磁共振擴散成像的原理和臨床應(yīng)用

磁共振擴散成像的原理和臨床應(yīng)用第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一擴散（彌散）擴散，是指分子從周圍環(huán)境的熱能中獲取運動能量而使分子發(fā)生的一連串的、小的、隨機的位移現(xiàn)象并相互碰撞，也稱分子的熱運動或布朗運動。第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一DWI原理DWI的成像基礎(chǔ)：水分子的布朗運動。通過測量施加擴散敏感梯度場前后組織發(fā)生的信號強度變化，來檢測組織中水分子擴散狀態(tài)（自由度及方向），后者可間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)特點及其變化。是唯一一個能夠反映活體水分子運動狀態(tài)的MRI成像方式。第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一SE-EPI序列第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一b值、ADC值b值越高，擴散的權(quán)重越重，T2透過效應(yīng)越低b值越高，信號越弱，信噪比越差第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

通過兩個以上不同彌散敏感梯度值（b值）的彌散加權(quán)象，可計算出彌散敏感梯度方向上水分子的表觀彌散系數(shù)（apparentdiffusioncoefficient

ADC）

ADC=In(S低/S高)/(b高-b低)=&b=0

b=1000

ADC

ADC反映了水分子的擴散運動的能力,指水分子單位時間內(nèi)擴散運動的范圍，越高代表水分子擴散能力越強。第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一各向同性擴散、

各向異性擴散

第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

然而DWI成像只在相位、層面和讀出方向三個方向上施加敏感梯度

，不能完全、正確地評價不同組織在三維空間內(nèi)的彌散情況，組織各向異性程度往往被低估。

DTI則可以在三維空間內(nèi)定量分析組織內(nèi)水分子的彌散的特性。第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一DTI成像原理要描述水分子的空間彌散情況，引入了張量的概念，腦白質(zhì)中每一個體素的各向異性擴散過程就可以用張量D表示。需要用一個二維矩陣表示：第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一均質(zhì)介質(zhì)為

λ1=λ2=λ3彌散張量D描述為球形纖維中的水分子具有較高的各向異性，擴散方向與纖維走行方向一致；λ1>λ2>λ3，彌散張量D為橢球形第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一要評估彌散的各向異性，首先要確定整體彌散張量，理論上至少需要在6個不同非共線方向上連續(xù)應(yīng)用彌散梯度得到一個六元一次方程組，最后利用這些圖可以求得每個體素的有效彌散張量D理論上6次就可以，但是由于噪聲的存在，方向越多，三維空間分布越均勻則數(shù)據(jù)越準確第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一DTI的量化參數(shù)

平均擴散率表觀彌散系數(shù)（apparentdiffusioncoefficient，ADC）各向異性的參數(shù)

部分各向異性指數(shù)（fractionalanisotropy，F(xiàn)A）：最常用相對各向異性（relativeanisotropy，RA）

容積比（volumeratio，VR）第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一臨床應(yīng)用——神經(jīng)系統(tǒng)（最廣泛）中樞神經(jīng)系統(tǒng)：1.發(fā)育2.腦梗死3.腦腫瘤：級別、范圍、鑒別轉(zhuǎn)移瘤和膠質(zhì)瘤、指導(dǎo)外科手術(shù)4.腦白質(zhì)變性疾病5.脊髓損傷及腫瘤6.精神、神經(jīng)性疾病的腦結(jié)構(gòu)改變周圍神經(jīng)系統(tǒng)：1.損傷2.腫瘤第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一46Y，F(xiàn)，突發(fā)右側(cè)無力十天，左側(cè)內(nèi)囊后肢梗塞第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一F，27，星形細胞瘤，緊鄰錐體束并推壓錐體束，術(shù)前左側(cè)上下肢肌力III級，KPS評分60，術(shù)后肌力V級，KSP提高為100第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一M，22歲，多形性膠質(zhì)母細胞瘤，侵犯并破壞錐體束，術(shù)前左側(cè)上下肢肌力III級，KPS評分60，術(shù)后肌力仍為III級，KSP評分60第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一

F,47y,進行性神志模糊二十天，意識障礙十五天,考慮脫髓鞘疾病，藥物性腦炎可能第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一惡性神經(jīng)鞘瘤第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一臨床應(yīng)用——腹部第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一鑒別診斷第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一胰頭癌第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一胃癌腹腔種植轉(zhuǎn)移第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一檢測淋巴結(jié)第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一鑒別診斷（腎臟）第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一宮頸癌臨床應(yīng)用——盆腔第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期