弥散张量成像：DKI和IVIM介绍

1、弥散成像介绍DKI IVIM0501001502002503003504002008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016DTIDKIIVIM近8年CNKI DTI，DKI，IVIM应用文章查询比较DWI技术层面改进AQPIVIMHARDIDKIDSIDTIResolvedDWIFocusDWIHigh Resolution多方向多b值定量多b值DTI-DKIDTI3D张量至少个以上方向DI至少需要两个以上非零值，最大b值2000s/mm2 (Brain DKI要求)每个值个方向以上模型构建弥散峰度DiffusionKurtosisKurtosis n

2、ormalized and standardized fourth central moment of the water displacement distribution 四阶中心距，主要用来衡量随机分布变量的分布在均值附近的陡峭程度四阶张量模型弥散峰度参数意义MK(mean kurtosis):MK 类似于M，所有方向上值的平均值 MK 的大小取决于感兴趣区内组织的结构复杂程度，结构越复杂非正态分布水分子扩散受限越显著，MK 也即越大K (Axial kurtosis)and K(Radial kurtosis) :平行和垂直弥散主特征向量e1 K越大表明在该方向非正态分布水分子扩散受限

3、越明显，反之则表明扩散受限越弱FAK (fractional anisotropy of kurtosis )：类似于FA KA 越小即表示越趋于各向同性扩散; 若组织结构越紧密越规则，KA 越大 by SE EPI with TR/TE=2300/109ms, slicethickness2mm, FOV256256mm2, data matrix128128, NEX=2, 6 b-values (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 2.5ms/m2) along 30 directions using a 3T Siemens scanner DKI 模型的应用 中枢 灰白质

4、微观结构的高度敏感性和特异性 脑缺血和脑梗死 脑创伤（TBI） 脑肿瘤-区别高低级别胶质瘤 神经退行性疾病 体部 MK用于肿瘤良恶性鉴别 各向异性不强，无需多方向扫描减少扫描时间 前列腺癌检出 肝胆管癌分级Peter Raab etc. 2010 脑星形细胞瘤AS 和多形性胶母细胞瘤GBM鉴别AS2和AS3，MK，ADC和FA的ROC曲线水弥散模型IVIMAQP MR三指数模型更高b值DWI-IVIM单指数模型双指数模型D为水分子弥散系数-Dslow，D*是水分子伪弥散系数，快速扩散运动成分-Dfast，取决于血流速度和毛细血管形态，f是灌注分数体素内不相干运动-IVIMIVIM 体素内不相干

5、运动成像-Intro-voxel Incoherent Movement 快速扩散Fast D：微循环灌注 慢速扩散Slow D：细胞内外水分子扩散 模型拟合： 常规ADC只需两个b值 IVIM模型拟合需要多个b值 GE 头部IVIM 18个b 值20, 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500,1800, 2000, 2200, 2500, 3000，4000IVIM应用 体部 肝癌、肝纤维化 肾肿瘤、 前列腺癌 周围型肺癌 宫颈癌 乳腺. 头颈部脑胶质瘤 灌注脑梗死鼻咽癌.关注重点：灌注Slow ADC 反映的是组织水分子的弥散特

6、性，而Fast ADC反映的是灌注情况，与3D ASL 较吻合影像因子：IVIM灌注受b值个数和大小等 脑脊液干扰 准确性值得商榷 ASL：体位、延迟标记时间PLD、静脉污染等Slow ADCT2 fs融合常规DWIFast ADCSlow ADC女，53岁A： 增强后wibe 强化前后T1mapping值为：998-652， 同层脂肪信号为304,303B： 常规ADC 0.000665 C： traceD： slow ADC 0.000583 E： fast ADC 0.00704F：Fraction of fast ADC 0.405ABCDEFDKI vs IVIM DKI中枢应用为著前列腺癌评估 IVIM灌注相关疾病腹部应用广泛多b值成像较常规DWI DTI提供更多参