磁共振彌散加權(quán)成像.ppt

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1、磁共振彌散加權(quán)成像的原理及臨床應(yīng)用彌散的概念彌散是自然界中最基本的物理現(xiàn)象，指分子的不規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)。通常用于描述分子等顆粒由高濃度向低濃度區(qū)擴(kuò)散的微觀運(yùn)動(dòng)。DWI基本原理物理基礎(chǔ)人體中大約有70％的水，與DWI有關(guān)的彌散主要指體內(nèi)水分子（包括自由水和結(jié)合水）的隨機(jī)位移運(yùn)動(dòng)。在存在濃度梯度情況下，分子彌散運(yùn)動(dòng)遵循一定規(guī)律（Fick’s定律）。即在無(wú)外力作用下，分子總是從濃度高的一方向濃度低的一方位移。受限彌散細(xì)胞膜或大分子蛋白等生物組織中的天然屏障使得水分子的彌散受到限制，稱為受限彌散（ristricteddiffusion)。

2、DWI信號(hào)形成機(jī)制活體組織中，水分子的彌散運(yùn)動(dòng)包括細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)和跨細(xì)胞運(yùn)動(dòng)以及微循環(huán)（灌注），細(xì)胞外運(yùn)動(dòng)和灌注是組織DWI信號(hào)衰減的主要原因。組織內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)越多，在DWI中的信號(hào)衰減越明顯。自由水比固體組織有極高的彌散系數(shù)，導(dǎo)致信號(hào)大量丟失，在DWI上呈明顯低信號(hào)。DWI定量分析DWI上水分子隨機(jī)微觀運(yùn)動(dòng)的大小用彌散系數(shù)來(lái)描述，單位為平方毫米／秒。彌散系數(shù)越大，代表分子彌散運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)。彌散系數(shù)直接反映組織的彌散特性，為衡量生物組織中分子彌散程度的絕對(duì)值。但受限彌散、彌散時(shí)間、血流、運(yùn)動(dòng)、RF脈沖等因素均可影響測(cè)得的彌散系數(shù)。表觀彌

3、散系數(shù)（apparentdiffusioncoefficient，ADC)—DWI上測(cè)得的生物組織整體結(jié)構(gòu)特征的彌散系數(shù)，反映水分子彌散和毛細(xì)血管微循環(huán)（灌注）的人工參數(shù)。ADC是水分子移動(dòng)的自由度。ADC＝[ln(S1/S2)]/(b2-b1)ln為自然對(duì)數(shù)。S為某一彌散敏感系數(shù)(b）下的信號(hào)強(qiáng)度，S1和S2代表兩個(gè)不同b值興趣區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度。b值——彌散加權(quán)程度（彌散敏感系數(shù)）。b值受灌注影響大，小b值主要反映局部組織的微循環(huán)血流灌注，測(cè)得的ADC值不穩(wěn)定。b=0產(chǎn)生無(wú)彌散權(quán)中的T2像。大b值所測(cè)得ADC值受血流灌注影響小，較好反映組織

4、內(nèi)水分子的彌散運(yùn)動(dòng)。即b值越大，對(duì)水分子運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)越敏感，但圖像的信噪比相應(yīng)的下降。通常b值取1000s/mm3，成二組圖像：b=0和b=1000。DWI圖：彌散受限組織和長(zhǎng)T2組織均表現(xiàn)為高信號(hào)。——不是純粹的彌散圖，包含T2WI成分。（腦脊液是黑的）ADC圖：彌散程度高的組織信號(hào)高（亮），彌散受限組織表現(xiàn)為低信號(hào)。（腦脊液是白的）DWI成像原理磁共振彌散成像即在已有脈沖序列的基礎(chǔ)上加上一對(duì)梯度脈沖，此梯度脈沖即水分子彌散的標(biāo)記物。最常用的脈沖序列是SE序列質(zhì)子在沿梯度場(chǎng)進(jìn)行彌散運(yùn)動(dòng)時(shí)，其自旋頻率會(huì)發(fā)生改變。結(jié)果是回波時(shí)間內(nèi)相位不能重聚

5、，導(dǎo)致信號(hào)下降。b=0b=1000DWI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦梗塞缺血缺氧性腦病感染脫髓鞘病變腫瘤乳腺DWI在腦梗塞的應(yīng)用DWI對(duì)超急性和急性腦梗塞的檢出敏感性為88％～100％，特異性為86％～100％。能夠鑒別新鮮與陳舊性梗塞灶，并能評(píng)估預(yù)后。存在假陰性（病灶較小、空間分辨率有限）和假陽(yáng)性（磁敏感效應(yīng)所致）。腦梗死不同時(shí)期的DWI表現(xiàn)超急性、急性期細(xì)胞毒性水腫期或血管源性水腫早期細(xì)胞腫脹，細(xì)胞外間隙明顯縮小，水分子彌散嚴(yán)重障礙，DWI呈高信號(hào)，ADC值減低亞急性期血管源性水腫期組織含水總量較前增加，水分子彌散程度較前增加，DWI呈稍高

6、信號(hào)，ADC值“假正?；甭云诩?xì)胞液化壞死更多，組織含水量更多，ADC值升高，DWI呈低信號(hào)，T2WI呈高信號(hào)腦梗死不同時(shí)期的DWI表現(xiàn)超急性期＜6h急性期6h～3d亞急性期3d～3w慢性期3w～3mT2等高高高DWI高極高高等/低ADC低極低低高超急性期腦梗死（3h）治療3d后急性期腦梗死（24h）亞急性期腦梗死（10d）慢性期腦梗死（3m）腦缺血的演變過(guò)程早期梗死：ADC起決定作用，DWI為高信號(hào)亞急性期：血管源性水腫明顯，ADC有所升高，但T2對(duì)比度對(duì)DWI有很大作用后期：T2對(duì)DWI的貢獻(xiàn)無(wú)變化，但ADC明顯升高，使DWI的信號(hào)

7、下降。ADC曲線的變化規(guī)律發(fā)病5小時(shí)以內(nèi)----水分子的ADC值開(kāi)始下降幾小時(shí)內(nèi)達(dá)到最低水平維持一較低水平逐漸上升達(dá)峰值病灶中心區(qū)的ADC值隨時(shí)間的延長(zhǎng)由低至高，于5-10天出現(xiàn)假性正?；憩F(xiàn)DWI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦梗塞缺血缺氧性腦病感染脫髓鞘病變腫瘤對(duì)新生兒急性缺血缺氧性腦病顯示敏感，且能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)病灶范圍。細(xì)胞毒性水腫（缺血缺氧性腦病——2d）DWI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦梗塞缺血缺氧性腦病感染脫髓鞘病變腫瘤化膿性感染：膿腔于DWI呈均勻高信號(hào)，ADC降低——彌散受限，與膿液的高粘滯度和膿腫的多細(xì)胞性有關(guān)。DWI對(duì)細(xì)菌性腦膜炎并發(fā)的硬

8、膜下（外）積膿和炎性滲出物有鑒別診斷意義，從而有利于指導(dǎo)臨床治療。DWI鑒別腦膿腫和腫瘤囊變（壞死），后者囊性部分于DWI呈低信號(hào)，ADC值升高。腦膿腫多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤DWI臨床應(yīng)用中樞神經(jīng)系