核磁共振_擴(kuò)散加權(quán)像的原理及臨床

1、2/22/2022.1彌散成像的基本知識(shí)彌散成像的基本知識(shí) 彌散的基本概念彌散的基本概念 自由水的布朗運(yùn)動(dòng)自由水的布朗運(yùn)動(dòng) 影響因素影響因素 組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu) 生化特性生化特性 溫度溫度 外加使局部組織運(yùn)動(dòng)的因素外加使局部組織運(yùn)動(dòng)的因素 測(cè)量方法測(cè)量方法 生物、物理方法生物、物理方法 放射活性或熒光標(biāo)記放射活性或熒光標(biāo)記 核磁共振成像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2/22/2022.2( r2 r0) (r1 r0) = 6DtJ = -DVC J 分子彌散的流量分子彌散的流量 D 彌散系數(shù)彌散系數(shù)

2、VC 分子的濃度梯度分子的濃度梯度 彌散系數(shù)彌散系數(shù)：與水分子彌散相鄰的兩點(diǎn)間距與水分子彌散相鄰的兩點(diǎn)間距 離的平方根成正比離的平方根成正比彌散系數(shù)彌散系數(shù)：一個(gè)比例常數(shù)，是水分子的擴(kuò)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散流量和濃度梯度的比值2/22/2022.3v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)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。最常用的脈沖序列是脈沖序列是SE序列序列v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

3、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。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。2/22/2022.4-10-10-1003DZ3001003DY303DX301010-10-10-1003DZ3001003DY303DX301010自由水受限水2/22/2022.5 SE彌散加權(quán)像彌散加權(quán)像：信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)有關(guān)信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)有關(guān)GRE彌散加權(quán)像彌散加權(quán)像： 信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)、組織的信號(hào)的衰減與彌散系數(shù)、組織的T1、T2時(shí)間、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，確值?；铙w研究中，GRE彌散加權(quán)

4、像的圖像彌散加權(quán)像的圖像 計(jì)算的計(jì)算的ADC比真正的彌散系數(shù)大。比真正的彌散系數(shù)大。 GRE掃描很快，不能加載幅度過(guò)大、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的掃描很快，不能加載幅度過(guò)大、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的 梯度梯度 2/22/2022.6SE與與GRE的彌散加權(quán)圖像的缺點(diǎn)的彌散加權(quán)圖像的缺點(diǎn) 速度慢速度慢 偽影多偽影多2/22/2022.7 GG b =2G2 (/3 )2/22/2022.8b值是反映附加梯度場(chǎng)性質(zhì)的參數(shù)值是反映附加梯度場(chǎng)性質(zhì)的參數(shù)b值的與信號(hào)衰減成正比值的與信號(hào)衰減成正比b =2G2 (/3 )2/22/2022.9由于由于MRI彌散加權(quán)像的圖像的信噪比降低，因彌散加權(quán)像的圖像的信噪比降低，因此為了使圖像具有

5、精確的彌散和足夠的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)的圖像的必須使彌散有關(guān)的圖像的SNR降低在降低在20-30%之之間，間，TE 等于等于 T2。在人體中腦組織的。在人體中腦組織的T2值相對(duì)值相對(duì)于其他部位較長(zhǎng)。在于其他部位較長(zhǎng)。在1.5T磁共振中，腦組織的磁共振中，腦組織的T2值最大為值最大為180-200ms。2/22/2022.10各項(xiàng)同性：各項(xiàng)同性：彌散成像在彌散成像在x，y，z三個(gè)方三個(gè)方 向上加載梯度回波，立體測(cè)量三個(gè)方向向上加載梯度回波，立體測(cè)量三個(gè)方向 上總的回波上總的回波各項(xiàng)異性：各項(xiàng)異性：從從6至至55個(gè)方向加在梯度測(cè)個(gè)方向加在梯度測(cè) 量水分子的彌散量

6、水分子的彌散 2/22/2022.11體內(nèi)各種因素的變化使彌散系數(shù)不準(zhǔn)確體內(nèi)各種因素的變化使彌散系數(shù)不準(zhǔn)確 呼吸、心跳、毛細(xì)血管灌注、組織結(jié)構(gòu)等呼吸、心跳、毛細(xì)血管灌注、組織結(jié)構(gòu)等T2 shine through：由于：由于DWI圖像以圖像以SE-EPI序列序列 掃描，含有不同程度的質(zhì)子加權(quán)和掃描，含有不同程度的質(zhì)子加權(quán)和T2成分，成分， 不能真正反映腦組織的彌散系數(shù)。不能真正反映腦組織的彌散系數(shù)。 2/22/2022.12ADC圖圖：圖像的對(duì)比度能反映：圖像的對(duì)比度能反映ADC的真的真 實(shí)大小。實(shí)大小。形成形成： 有有2個(gè)不同的個(gè)不同的b值的值的DWI圖像計(jì)算圖像計(jì)算 2/22/2022.1

