MR彌散加權和張量成像完整版

MR彌散加權和張量成像彌散加權成像DWI原理和臨床應用彌散現(xiàn)象(Diffusion)水分子的熱運動，即布朗運動隨機和無規(guī)律人體組織大部分是水彌散系數(shù)(DiffusionCoefficience,DC)衡量水分子彌散的程度，彌散系數(shù)越大，水分子彌散的距離越大。組織的病變引起彌散系數(shù)的變化，用表觀彌散系數(shù)來表示。彌散現(xiàn)象彌散的影響因素組織結構生化特性溫度外加使局部組織運動的因素彌散的測量生物、物理方法放射活性或熒光標記核磁共振成像（目前在人體上進行水分子彌散測量與成像的唯一方法）彌散現(xiàn)象成像原理基本脈沖序列：SEEPI磁共振彌散成像在原有脈沖序列的基礎上加上一對梯度脈沖，此梯度脈沖即水分子彌散的標記物。彌散成像原理b=γ2Gδ2(△–δ/3)b值是反映附加梯度場性質的參數(shù)彌散加權成像中的彌散運動1234靜止水分子彌散水分子射頻場梯度場信號強度9001800彌散梯度場對水分子彌散程度決定了信號降低的程度，通過測量信號降低的程度反算彌散系數(shù)；反之，水分子彌散受限的程度決定了信號增高的程度，通過測量信號降低的程度反算彌散系數(shù)；彌散圖像的影響因素ADC：表觀彌散系數(shù)T2WI,B=0DWI,B=1000彌散圖像的影響因素體內(nèi)各種因素的變化影響彌散運動呼吸、心跳、毛細血管灌注、組織結構等T2透過效應（T2shinethrough)由于DWI圖像以SE-EPI序列掃描，含有不同程度的質子加權和T2成分，不能真正反映腦組織的彌散系數(shù)彌散圖像包含有T2、質子和彌散程度變化的綜合信息=&b=0b=1000ADCT2spin彌散DWIADC：表觀彌散系數(shù)S0S*exp(-g2G2d2(D-d/3)D)=S0

*

exp(-)

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SbADC9001800GG

D彌散梯度場、b值和ADC值b=0b=1200s/mm2彌散加權成像的應用病變組織彌散改變的病理基礎彌散加權成像在急性腦梗塞中的應用和影像學表現(xiàn)T2透過效應(T2ShineThrough)彌散加權成像在臨床上的應用范圍彌散改變的病理基礎正常組織隨機運動的水分子---低信號細胞毒性水腫的組織運動受限的水分子---高信號AB組織內(nèi)影響水分子彌散的因素

細胞內(nèi)外的體積變化水分子通過細胞膜的滲透作用細胞外間隙形態(tài)的改變彌散系統(tǒng)的正常范圍表觀彌散系統(tǒng)的正常范圍自由水的ADC值大約為2.5x10-3mm2/s正常腦組織的ADC值為0.7-0.9x10-3mm2/s腦組織急性病變的ADC值多為降低腦組織亞急性或慢性病變的ADC值多為升高ADC異常變化的上下限為

0.4x10-3mm2/s——2.5x10-3mm2/s彌散成像臨床應用臨床病例皮層梗死臨床病例陳舊瘢痕T2FliarDWIT1+CADCeADC彌散成像其他臨床應用彌散張量成像DTI原理和臨床應用彌散運動的方向性彌散的各向同性在均一狀態(tài)下，水分子彌散運動在各個方向是相同的各方向彌散運動的向量軌跡為球形彌散的各向異性在非均一狀態(tài)受屏障和生化特性的影響，水分子彌散運動在各個方向有差異各方向彌散運動的向量軌跡為橢球形彌散運動的方向性中樞神經(jīng)系統(tǒng)彌散運動的各向異性彌散運動受本身組織生化特性的影響彌散運動受到細胞外各種結構的影響腦白質纖維彌散運動的各向異性神經(jīng)元軸突的髓鞘和軸突的細胞內(nèi)結構是影響彌散運動的方向垂直于神經(jīng)纖維走行方向的彌散受髓鞘和神經(jīng)束膜的限制平行于神經(jīng)纖維走行方向的彌散受軸突內(nèi)、線粒體內(nèi)質網(wǎng)、神經(jīng)絲等細胞內(nèi)結構的影響－水分子垂直于神經(jīng)纖維走向的彌散運動困難－水分子平行于神經(jīng)纖維走向的彌散運動容易彌散運動的方向性彌散敏感梯度的方向性DWI脈沖序列在三個方向上施加彌散敏感梯度（上下，左右，前后）三套彌散圖像取其平均值，獲得各向同性彌散圖像各向同性彌散圖像不包含彌散的方向信息DWI圖像消除了各向異性的影響DTI在多個方向上施加彌散敏感梯度，分別感受不同方向的彌散運動，獲得不同彌散方向的多個彌散圖像至少6個方向，最多55個方向，方向越多，感受到的彌散運動方向越多圖像后處理獲得彌散的各向異性圖像DTI圖像突出強調彌散的各向異性，圖像的對比度反映了成像平面內(nèi)水分子彌散的各向異性彌散張量成像DTI圖像反映腦白質纖維束的走行方向垂直于神經(jīng)纖維走行方向的彌散困難平行于神經(jīng)纖維走行方向的彌散容易DTI圖像反映了水分子在腦實質空間內(nèi)向各個方向進行彌散運動的主導方向DTI圖像各向異性的參數(shù)部分各向異性值（FA）相對各向異性（RA）容積率各向異性（VA）各向異性指數(shù)（AI）彌散張量的本征值（E）彌散張量成像彩

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圖彩色方向圖是使用不同的色彩表示體素內(nèi)最大本征值走行方向的圖像，可以看做是一個二維的纖維結構圖直接反映了最大本征值的方向3D纖維束圖像則需要通過多個條件的假設才能重建獲得，可能因此產(chǎn)生錯誤一般以藍色代表頭足方向，紅色代表左右方向，綠色代表前后方向常使用FA值進行加權，F(xiàn)A值越大的部位色彩越亮典型層面彩

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圖臨床應用腦發(fā)育腦發(fā)育，髓鞘形成的過程中，腦白質FA值逐漸增加衰老時，腦白質FA值下降腦梗塞早期腦梗塞，ADC值下降，F(xiàn)A值下降中晚期，F(xiàn)A值升高，結合腦灌注成像，預測腦梗塞的預后腦梗塞時，腦白質各向同性受損較灰質更為嚴重多發(fā)性硬化急性期，ADC和FA均下降慢性期，組織丟失使ADC增加，神經(jīng)膠質增生和炎性反應ADC升高，F(xiàn)A值雖下降但比急性期高斑塊內(nèi)FA值最低，周圍區(qū)域FA值逐漸升高FA圖像上異常信號大于T2W的高信號區(qū)臨床應用Alzheimer病顳葉腦白質、胼胝體壓部和扣帶束的前后部FA值下降癲癎顳葉、海馬白質纖維束FA值明顯下降垂直于神經(jīng)纖維軸突方向的彌散各向異性增加腦外傷輔助診斷閉合性腦外傷引起的顱內(nèi)微環(huán)境的變化ADC早期發(fā)現(xiàn)局部缺血腦白質改變彌漫性軸索損傷，彌散各向異性下降腦腫瘤腦白質受壓移位完整性破壞腫瘤周圍白質束分類移位—FA正?；蜉p度降低，位置異常水腫—FA降