核磁共振擴散加權像的原理及臨床

2/3/2023

1彌散成像的基本知識彌散的基本概念自由水的布朗運動影響因素組織結構生化特性溫度外加使局部組織運動的因素測量方法生物、物理方法放射活性或熒光標記核磁共振成像核磁共振是目前在人體上進行水分子彌散測量與成像的唯一方法2/3/2023

2[(r2–r0)(r1–r0)]=6DtJ=-DVCJ分子彌散的流量

D彌散系數

VC

分子的濃度梯度●彌散系數：與水分子彌散相鄰的兩點間距離的平方根成正比彌散系數：一個比例常數，是水分子的擴散流量和濃度梯度的比值2/3/2023

3磁共振彌散成像即在已有脈沖序列的基礎上加上一對梯度脈沖，此梯度脈沖即水分子彌散的標記物。最常用的脈沖序列是SE序列質子在沿梯度場進行彌散運動時，其自旋頻率會發生改變。結果是回波時間內相位不能重聚，導致信號下降。2/3/2023

4自由水受限水2/3/2023

5SE彌散加權像：信號的衰減與彌散系數有關GRE彌散加權像：

信號的衰減與彌散系數、組織的T1、T2時間、翻轉角度有關。因此很難測出彌散系數的精確值。活體研究中，GRE彌散加權像的圖像計算的ADC比真正的彌散系數大。

GRE掃描很快，不能加載幅度過大、時間過長的梯度●

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6SE與GRE的彌散加權圖像的缺點速度慢偽影多2/3/2023

7△δ

△δGGδδ△b=γ2Gδ2(△–δ/3)2/3/2023

8b值是反映附加梯度場性質的參數b值的與信號衰減成正比b=γ2Gδ2(△–δ/3)2/3/2023

9由于MRI彌散加權像的圖像的信噪比降低，因此為了使圖像具有精確的彌散和足夠的SNR，必須使彌散有關的圖像的SNR降低在20-30%之間，TE等于T2。在人體中腦組織的T2值相對于其他部位較長。在1.5T磁共振中，腦組織的T2值最大為180-200ms。2/3/2023

10各項同性：彌散成像在x，y，z三個方向上加載梯度回波，立體測量三個方向上總的回波各項異性：從6至55個方向加在梯度測量水分子的彌散●

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11體內各種因素的變化使彌散系數不準確呼吸、心跳、毛細血管灌注、組織結構等T2shinethrough：由于DWI圖像以SE-EPI序列掃描，含有不同程度的質子加權和T2成分，不能真正反映腦組織的彌散系數。●

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12ADC圖：圖像的對比度能反映ADC的真實大小。形成：有2個不同的b值的DWI圖像計算●

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13彌散成像的臨床應用2/3/2023

14DWI在神經系統的應用急性腦缺血腫瘤癲癇Parkinson病等變性性疾病指導臨床治療●

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15腦缺血的演變過程細胞內缺血表現（<3小時）

ADC圖顯示異常降低

DWI顯示異常高信號

T2WI未見異常

血腦屏障輕微破壞，間質水腫（3-8小時）

ADC圖無變化

DWI顯示異常信號的范圍增大

T2WI有范圍小于DWI的異常信號

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16腦缺血的演變過程血腦屏障明顯破壞（8–12小時）

ADC圖顯示的異常降低輕度增高

DWI顯示異常高信號

T2WI與DWI顯示同樣的異常高信號

血管源性水腫加重，間質水腫明顯（12小時以后）

ADC突無變化

DWI顯示異常高信號（面積無變化）

T2WI與DWI顯示同樣的異常高信號

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17腦缺血的演變過程早期梗死：ADC起決定作用，DWI為高信號亞急性期：血管源性水腫明顯，ADC有所升高，但

T2對比度對DWI有很大作用后期：T2對DWI的貢獻無變化，但ADC明顯升高，使DWI的信號下降。●

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18ADC曲線的變化規律發病5小時以內----水分子的ADC值開始下降幾小時內達到最低水平維持一較低水平逐漸上升達峰值病灶中心區的ADC值隨時間的延長由低至高，于5-10天出現假性正常化表現2/3/2023

191234RFslice信號強度彌散梯度靜止水分子彌散水分子2/3/2023

20發病35分鐘的腦卒中2/3/2023

21發病7小時的腦卒中2/3/2023

22發病3小時的腦卒中2/3/2023

23彌散成像在CNS腫瘤中的應用主要用于鑒別液化或含有液體的腫瘤膿腫囊腫腫瘤囊變2/3/2023

24最新文獻報道單一方向的彌散成像應用多次激發彌散成像加上左右方向上的彌散梯度可以清楚地顯示神經核團彌散成像spiral采集技術3D磁共振彌散成像技術(MagnResonMed2001Jul；46(1)：183-32/3/2023

25頸髓彌散成像2/3/2023

26彌散成像在乳腺中的應用惡性腫瘤的ADC均明顯降低良性病變的ADC無明顯降低與MR增強掃描的效果一致●

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27彌散成像在腹部的應用不利因素：運動

T2時間過短（50ms），S