磁共振彌散張量成像

1、中華醫(yī)學(xué)會(huì)北京分會(huì)放射技術(shù)專業(yè)委員會(huì)年，Stejskal EO等提出了測(cè)量擴(kuò)散的梯度自旋回波序列的時(shí)序圖 分子水平分子水平(細(xì)胞內(nèi)外水分子跨膜運(yùn)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)外水分子跨膜運(yùn)動(dòng)) 目前已應(yīng)用于目前已應(yīng)用于腦、心臟、脊髓腦、心臟、脊髓微細(xì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的研究結(jié)構(gòu)的研究水分子在自由狀態(tài)下的彌散是各向同性的水分子在自由狀態(tài)下的彌散是各向同性的 如果分子擴(kuò)散取決于方向，方向不一致，稱為各向異性的擴(kuò)散（anisotropic diffusion）,可用擴(kuò)散橢圓體表示。DTI就是一種用數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示腦組織內(nèi)水分子彌散的各項(xiàng)異性就是一種用數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示腦組織內(nèi)水分子彌散的各項(xiàng)異性 白質(zhì)纖維內(nèi)的白質(zhì)纖維內(nèi)的ADCADC

2、值值白質(zhì)纖維束的形態(tài)類似于一個(gè)長(zhǎng)橢圓形白質(zhì)纖維束的形態(tài)類似于一個(gè)長(zhǎng)橢圓形IIADC = 1.2 x 10-5 cm2/sADC = 0.3 x 10-5 cm2/sIIzzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDD彌散張量成像的計(jì)算彌散張量成像的計(jì)算DtDiagonal 成分成分zzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDDDiagonal成分是計(jì)算成分是計(jì)算FA值的基礎(chǔ)值的基礎(chǔ) DtOff-diagonal 成分成分Off-diagonal成分是精確計(jì)算成分是精確計(jì)算FA值的補(bǔ)充值的補(bǔ)充 zzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDDDt彌散梯度的數(shù)量彌散梯度的

3、數(shù)量彌散梯度的方向在彌散梯度的方向在6-55之間選擇之間選擇Di = gT . Dt . g Di = B Dk gx2 2gxgy 2gxgz gy2 2gygz gz2B =正常組織結(jié)構(gòu)正常組織結(jié)構(gòu)水分子各項(xiàng)異性擴(kuò)散擴(kuò)散擴(kuò)散擴(kuò)散病理病理組織結(jié)構(gòu)成分改變組織結(jié)構(gòu)成分改變 水分子擴(kuò)散各向同性和各向異性 處理軟件 DTI數(shù)據(jù) 纖維束場(chǎng)強(qiáng)對(duì)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)DTI的影響的影響3T的場(chǎng)強(qiáng)可以進(jìn)行高分辨率的的場(chǎng)強(qiáng)可以進(jìn)行高分辨率的DTI成像成像5mm層厚層厚2mm層厚層厚場(chǎng)強(qiáng)對(duì)場(chǎng)強(qiáng)對(duì)DTIDTI的影響的影響高分辨率采集高分辨率采集常規(guī)采集常規(guī)采集彌散梯度依次加在三個(gè)編碼方向上，依據(jù)選擇的方向多少重復(fù)上述過(guò)程彌散梯

4、度依次加在三個(gè)編碼方向上，依據(jù)選擇的方向多少重復(fù)上述過(guò)程Diffusion LobesDTIDTI脈沖序列剖面圖脈沖序列剖面圖Split Diffusion LobesDTIDTI脈沖序列剖面圖脈沖序列剖面圖Dual Spin Echo 可以減低圖像的扭曲，輕微降低可以減低圖像的扭曲，輕微降低SNR各項(xiàng)異性的測(cè)量各項(xiàng)異性的測(cè)量因因FA圖的灰白質(zhì)的對(duì)比度最好而最常使用圖的灰白質(zhì)的對(duì)比度最好而最常使用FA各向異性分?jǐn)?shù) fractional anisotropyRA相對(duì)各向異性 relative anisotropyVR容積比 volume ratio橢圓體形狀、大小、方向本征值是擴(kuò)散橢圓體內(nèi)分子沿

