磁共振弥散张量成像

1、中华医学会北京分会放射技术专业委员会年，Stejskal EO等提出了测量扩散的梯度自旋回波序列的时序图 分子水平分子水平(细胞内外水分子跨膜运动细胞内外水分子跨膜运动) 目前已应用于目前已应用于脑、心脏、脊髓脑、心脏、脊髓微细微细结构的研究结构的研究水分子在自由状态下的弥散是各向同性的水分子在自由状态下的弥散是各向同性的 如果分子扩散取决于方向，方向不一致，称为各向异性的扩散（anisotropic diffusion）,可用扩散椭圆体表示。DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各项异性就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各项异性 白质纤维内的白质纤维内的ADCADC

2、值值白质纤维束的形态类似于一个长椭圆形白质纤维束的形态类似于一个长椭圆形IIADC = 1.2 x 10-5 cm2/sADC = 0.3 x 10-5 cm2/sIIzzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDD弥散张量成像的计算弥散张量成像的计算DtDiagonal 成分成分zzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDDDiagonal成分是计算成分是计算FA值的基础值的基础 DtOff-diagonal 成分成分Off-diagonal成分是精确计算成分是精确计算FA值的补充值的补充 zzzyzxyzyyyxxzxyxxDDDDDDDDDDDt弥散梯度的数量弥散梯度的

3、数量弥散梯度的方向在弥散梯度的方向在6-55之间选择之间选择Di = gT . Dt . g Di = B Dk gx2 2gxgy 2gxgz gy2 2gygz gz2B =正常组织结构正常组织结构水分子各项异性扩散扩散扩散扩散病理病理组织结构成分改变组织结构成分改变 水分子扩散各向同性和各向异性 处理软件 DTI数据 纤维束场强对场强对DTI的影响的影响3T的场强可以进行高分辨率的的场强可以进行高分辨率的DTI成像成像5mm层厚层厚2mm层厚层厚场强对场强对DTIDTI的影响的影响高分辨率采集高分辨率采集常规采集常规采集弥散梯度依次加在三个编码方向上，依据选择的方向多少重复上述过程弥散梯

4、度依次加在三个编码方向上，依据选择的方向多少重复上述过程Diffusion LobesDTIDTI脉冲序列剖面图脉冲序列剖面图Split Diffusion LobesDTIDTI脉冲序列剖面图脉冲序列剖面图Dual Spin Echo 可以减低图像的扭曲，轻微降低可以减低图像的扭曲，轻微降低SNR各项异性的测量各项异性的测量因因FA图的灰白质的对比度最好而最常使用图的灰白质的对比度最好而最常使用FA各向异性分数 fractional anisotropyRA相对各向异性 relative anisotropyVR容积比 volume ratio椭圆体形状、大小、方向本征值是扩散椭圆体内分子沿

5、三个正交方向上的扩散率，每个本征值与一个本征向量在空间方向上一致。在b值变化允许范围，扩散张量反映的是组织结构特性。相似性3D白质纤维束图FA2D彩色图方向性本征值扩散椭圆体相邻体素(1-D)2+(2-D)2+ (3-D)21 2+ 2 2 + 3 2计算得出, 1, 2,和 3响应代表最大、中等、最小本征值，D是本征值总和的1/3即（1/3 ）*（ 1 + 2 + 3 ）。FAFA的影响因素的影响因素因因FA图的灰白质的对比度最好而最常使用图的灰白质的对比度最好而最常使用 SNRSNRB B值值层厚层厚FA的范围的范围 0-1影响因素影响因素线扫描弥散张力成像线扫描弥散张力成像 对运动不敏感

6、对运动不敏感 对磁敏感性伪影不敏感对磁敏感性伪影不敏感 SNR高高 空间分辨率高空间分辨率高扫描时间长扫描时间长优点优点缺点缺点Line Scan 技术可以清晰显示脑干区域的纤维形态技术可以清晰显示脑干区域的纤维形态线性扫描弥散张力成像后处理分析SimensSimens 弥散张量成像弥散张量成像同时应用三个互相垂直的弥散梯度再加上一个垂直梯同时应用三个互相垂直的弥散梯度再加上一个垂直梯度形成一个四面体梯度矢量，这种方法得出的度形成一个四面体梯度矢量，这种方法得出的DTIDTI图图像具有较高的像具有较高的SNR(SNR(比常规的三方向的成像方法高比常规的三方向的成像方法高3 31/21/2）主要

7、用来评价主要用来评价off-diagnoloff-diagnol成分成分 philipsphilips 弥散张量成像弥散张量成像 GRE tensor 与与SE Tensor 比较比较SE-EPI 弥散张量成像弥散张量成像GRE-EPI 弥散张量成像弥散张量成像扩散张量的成像方法及纤维追踪技术 数据的获取 扩散张量成像是受敏感梯度的强度、数量和方向影响。 b值在0-1000s/mm2范围，可减少b值因数量对定量值测量影响 DTI后处理 每一个层面均可获得： 一个T2图像 一个扩散轨迹权重图 一个扩散轨迹表观扩散系数图 一个计算得到的相对各向异性图主要效应扩散率（本征值1、 2 、 3 ）本征向

8、量X、Y、Z的计算 应用专用软件就可将纤维的方向用最大本征值的本征向量叠加在解剖背景图上显现。为了突出灰质和白质，T2WIs常用着背景图。临床应用长联合纤维束： 弓状束 钩状束 纵束 额枕束 扣带 Babak AA等对14例胼胝体压部及双侧海马旁回的DTI研究，表明FA值减少。近年报道用DTI发现精神分裂症患者的脑白质呈广泛性的各向异性减低，特别是额叶前部白质。Kubicki M等DTI研究钩状束，发现正常人表现为左侧钩状束各向异性大于右侧，而慢性精神病患者的钩状束各向异性无这一特点，由此可见，精神病患者是联系额叶和颞叶之间的纤维束异常。1、DTI对病灶的分析2、DT-FT对病灶的分析 DT-FT在心脏方面的研究 D T I 提供了一种无创显示活体大脑白质神经纤维通路的方法, 反应的是水分子的弥散运动，可以对组织的弥散的各向异性进行定量描述，在临床上有广阔的