磁共振弥散加权成像ppt课件

磁共振弥散加权成像的原理 及临床应用 1 弥散的概念 v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。 2 DWI基本原理 v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（Ficks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 。 v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（ristricted diffusion)。 3 vDWI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。 4 vDWI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。 v 表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，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。 5 ADCln(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）。 6 v 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。 v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。 v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。 v通常b值取1000s/mm3，成二组图像：b=0和b=1000。 7 vDWI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） vADC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） 8 DWI成像原理 v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 v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。 9 b=0 b=1000 10 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染 v脱髓鞘病变 v肿瘤 v乳腺 11 vDWI在脑梗塞的应用 vDWI对超急性和急性脑梗塞的检出敏感性为88100， 特异性为86100。 v能够鉴别新鲜与陈旧性梗塞灶，并能评估预后。 v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）。 12 脑梗死不同时期的DWI表现 v超急性、急性期 v细胞毒性水肿期或血管源性水肿早期 v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 v亚急性期 v血管源性水肿期 v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” v慢性期 v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 13 脑梗死不同时期的DWI表现 超急性期 6h 急性期 6h3d 亚急性期 3d3w 慢性期 3w3m T2等高高高 DWI高极高高等/低 ADC低极低低高 14 超急性期脑梗死 （3h） 治疗3d后 15 急性期脑梗死（24h） 16 亚急性期脑梗死 （10d） 17 慢性期脑梗死 （3m） 18 脑缺血的演变过程 v早期梗死：ADC起决定作用，DWI为高信号 v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 v后期：T2对DWI的贡献无变化，但ADC明显 升高，使DWI的信号下降。 19 ADC曲线的变化规律 v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 v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 20 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染 v脱髓鞘病变 v肿瘤 21 v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） 22 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染 v脱髓鞘病变 v肿瘤 23 v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。 vDWI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。 vDWI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。 24 脑脓肿 25 多形胶质母细胞瘤 26 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染 v脱髓鞘病变 v肿瘤 27 v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。 v可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶。 28 多发性硬化急性细胞毒性斑块 29 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染 v脱髓鞘病变 v肿瘤 30 v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。 31 表皮样囊肿 32 蛛网膜囊肿 33 表皮样囊肿 34 弥散成像在乳腺中的应用 35 弥散成像在乳腺中的应用 v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 v良性病变的ADC无明显降低 36 DWI临床应用 v中枢神经系统 v脑梗塞 v缺血缺氧性脑病 v感染