弥散加权成像DWI-原理和临床应用

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(DiffusionCoefficience,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：SEEPI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。弥散成像原理b=γ2Gδ2(△–δ/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ADC：表观弥散系数T2WI,B=0DWI,B=1000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（T2shinethrough)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=&b=0b=1000ADCT2spin弥散DWIADC：表观弥散系数S0S*exp(-g2G2d2(D-d/3)D)=S0

*

exp(-)

=

SbADC9001800GG

D弥散梯度场、b值和ADC值b=0b=1200s/mm2脉冲序列的选择脉冲序列SEEPI弥散加权像：信号的衰减与弥散系数有很好的相关性GREEPI弥散加权像：信号的衰减与弥散系数、组织的T1、T2时间、翻转角有关，很难测出弥散系数的精确值。GRE扫描很快，不能加载幅度大、时间过长的梯度中枢神经系统应用TE=70ms保证弥散加权像图像的信噪比，TE应等于T2。在1.5T磁共振中，脑组织的T2值最大为180-200ms。b=1000ZOOM线圈相位校正，优化TE选项，Asset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(T2ShineThrough)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AB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急性脑梗塞的弥散表现细胞内缺血表现（<3小时）

ADC图显示异常降低

DWI显示异常高信号

T2WI未见异常

血脑屏障轻微破坏，间质水肿（3-8小时）

ADC图无变化，仍是降低

DWI显示异常信号的范围增大

T2WI有范围小于DWI的异常信号血脑屏障明显破坏（8–12小时）

ADC图显示的异常降低轻度增高

DWI显示异常高信号

T2WI与DWI显示同样的异常高信号血管源性水肿加重，间质水肿明显（12小时以后）

ADC图无变化

DWI显示异常高信号（面积无变化）

T2WI与DWI显示同样的异常高信号

急性脑梗塞弥散成像35分钟3小时7小时脑缺血的演变过程ADC值下降ADC值升高1W2W3W4WT2透过效应ShineThrough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（shinethrough)。Shinethrough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ShineThrougheADCeADC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DWIADC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临床应用弥散成像在乳腺中的应用恶性肿瘤的ADC均明显降低良性病变的ADC无明显降低与MR增强扫描的效果一致弥散成像在腹部的应用不利因素： 运动，T2时间过短（50ms），SNR下降主要用于囊性病变的鉴别 囊肿、血管瘤、脓肿、肝细胞癌测ADC图时的b值差可以反应实性肿瘤的血供含水丰富的肾脏具有较高的ADC值弥散成像其他临床应用eADCADC结肠癌肝转移弥散张量成像DTI原理和临床应用谢谢！弥散运动的方向性弥散的各向同性在均一状态下，水分子弥散运动在各个方向是相同的各方向弥散运动的向量轨迹为球形弥散的各向异性在非均一状态受屏障和生化特性的影响，水分子弥散运动在各个方向有差异各方向弥散运动的向量轨迹为椭球形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