5、三個(gè)正交方向上的擴(kuò)散率，每個(gè)本征值與一個(gè)本征向量在空間方向上一致。在b值變化允許范圍，擴(kuò)散張量反映的是組織結(jié)構(gòu)特性。相似性3D白質(zhì)纖維束圖FA2D彩色圖方向性本征值擴(kuò)散橢圓體相鄰體素(1-D)2+(2-D)2+ (3-D)21 2+ 2 2 + 3 2計(jì)算得出, 1, 2,和 3響應(yīng)代表最大、中等、最小本征值，D是本征值總和的1/3即（1/3 ）*（ 1 + 2 + 3 ）。FAFA的影響因素的影響因素因因FA圖的灰白質(zhì)的對(duì)比度最好而最常使用圖的灰白質(zhì)的對(duì)比度最好而最常使用 SNRSNRB B值值層厚層厚FA的范圍的范圍 0-1影響因素影響因素線掃描彌散張力成像線掃描彌散張力成像 對(duì)運(yùn)動(dòng)不敏感

6、對(duì)運(yùn)動(dòng)不敏感 對(duì)磁敏感性偽影不敏感對(duì)磁敏感性偽影不敏感 SNR高高 空間分辨率高空間分辨率高掃描時(shí)間長(zhǎng)掃描時(shí)間長(zhǎng)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)Line Scan 技術(shù)可以清晰顯示腦干區(qū)域的纖維形態(tài)技術(shù)可以清晰顯示腦干區(qū)域的纖維形態(tài)線性掃描彌散張力成像后處理分析SimensSimens 彌散張量成像彌散張量成像同時(shí)應(yīng)用三個(gè)互相垂直的彌散梯度再加上一個(gè)垂直梯同時(shí)應(yīng)用三個(gè)互相垂直的彌散梯度再加上一個(gè)垂直梯度形成一個(gè)四面體梯度矢量，這種方法得出的度形成一個(gè)四面體梯度矢量，這種方法得出的DTIDTI圖圖像具有較高的像具有較高的SNR(SNR(比常規(guī)的三方向的成像方法高比常規(guī)的三方向的成像方法高3 31/21/2）主要

7、用來(lái)評(píng)價(jià)主要用來(lái)評(píng)價(jià)off-diagnoloff-diagnol成分成分 philipsphilips 彌散張量成像彌散張量成像 GRE tensor 與與SE Tensor 比較比較SE-EPI 彌散張量成像彌散張量成像GRE-EPI 彌散張量成像彌散張量成像擴(kuò)散張量的成像方法及纖維追蹤技術(shù) 數(shù)據(jù)的獲取 擴(kuò)散張量成像是受敏感梯度的強(qiáng)度、數(shù)量和方向影響。 b值在0-1000s/mm2范圍，可減少b值因數(shù)量對(duì)定量值測(cè)量影響 DTI后處理 每一個(gè)層面均可獲得： 一個(gè)T2圖像 一個(gè)擴(kuò)散軌跡權(quán)重圖 一個(gè)擴(kuò)散軌跡表觀擴(kuò)散系數(shù)圖 一個(gè)計(jì)算得到的相對(duì)各向異性圖主要效應(yīng)擴(kuò)散率（本征值1、 2 、 3 ）本征向

8、量X、Y、Z的計(jì)算 應(yīng)用專用軟件就可將纖維的方向用最大本征值的本征向量疊加在解剖背景圖上顯現(xiàn)。為了突出灰質(zhì)和白質(zhì)，T2WIs常用著背景圖。臨床應(yīng)用長(zhǎng)聯(lián)合纖維束： 弓狀束 鉤狀束 縱束 額枕束 扣帶 Babak AA等對(duì)14例胼胝體壓部及雙側(cè)海馬旁回的DTI研究，表明FA值減少。近年報(bào)道用DTI發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者的腦白質(zhì)呈廣泛性的各向異性減低，特別是額葉前部白質(zhì)。Kubicki M等DTI研究鉤狀束，發(fā)現(xiàn)正常人表現(xiàn)為左側(cè)鉤狀束各向異性大于右側(cè)，而慢性精神病患者的鉤狀束各向異性無(wú)這一特點(diǎn)，由此可見(jiàn)，精神病患者是聯(lián)系額葉和顳葉之間的纖維束異常。1、DTI對(duì)病灶的分析2、DT-FT對(duì)病灶的分析 DT-FT在心臟方面的研究 D T I 提供了一種無(wú)創(chuàng)顯示活體大腦白質(zhì)神經(jīng)纖維通路的方法, 反應(yīng)的是水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，可以對(duì)組織的彌散的各向異性進(jìn)行定量描述，在臨床上有廣闊的