磁共振弥散加权成像

关于磁共振弥散加权成像弥散的概念弥散是自然界中最基本的物理现象，指分子的不规则随机运动，即布朗运动。通常用于描述分子等颗粒由高浓度向低浓度区扩散的微观运动。第2页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI基本原理物理基础

人体中大约有70％的水，与DWI有关的弥散主要指体内水分子（包括自由水和结合水）的随机位移运动。在存在浓度梯度情况下，分子弥散运动遵循一定规律（Fick’s定律）。即在无外力作用下，分子总是从浓度高的一方向浓度低的一方位移。受限弥散细胞膜或大分子蛋白等生物组织中的天然屏障使得水分子的弥散受到限制，称为受限弥散（ristricteddiffusion)。第3页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI信号形成机制

活体组织中，水分子的弥散运动包括细胞外、细胞内和跨细胞运动以及微循环（灌注），细胞外运动和灌注是组织DWI信号衰减的主要原因。组织内水分子的随机运动越多，在DWI中的信号衰减越明显。自由水比固体组织有极高的弥散系数，导致信号大量丢失，在DWI上呈明显低信号。第4页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI定量分析

DWI上水分子随机微观运动的大小用弥散系数来描述，单位为平方毫米／秒。弥散系数越大，代表分子弥散运动越强。

弥散系数直接反映组织的弥散特性，为衡量生物组织中分子弥散程度的绝对值。但受限弥散、弥散时间、血流、运动、RF脉冲等因素均可影响测得的弥散系数。

表观弥散系数（apparentdiffusioncoefficient，ADC)—DWI上测得的生物组织整体结构特征的弥散系数，反映水分子弥散和毛细血管微循环（灌注）的人工参数。ADC是水分子移动的自由度。第5页,共40页，2024年2月25日，星期天

ADC＝[ln(S1/S2)]/(b2-b1)ln为自然对数。S为某一弥散敏感系数(b）下的信号强度，S1和S2代表两个不同b值兴趣区的信号强度。

b值——弥散加权程度（弥散敏感系数）。

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b值受灌注影响大，小b值主要反映局部组织的微循环血流灌注，测得的ADC值不稳定。b=0产生无弥散权中的T2像。大b值所测得ADC值受血流灌注影响小，较好反映组织内水分子的弥散运动。即b值越大，对水分子运动的检测越敏感，但图像的信噪比相应的下降。通常b值取1000s/mm3，成二组图像：b=0和b=1000。第7页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI图：弥散受限组织和长T2组织均表现为高信号。——不是纯粹的弥散图，包含T2WI成分。（脑脊液是黑的）ADC图：弥散程度高的组织信号高（亮），弥散受限组织表现为低信号。（脑脊液是白的）第8页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI成像原理磁共振弥散成像即在已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。最常用的脉冲序列是SE序列质子在沿梯度场进行弥散运动时，其自旋频率会发生改变。结果是回波时间内相位不能重聚，导致信号下降。第9页,共40页，2024年2月25日，星期天b=0b=1000第10页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤乳腺

第11页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI在脑梗塞的应用DWI对超急性和急性脑梗塞的检出敏感性为88％～100％，特异性为86％～100％。能够鉴别新鲜与陈旧性梗塞灶，并能评估预后。存在假阴性（病灶较小、空间分辨率有限）和假阳性（磁敏感效应所致）。第12页,共40页，2024年2月25日，星期天脑梗死不同时期的DWI表现超急性、急性期细胞毒性水肿期或血管源性水肿早期细胞肿胀，细胞外间隙明显缩小，水分子弥散严重障碍，DWI呈高信号，ADC值减低亚急性期血管源性水肿期组织含水总量较前增加，水分子弥散程度较前增加，DWI呈稍高信号，ADC值“假正常化”慢性期细胞液化坏死更多，组织含水量更多，ADC值升高，DWI呈低信号，T2WI呈高信号第13页,共40页，2024年2月25日，星期天脑梗死不同时期的DWI表现第14页,共40页，2024年2月25日，星期天超急性期脑梗死（3h）治疗3d后第15页,共40页，2024年2月25日，星期天急性期脑梗死（24h）第16页,共40页，2024年2月25日，星期天亚急性期脑梗死（10d）第17页,共40页，2024年2月25日，星期天慢性期脑梗死（3m）第18页,共40页，2024年2月25日，星期天脑缺血的演变过程早期梗死：ADC起决定作用，DWI为高信号亚急性期：血管源性水肿明显，ADC有所升高，但T2对比度对DWI有很大作用后期：T2对DWI的贡献无变化，但ADC明显升高，使DWI的信号下降。第19页,共40页，2024年2月25日，星期天ADC曲线的变化规律发病5小时以内----水分子的ADC值开始下降几小时内达到最低水平维持一较低水平逐渐上升达峰值病灶中心区的ADC值随时间的延长由低至高，于5-10天出现假性正常化表现第20页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤

第21页,共40页，2024年2月25日，星期天对新生儿急性缺血缺氧性脑病显示敏感，且能准确预测病灶范围。细胞毒性水肿（缺血缺氧性脑病——2d）第22页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤

第23页,共40页，2024年2月25日，星期天化脓性感染：脓腔于DWI呈均匀高信号，ADC降低——弥散受限，与脓液的高粘滞度和脓肿的多细胞性有关。DWI对细菌性脑膜炎并发的硬膜下（外）积脓和炎性渗出物有鉴别诊断意义，从而有利于指导临床治疗。DWI鉴别脑脓肿和肿瘤囊变（坏死），后者囊性部分于DWI呈低信号，ADC值升高。第24页,共40页，2024年2月25日，星期天脑脓肿第25页,共40页，2024年2月25日，星期天多形胶质母细胞瘤第26页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤

第27页,共40页，2024年2月25日，星期天多发性硬化（MS）：分期：急性期DWI呈高信号，慢性病灶呈等信号，急性期硬化斑ADC值明显低于慢性硬化斑。可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶。第28页,共40页，2024年2月25日，星期天多发性硬化——急性细胞毒性斑块第29页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤

第30页,共40页，2024年2月25日，星期天鉴别蛛网膜囊肿与表皮样囊肿：蛛网膜囊肿——DWI低信号，ADC明显高信号；表皮样囊肿——DWI高信号，ADC类似脑实质低于CSF信号。第31页,共40页，2024年2月25日，星期天表皮样囊肿第32页,共40页，2024年2月25日，星期天蛛网膜囊肿第33页,共40页，2024年2月25日，星期天表皮样囊肿第34页,共40页，2024年2月25日，星期天弥散成像在乳腺中的应用第35页,共40页，2024年2月25日，星期天弥散成像在乳腺中的应用恶性肿瘤的肿瘤细胞生长活跃，繁殖旺盛，细胞密度较高，细胞外间隙小，同时生物膜的限制和大分子物质对水分子的吸附作用也增强,恶性肿瘤水分子弥散受限,

ADC均明显降低良性病变的ADC无明显降低第36页,共40页，2024年2月25日，星期天DWI临床应用中枢神经系统脑梗塞缺血缺氧性脑病感染脱髓鞘病变肿瘤乳腺

第37页,共40页，2024年2月25日，星期天弥散成像在乳腺中的应用以ADC值