1、8/4/2022 1弥散成像的基本知识弥散成像的基本知识 弥散的基本概念弥散的基本概念 自由水的布朗运动自由水的布朗运动 影响因素影响因素 组织结构组织结构 生化特性生化特性 温度温度 外加使局部组织运动的因素外加使局部组织运动的因素 测量方法测量方法 生物、物理方法生物、物理方法 放射活性或荧光标记放射活性或荧光标记 核磁共振成像核磁共振成像核磁共振是目前在人体上进行水分子弥散测量与成像的唯一方法核磁共振是目前在人体上进行水分子弥散测量与成像的唯一方法8/4/2022 2(r2 r0)(r1 r0)=6DtJ=-DVC J 分子弥散的流量分子弥散的流量 D 弥散系数弥散系数 VC 分子的浓度
2、梯度分子的浓度梯度 弥散系数弥散系数：与水分子弥散相邻的两点间距与水分子弥散相邻的两点间距 离的平方根成正比离的平方根成正比弥散系数弥散系数：一个比例常数，是水分子的扩一个比例常数，是水分子的扩 散流量和浓度梯度的比值散流量和浓度梯度的比值8/4/2022 3v磁共振弥散成像即在已有脉冲序列的基础上加上一对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脉冲序列是SE序列序列v质子在沿梯度场进行弥散运动时，其自旋频率会发生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
3、内相位不能重聚，导致信号下降。改变。结果是回波时间内相位不能重聚，导致信号下降。8/4/2022 4-10-10-1003DZ3001003DY303DX301010-10-10-1003DZ3001003DY303DX301010自由水受限水8/4/2022 5 SE弥散加权像弥散加权像：信号的衰减与弥散系数有关信号的衰减与弥散系数有关GRE弥散加权像弥散加权像：信号的衰减与弥散系数、组织的信号的衰减与弥散系数、组织的T1、T2时间、时间、翻转角度有关。因此很难测出弥散系数的精翻转角度有关。因此很难测出弥散系数的精 确值。活体研究中，确值。活体研究中，GRE弥散加权像的图像弥散加权像的图像
4、计算的计算的ADC比真正的弥散系数大。比真正的弥散系数大。GRE扫描很快，不能加载幅度过大、时间过长的扫描很快，不能加载幅度过大、时间过长的 梯度梯度 8/4/2022 6SE与与GRE的弥散加权图像的缺点的弥散加权图像的缺点 速度慢速度慢 伪影多伪影多8/4/2022 7 GG b=2G2(/3)8/4/2022 8b值是反映附加梯度场性质的参数值是反映附加梯度场性质的参数b值的与信号衰减成正比值的与信号衰减成正比b=2G2(/3)8/4/2022 9由于由于MRI弥散加权像的图像的信噪比降低，因弥散加权像的图像的信噪比降低，因此为了使图像具有精确的弥散和足够的此为了使图像具有精确的弥散和足
5、够的SNR，必须使弥散有关的图像的必须使弥散有关的图像的SNR降低在降低在20-30%之之间，间，TE 等于等于 T2。在人体中脑组织的在人体中脑组织的T2值相对值相对于其他部位较长。在于其他部位较长。在1.5T磁共振中，脑组织的磁共振中，脑组织的T2值值最大为最大为180-200ms。8/4/2022 10各项同性：各项同性：弥散成像在弥散成像在x，y，z三个方三个方 向上加载梯度回波，立体测量三个方向向上加载梯度回波，立体测量三个方向 上总的回波上总的回波各项异性：各项异性：从从6至至55个方向加在梯度测个方向加在梯度测 量水分子的弥散量水分子的弥散 8/4/2022 11体内各种因素的变
6、化使弥散系数不准确体内各种因素的变化使弥散系数不准确 呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等T2 shine through：由于由于DWI图像以图像以SE-EPI序列序列 扫描，含有不同程度的质子加权和扫描，含有不同程度的质子加权和T2成分，成分，不能真正反映脑组织的弥散系数。不能真正反映脑组织的弥散系数。8/4/2022 12ADC图图：图像的对比度能反映：图像的对比度能反映ADC的真的真 实大小。实大小。形成形成：有有2个不同的个不同的b值的值的DWI图像计算图像计算 8/4/2022 13弥散成像的临床应用弥散成像的临床应用8/4/2022 14DWI
