DWI.DTI的原理和临床应用课件

1、弥散加权成像DWI 原理和临床应用弥散现象 (Diffusion)水分子的热运动，即布朗运动随机和无规律人体组织大部分是水弥散系数 (Diffusion Coefficience, D)衡量水分子弥散的程度，弥散系数越大，水分子弥散的距离越大。组织的病变引起弥散系数的变化，用表观弥散系数来表示。弥散现象弥散的影响因素组织结构生化特性温度外加使局部组织运动的因素弥散的测量生物、物理方法放射活性或荧光标记核磁共振成像（目前在人体上进行水分子弥散测量与成像的唯一方法）弥散现象成像原理基本脉冲序列：SE EPI磁共振弥散成像在原有脉冲序列的基础上加上一对梯度脉冲，此梯度脉冲即水分子弥散的标记物。弥散成

2、像原理b =2G2 (/3 )b值是反映附加梯度场性质的参数弥散加权成像中的弥散运动1234静止水分子弥散水分子射频场梯度场信号强度9001800弥散梯度场对水分子弥散程度决定了信号降低的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；反之，水分子弥散受限的程度决定了信号增高的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；弥散图像的影响因素体内各种因素的变化影响弥散运动呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等T2透过效应 （T2 shine through)由于DWI图像以SE-EPI序列扫描，含有不同程度的质子加权和T2成分，不能真正反映脑组织的弥散系数弥散图像包含有T2、质子和弥散程度变化的综合信息=&

3、b=0 b=1000 ADCT2spin弥散DWIADC：表观弥散系数S0S*exp(-g2G2d2(D-d/3)D)=S0 * exp(- ) = SbADC9001800GGD弥散梯度场、b值和ADC值b=0b=1200 s/mm2弥散加权成像的应用病变组织弥散改变的病理基础弥散加权成像在急性脑梗塞中的应用和影像学表现T2透过效应( T2 Shine Through)GE独有的指数表观弥散系数：eADC弥散加权成像在临床上的应用范围弥散改变的病理基础正常组织随机运动的水分子-低信号细胞毒性水肿的组织运动受限的水分子-高信号A B组织内影响水分子弥散的因素 细胞内外的体积变化水分子通过细胞膜

4、的渗透作用细胞外间隙形态的改变弥散系统的正常范围表观弥散系统的正常范围自由水的ADC值大约为 2.5x10-3mm2/s正常脑组织的ADC值为 0.7-0.9x10-3mm2/s脑组织急性病变的ADC值多为降低脑组织亚急性或慢性病变的ADC值多为升高ADC异常变化的上下限为 0.4x10-3mm2/s 2.5x10-3mm2/s急性脑梗塞弥散成像35分钟3小时7小时T2透过效应 Shine Through绝大多数动物实验及临床病例表明ADC的下降开始于梗死后5min，较正常低35-60%随后降低的ADC值逐渐升高，5-10天左右达到一假性正常化表现ADC值逐渐增加并高于正常值弥散图像是多种因素

5、综合形成的对比度弥散图像包含有T2、质子和ADC值变化的综合信息，我们把T2及质子的对比度在弥散图像上反映的现象称为透过效应（shine through)。Shine through 在梗死性病变发生一周左右，对弥散图像的对比度其主要作用。 急性脑梗死一周内弥散图像对比度的决定因素T2透过效应 Shine ThrougheADCeADC的应用优势eADC = Sb=1000 / Sb=0eADC图的信号对比度较ADC图高病变部位的边界显示清晰应用方便，病变的表现与DWI图像一致，符合临床观察习惯GE引入独特的eADC值概念DWI ADC图 eADC图弥散成像临床应用临床病例皮层梗死临床病例陈旧

6、瘢痕T2FliarDWIT1+CADCeADC弥散成像其他临床应用弥散成像临床应用弥散成像DWI在中枢神经系统的应用急性超早期脑梗塞肿瘤，主要用于鉴别液化或含有液体的肿瘤脓肿囊肿肿瘤囊变癫痫Parkinson病等变性性疾病指导临床治疗 弥散成像其他临床应用eADCADC结肠癌肝转移弥散张量成像DTI 原理和临床应用弥散运动的方向性中枢神经系统弥散运动的各向异性弥散运动受本身组织生化特性的影响弥散运动受到细胞外各种结构的影响脑白质纤维弥散运动的各向异性神经元轴突的髓鞘和轴突的细胞内结构是影响弥散运动的方向垂直于神经纤维走行方向的弥散受髓鞘和神经束膜的限制平行于神经纤维走行方向的弥散受轴突内、线粒

7、体内质网、神经丝等细胞内结构的影响水分子垂直于神经纤维走向的弥散运动困难水分子平行于神经纤维走向的弥散运动容易弥散运动的方向性弥散敏感梯度的方向性DWI脉冲序列在三个方向上施加弥散敏感梯度（上下，左右，前后）三套弥散图像取其平均值，获得各向同性弥散图像各向同性弥散图像不包含弥散的方向信息DWI图像消除了各向异性的影响DTI在多个方向上施加弥散敏感梯度，分别感受不同方向的弥散运动，获得不同弥散方向的多个弥散图像至少6个方向，最多55个方向，方向越多，感受到的弥散运动方向越多图像后处理获得弥散的各向异性图像DTI图像突出强调弥散的各向异性，图像的对比度反映了成像平面内水分子弥散的各向异性弥散张量成

8、像DTI图像反映脑白质纤维素的走行方向垂直于神经纤维走行方向的弥散困难平行于神经纤维走行方向的弥散容易DTI图像反映了水分子在脑实质空间内向各个方向进行弥散运动的主导方向DTI图像各向异性的参数部分各向异性值（FA）相对各向异性（RA）容积率各向异性（VA）各向异性指数（AI）弥散张量的本征值（E）弥散张量成像弥散张量成像DTI成像参数高密度相控阵线圈，高SNRZOOM梯度线圈DW-EPI序列TR=2000，扫描时间与扫描层数之间的协调TE=80msB=100025个方向优化TE选项ASSET128X128，NEX=25mm层厚，0mm间距临床应用脑发育脑发育，髓鞘形成的过程中，脑白质FA值逐渐增加衰老时，脑白质FA值下降脑梗塞早期脑梗塞，ADC值下降，FA值下降中晚期，FA值升高，结合脑灌注成像，预测脑梗塞的预后脑梗塞时，脑白质各向同性受损较灰质更为严重多发性硬化急性期，ADC和FA均下降慢性期，组织丢失使ADC增加，神经胶质增生和炎性反应ADC升高，FA值虽下降但比急性期高斑块内FA值最低，周围区域FA值逐渐升高FA图像上异常信号大于T2W的高信号区临床应用Alzheimer病颞叶脑白质、胼胝体压部和扣