磁共振弥散张力成像及临床应用ppt课件

1、磁共振弥散张力成像及临床应用Diffusion Tensor Imaging中山大学附属第二医院放射科梁碧玲.弥散和弥散张力的概念与原理正常脑组织的DWI &DTIDWI&DTI的临床应用.弥散加权成像Diffusion Weight Imaging，DWI弥散（扩散）即分子的随机热运动在任一成像序列中加入弥散敏感梯度磁场都可以突出弥散效应，得到弥散加权图像（DWI）。活体的弥散效由弥散相关系数(Apparent Diffusion Coefficient, ADC)表示。概念与原理. 在无限介质中的自由弥散在各个方向上的弥散能力相同，即ADC相同，称各向同性弥散；而在大多数生物组织中，弥散受

2、着局部环境的结构特征的影响在各个方向上的弥散能力不同，称各向异性弥散。 用三个正交梯度采集方向测量弥散取均值，消除各向异性的影响，即为ADC的各向同性，用ADCiso图和ADCiso值表示。概念与原理.弥散张力成像基本原理与方法DWI中生物组织的信号对比是基于水分子的布朗运动，只与每个体素内组织的弥散特性有关弥散的各向同性:水分子的弥散运动完全随机，向各个方向运动的概率几乎是相同的. 概念与原理.弥散张力成像基本原理与方法弥散的各向异性:弥散具有方向依赖性 在活体受组织内的细胞膜、细胞壁和大分子的影响，水分子在各个方向上的弥散运动不同。概念与原理.弥散张力成像基本原理与方法 弥散的各向异性:弥

3、散具有方向依赖性 在活体受组织内的细胞膜、细胞壁和大分 子的影响，水分子在各个方向上的弥散运动 不同。弥散的水分子或质子向阻力小的方向运动，沿纤维方向阻力小，因此弥散的距离长，信号强度强。概念与原理.传统DWI与DTI区别 传统弥散成像1-3个方向施加弥散梯度场只有弥散系数一个标量值用来描述弥散 弥散张力成像6-256个方向施加弥散梯度场描述了每一个方向上水分子的移动及在这些方向上水分子移动的相关性 概念与原理.Single-shot DWI b = 2500 s/mm2 DWI-PDWI-MDWI-SDWI-Ib=0概念与原理.弥散张量(D) DXX DXYDXZ D= DYZ DYY DY

4、X DZX DZY DZZ 概念与原理.弥散的各向异性概念与原理.DTI成像方法与成像序列成像方法 可迅速变化的强梯度磁场至少六个方向来采取数据 成像序列超快速单次激发自旋回波技术 梯度自旋回波 (Gradient and spin echo magnetic imaging ,GRASE) 多次激发平面回波自旋序列 概念与原理.DTI的数据处理及表达指标张量的轨迹 Trace(D) 在同一个体的正常脑实质内，其一致性程度较高各向异性指数 在正常的脑组织内，灰白质的各向异性程度显著不同，脑内不同部位的脑白质其各向异性也不同。 概念与原理.弥散张量的特征值弥散张量的三个主弥散系数（特征值）它们是

5、沿着三个坐标轴方向测量的主弥散系数每个特征值联系着一个主方向的特征向量。弥散张量的三个特征向量相互垂直在每个体素中，这个特征值可参照值的大小，从大到小排列（1=最大弥散系数，2 =中级弥散系数，3 =最低弥散系数）。概念与原理.弥散张量的特征值 代表了所有方向上的平均ADC概念与原理.DTI的表达指标ADCiso（Isotropic Apparent Diffusion Coefficient） 在同一个体的正常脑实质内，ADC的一致性程度较高。各向异性指数 RA(Relative Anisotropy) FA(Fractional Anisotropy) 1-VA(1 minus Volum

6、e Ratio) A0(Angle to align main diffusion axis in M-P plane) A1(Angle to align main diffusion axis in MP-S plane) 张量的特征值：E0、E1、E2 概念与原理.临床常用的各向异性指标FA：部分各向异性指数，为变化范围从0（各向同性弥散）到1（无穷各向异性）， 反映各向异性的程度RA：相对各向异性指数，变化范围从0（各向同性弥散）到2（无穷各向异性）VR：容积比指数。变化范围从1（各向同性弥散）到0概念与原理.DTI临床应用 正常脑组织的弥散张力成像研究 超急性、急性脑缺血时脑灰、白质