7、DWI在神经系统的应用在神经系统的应用急性脑缺血急性脑缺血肿瘤肿瘤癫痫癫痫Parkinson病等变性性疾病病等变性性疾病指导临床治疗指导临床治疗 8/4/2022 15脑缺血的演变过程脑缺血的演变过程细胞内缺血表现（细胞内缺血表现（3小时小时）ADC图显示异常降低图显示异常降低DWI显示异常高信号显示异常高信号T2WI未见异常未见异常血脑屏障轻微破坏，间质水肿（血脑屏障轻微破坏，间质水肿（3-8小时小时）ADC图无变化图无变化DWI显示异常信号的范围增大显示异常信号的范围增大T2WI有范围小于有范围小于DWI的异常信号的异常信号 8/4/2022 16脑缺血的演变过程脑缺血的演变过程血脑屏障明
8、显破坏（血脑屏障明显破坏（8 12 小时）小时）ADC图显示的异常降低轻度增高图显示的异常降低轻度增高DWI显示异常高信号显示异常高信号T2WI与与DWI显示同样的异常高信号显示同样的异常高信号 血管源性水肿加重，间质水肿明显（血管源性水肿加重，间质水肿明显（12小时以后）小时以后）ADC突无变化突无变化DWI显示异常高信号（面积无变化）显示异常高信号（面积无变化）T2WI与与DWI显示同样的异常高信号显示同样的异常高信号 8/4/2022 17脑缺血的演变过程脑缺血的演变过程早期梗死早期梗死：ADC起决定作用，起决定作用，DWI为高信号为高信号亚急性期亚急性期：血管源性水肿明显，：血管源性水
9、肿明显，ADC有所升高，但有所升高，但 T2对比度对对比度对DWI有很大作用有很大作用后期后期：T2对对DWI的贡献无变化，但的贡献无变化，但ADC明显升高，明显升高，使使DWI的信号下降。的信号下降。8/4/2022 18ADCADC曲线的变化规律曲线的变化规律发病发病5小时以内小时以内-水分子的水分子的ADC值开始下降值开始下降几小时内达到最低水平几小时内达到最低水平维持一较低水平维持一较低水平逐渐上升逐渐上升达峰值达峰值病灶中心区的病灶中心区的ADC值值随时间的延长由低至高，于随时间的延长由低至高，于5-10天出现假性正常化天出现假性正常化表现表现8/4/2022 191234RFsli
10、ce信号强度弥散梯度静止水分子弥散水分子8/4/2022 20发病发病35分钟的脑卒中分钟的脑卒中8/4/2022 21发病发病7 7小时的脑卒中小时的脑卒中8/4/2022 22发病发病3 3小时的脑卒中小时的脑卒中8/4/2022 23弥散成像在弥散成像在CNSCNS肿瘤中的应用肿瘤中的应用主要用于鉴别液化或含有液体的肿瘤主要用于鉴别液化或含有液体的肿瘤 脓肿脓肿 囊肿囊肿 肿瘤囊变肿瘤囊变8/4/2022 24最新文献报道最新文献报道单一方向的弥散成像应用单一方向的弥散成像应用多次激发弥散成像加上左右方向上的弥散梯度可以清多次激发弥散成像加上左右方向上的弥散梯度可以清楚地显示神经核团楚地
11、显示神经核团弥散成像弥散成像spiral 采集技术采集技术3D磁共振弥散成像技术磁共振弥散成像技术(Magn Reson Med 2001 Jul；46(1)：183-38/4/2022 25颈髓弥散成像颈髓弥散成像8/4/2022 26弥散成像在乳腺中的应用弥散成像在乳腺中的应用恶性肿瘤的恶性肿瘤的ADC均明显降低均明显降低良性病变的良性病变的ADC无明显降低无明显降低与与MR增强扫描的效果一致增强扫描的效果一致 8/4/2022 27弥散成像在腹部的应用弥散成像在腹部的应用不利因素：运动不利因素：运动T2时间过短（时间过短（50ms），），SNR下降下降主要用于囊性病变的鉴别主要用于囊性病变的鉴别囊肿、血管瘤、脓肿、肝细胞癌囊肿、血管瘤、脓肿、肝细胞癌测测ADC图时的图时的b值差可以反应实性肿瘤的血供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含水丰富的肾脏具有较高的ADC值值 8/4/2022 28eADCADCMetastasis of a colic Metastasis of a colic cancercancer
