12,ADC圖：圖像的對(duì)比度能反映ADC的真 實(shí)大小。 形成： 有2個(gè)不同的b值的DWI圖像計(jì)算,1/23/2021,13,彌散成像的臨床應(yīng)用,1/23/2021,14,DWI在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用,急性腦缺血 腫瘤 癲癇 Parkinson病等變性性疾病 指導(dǎo)臨床治療,1/23/2021,15,腦缺血的演變過程,細(xì)胞內(nèi)缺血表現(xiàn)（ 3小時(shí) ） ADC圖顯示異常降低 DWI顯示異常高信號(hào) T2WI未

5、見異常 血腦屏障輕微破壞，間質(zhì)水腫（ 3 - 8小時(shí) ） ADC圖無變化 DWI顯示異常信號(hào)的范圍增大 T2WI有范圍小于DWI的異常信號(hào),1/23/2021,16,腦缺血的演變過程,血腦屏障明顯破壞（8 12 小時(shí)） ADC圖顯示的異常降低輕度增高 DWI顯示異常高信號(hào) T2WI與DWI顯示同樣的異常高信號(hào) 血管源性水腫加重，間質(zhì)水腫明顯（12小時(shí)以后） ADC突無變化 DWI顯示異常高信號(hào)（面積無變化） T2WI與DWI顯示同樣的異常高信號(hào),1/23/2021,17,腦缺血的演變過程,早期梗死：ADC起決定作用，DWI為高信號(hào) 亞急性期：血管源性水腫明顯，ADC有所升高，但 T2對(duì)比度對(duì)D

6、WI有很大作用 后期：T2對(duì)DWI的貢獻(xiàn)無變化，但ADC明顯升高， 使DWI的信號(hào)下降。,1/23/2021,18,ADC曲線的變化規(guī)律,發(fā)病5小時(shí)以內(nèi)-水分子的ADC值開始下降 幾小時(shí)內(nèi)達(dá)到最低水平 維持一較低水平 逐漸上升 達(dá)峰值 病灶中心區(qū)的ADC值隨時(shí)間的延長(zhǎng)由低至高，于5-10天出現(xiàn)假性正常化表現(xiàn),1/23/2021,19,RF,slice,信號(hào)強(qiáng)度,彌散梯度,靜止水分子,彌散水分子,1/23/2021,20,發(fā)病35分鐘的腦卒中,1/23/2021,21,發(fā)病7小時(shí)的腦卒中,1/23/2021,22,發(fā)病3小時(shí)的腦卒中,1/23/2021,23,彌散成像在CNS腫瘤中的應(yīng)用,主要用于鑒別液化或含有液體的腫瘤 膿腫 囊腫 腫瘤囊變,1/23/2021,24,最新文獻(xiàn)報(bào)道,單一方向的彌散成像應(yīng)用 多次激發(fā)彌散成像加上左右方向上的彌散梯度可以清楚地顯示神經(jīng)核團(tuán) 彌散成像spiral 采集技術(shù) 3D磁共振彌散成像技術(shù)(Magn Reson Med 2001 Jul；46(1)：183-3,1/23/2021,25,頸髓彌散成像,1/23/2021,26,彌散成像在乳腺中的應(yīng)用,惡性腫瘤的ADC均明顯降低 良性病變的ADC無明顯降低 與MR增強(qiáng)掃描的效果一致,1/23/2021,27,彌散成像在腹部的應(yīng)用,不利因素：運(yùn)動(dòng) T2時(shí)間過短（50ms），SNR下降 主要用于囊性病