7、内水分子各向异性弥散改变特点 脑白质病的临床研究脑内神经纤维束的显示在脑肿瘤诊断中的价值.GraSE-DWIDWI-PDWI-MDWI-SDWI-IT2w正常脑组织.同一个体正常脑实质是高度均匀的，因此脑实质内偏离正常值的细微变化，都有重要的诊断意义 各向异性图，包括FA图、RA图、1-VA图，能真正区分脑灰、白质结构，全面反映组织的扩散特性，显示出常规MRI所不能显示的解剖细节 在脑白质的不同区域，RA、FA及1-VA值均明显不同，连合纤维投射纤维、联络纤维 .多方向弥散成像Multiple Diffusion Directions PMSPSMSMPIb=0正常脑组织b=0的T2WI图像做

8、为参考图来校正，以去除T2WI对比 .脑内不同解剖的FA值与Trace(D)值 解剖部位内囊前肢 内囊后肢 胼胝体膝部 胼胝体压部 半卵圆中心 丘脑 尾状核头 FA 0.670.08 0.740.07 0.810.09 0.880.06 0.510.1 0.380.13 0.320.10 Trace(D) 2.180.19 2.120.16 2.340.49 2.480.41 2.100.19 2.220.17 2.200.16 正常脑组织.Diffusion Tensor Imaging ADCRAADCRAFAE0E1E2正常脑组织.脑内神经纤维束的显示正常脑组织部分各向异性.脑内神经纤维

9、束的显示正常脑组织.正常DTI原始图象正常脑组织.扩散张量图ADCISO RA FA 1-VA正常脑组织.扩散张量图 E0 E1 E2正常脑组织. 扩散张量图 A0 A1正常脑组织.正常白质纤维束正常脑组织皮质脊髓束 .DTI显示白质纤维的基本病征白质纤维束肿胀白质纤维束受压推移白质纤维束破坏消失白质纤维束被肿瘤浸润包裹临床应用.脑缺血时弥散各向异性改变特点急性脑缺血缺血区域脑白质区的FA值显著下降，而灰质区未见显著改变灰白质区域的平均弥散率及弥散张量的三个主弥散系数（特征值）在灰白质中均显著下降 慢性脑缺血梗塞区及梗塞灶远端神经纤维束水分子弥散的各向异性显著下降平均弥散率无显著改变 临床应用

10、.急性大脑中动脉梗塞DWIDWI-I images, 20 slices, 28 seconds临床应用.急性脑梗塞DW-I ADC DTI临床应用. 脑梗塞（急性期）T1W T2W ADC DTI临床应用. 脑梗塞（慢性期）T1W T2W ADC DTI临床应用.脑白质病的临床研究多发性硬化 病变组织及正常脑白质的组织损害程度对不同类型的病灶进行鉴别 预测病人的预后临床应用. 脑白质病临床应用.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.右基底节胶质增生.在脑肿瘤诊断中的价值

11、准确测定肿瘤组织内水分子弥散的各向异性特点通过测量Trace(D) 值鉴别正常脑白质、水肿的脑组织和强化的肿瘤边界通过白质纤维束成像判别肿瘤与周围白质纤维束的相关关系，白质纤维束的破坏程度临床应用.胶质瘤 case 1临床应用. 胶质瘤case 1临床应用.左额叶胶质瘤case 2临床应用.右额颞叶胶质瘤MR:45043case 2临床应用.右额颞叶胶质瘤MR:45043T2WDWIADCFAcase 2临床应用.右额颞叶胶质瘤MR:45043T2WT1W正常侧白质纤维病变侧白质纤维case 2临床应用.右额颞叶胶质瘤MR:45043case 1临床应用.右额颞叶胶质瘤MR:45043正常病变case 2临床应用.脑膜瘤 case 3临床应用.右小脑天幕脑膜瘤MR:43209case 4临床应用.右小脑天幕脑膜瘤MR:43209case 4临床应用.右小脑天幕脑膜瘤MR:43209case 4临床应用.右小脑天幕脑膜瘤MR:43209case 4临床应用.间变星形细胞瘤 -肿瘤对上纵束的推压case 5临床应用.间变星形细胞瘤 -对上纵束的直接浸润case 5临床应用.间变星形细胞瘤 -对上纵束的直接浸润ca