7、3彌散成像的臨床應(yīng)用彌散成像的臨床應(yīng)用2/22/2022.14DWIDWI在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用急性腦缺血急性腦缺血腫瘤腫瘤癲癇癲癇Parkinson病等變性性疾病病等變性性疾病指導(dǎo)臨床治療指導(dǎo)臨床治療 2/22/2022.15腦缺血的演變過(guò)程腦缺血的演變過(guò)程細(xì)胞內(nèi)缺血表現(xiàn)（細(xì)胞內(nèi)缺血表現(xiàn)（ 3小時(shí)小時(shí) ）ADC圖顯示異常降低圖顯示異常降低DWI顯示異常高信號(hào)顯示異常高信號(hào)T2WI未見(jiàn)異常未見(jiàn)異常血腦屏障輕微破壞，間質(zhì)水腫（血腦屏障輕微破壞，間質(zhì)水腫（ 3 - 8小時(shí)小時(shí) ）ADC圖無(wú)變化圖無(wú)變化DWI顯示異常信號(hào)的范圍增大顯示異常信號(hào)的范圍增大T2WI有范圍小于有范圍小于DWI的異

8、常信號(hào)的異常信號(hào) 2/22/2022.16腦缺血的演變過(guò)程腦缺血的演變過(guò)程血腦屏障明顯破壞（血腦屏障明顯破壞（8 12 小時(shí)）小時(shí)）ADC圖顯示的異常降低輕度增高圖顯示的異常降低輕度增高DWI顯示異常高信號(hào)顯示異常高信號(hào)T2WI與與DWI顯示同樣的異常高信號(hào)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（血管源性水腫加重，間質(zhì)水腫明顯（12小時(shí)以后）小時(shí)以后）ADC突無(wú)變化突無(wú)變化DWI顯示異常高信號(hào)（面積無(wú)變化）顯示異常高信號(hào)（面積無(wú)變化）T2WI與與DWI顯示同樣的異常高信號(hào)顯示同樣的異常高信號(hào) 2/22/2022.17腦缺血的演變過(guò)程腦缺血的演變過(guò)程早期梗死早期梗死：ADC起決定作

9、用，起決定作用，DWI為高信號(hào)為高信號(hào)亞急性期亞急性期：血管源性水腫明顯，：血管源性水腫明顯，ADC有所升高，但有所升高，但 T2對(duì)比度對(duì)對(duì)比度對(duì)DWI有很大作用有很大作用后期后期：T2對(duì)對(duì)DWI的貢獻(xiàn)無(wú)變化，但的貢獻(xiàn)無(wú)變化，但ADC明顯升高，明顯升高， 使使DWI的信號(hào)下降。的信號(hào)下降。 2/22/2022.18ADCADC曲線的變化規(guī)律曲線的變化規(guī)律發(fā)病發(fā)病5小時(shí)以內(nèi)小時(shí)以內(nèi)-水分子的水分子的ADC值開始下降值開始下降幾小時(shí)內(nèi)達(dá)到最低水平幾小時(shí)內(nèi)達(dá)到最低水平維持一較低水平維持一較低水平逐漸上升逐漸上升達(dá)峰值達(dá)峰值病灶中心區(qū)的病灶中心區(qū)的ADC值隨時(shí)間的延長(zhǎng)由低至高，于值隨時(shí)間的延長(zhǎng)由低至高

10、，于5-10天出現(xiàn)假性正?；斐霈F(xiàn)假性正?；憩F(xiàn)表現(xiàn)2/22/2022.191234RFslice信號(hào)強(qiáng)度彌散梯度靜止水分子彌散水分子2/22/2022.20發(fā)病發(fā)病35分鐘的腦卒中分鐘的腦卒中2/22/2022.21發(fā)病發(fā)病7 7小時(shí)的腦卒中小時(shí)的腦卒中2/22/2022.22發(fā)病發(fā)病3 3小時(shí)的腦卒中小時(shí)的腦卒中2/22/2022.23彌散成像在彌散成像在CNSCNS腫瘤中的應(yīng)用腫瘤中的應(yīng)用主要用于鑒別液化或含有液體的腫瘤主要用于鑒別液化或含有液體的腫瘤 膿腫膿腫 囊腫囊腫 腫瘤囊變腫瘤囊變2/22/2022.24最新文獻(xiàn)報(bào)道最新文獻(xiàn)報(bào)道單一方向的彌散成像應(yīng)用單一方向的彌散成像應(yīng)用多次激發(fā)

11、彌散成像加上左右方向上的彌散梯度可以清多次激發(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)楚地顯示神經(jīng)核團(tuán)彌散成像彌散成像spiral 采集技術(shù)采集技術(shù)3D磁共振彌散成像技術(shù)磁共振彌散成像技術(shù)(Magn Reson Med 2001 Jul；46(1)：183-32/22/2022.25頸髓彌散成像頸髓彌散成像2/22/2022.26彌散成像在乳腺中的應(yīng)用彌散成像在乳腺中的應(yīng)用惡性腫瘤的惡性腫瘤的ADC均明顯降低均明顯降低良性病變的良性病變的ADC無(wú)明顯降低無(wú)明顯降低與與MR增強(qiáng)掃描的效果一致增強(qiáng)掃描的效果一致 2/22/2022.27彌散成像在腹部的應(yīng)用彌散成像在腹部的應(yīng)用不利因素：運(yùn)動(dòng)不利因素：運(yùn)動(dòng)T2時(shí)間過(guò)短（時(shí)間過(guò)短（50ms），），SNR下降下降主要用于囊性病變的鑒別主要用于囊性病