磁共振弥散加权像DWI的临床应用ppt课件.ppt

磁共振弥散加权像DiffusionWeightedImagingDWI的临床应用 cge 概念 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 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 DWI基本原理 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 水分子随机运动过程中不断相互碰撞 每次碰撞后水分子发生偏向并旋转 使其位置与运动方向发生随机变化 在存在浓度梯度情况下 分子弥散运动遵循一定规律 Fick s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 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 ristricteddiffusion 弥散方式 各向同性弥散在均匀介质中 水分子任何方向的弥散系数都相等 称为各向同性弥散 isotropicdiffusion 即弥散不受方向的限制 各向异性弥散同一介质在三个弥散梯度方向 相位 层面和读出方向 上呈现不同的弥散运动 引起不同的信号表现 称为各向异性弥散 anisotropicdiffusion DWI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 DWI是在常规MRI序列的基础上 在X Y Z轴三个互相垂直的方向上施加弥散敏感梯度 从而获得反映体内水分子弥散运动状况的MR图像 优点 1 明显减少成像时间 2 降低运动伪影 propeller技术应用 3 增加因分子运动而使信号强度变化的敏感性 定量指标 DWI图ADC图 弥散定量指标 DWI ADC DWI定量分析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 是目前在活体上测量水分子弥散运动与成像的唯一方法ADC表观弥散系数 apparentdiffusioncoefficient 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 ADC ln 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值感兴趣区的信号强度 b值 弥散加权程度 弥散敏感系数 b A 3 为旋磁比 A分别为扩散梯度持续时间 间隔时间及强度 b值单位为秒 平方毫米 临床应用中一般固定 仅通过改变A的大小而获得不同的b值 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 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 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 通常b值取1000s mm3 成二组图像 b 0和b 1000 DWI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ADC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 eADC图 弥散受限组织信号高 自由弥散组织信号低 消除了T2穿透 shinethrough 效应的影响 脑脊液是黑的 DWI b 1000 DWI b 0 ADC DWI的临床应用 中枢神经系统骨骼肌肉系统 肝脏 乳腺 卵巢子宫肾脏 前列腺心脏血 中枢神经系统 超急性期和急性期脑缺血 感染 脱髓鞘病变 肿瘤 DWI早期诊断脑缺血机理 缺血后几分钟钠 钾泵功能失调细胞内钠 水潴留水分子扩散下降 ADC值下降 局部区域信号增高 DWI 病例1 张壮上 男性 超急性期和急性期脑缺血 DWI对超急性和急性脑梗塞的检出敏感性为88 100 特异性为86 100 能够鉴别新鲜与陈旧性梗塞灶 并能评估预后 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 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 对一过性缺血发作 TIA 显示优于常规MRI 病例2 邓碧莹 女 岁 T1 病例3 翟国开 男 岁 病例4 黎自军 男 岁 病例5 粟素群 女 感染 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 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 一定程度上鉴别疱疹性脑炎和颞叶浸润性胶质瘤 脱髓鞘病变 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明显高于慢性硬化斑 可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶 肿瘤鉴别 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 鉴别脑脓肿和肿瘤囊变 坏死 胶质瘤分级 表皮样囊肿术后残存脑脓肿多形胶质母细胞瘤 肝脏MR扩散成像 DWI是目前唯一能在活体上进行分子扩散测量 分析内部结构及组织成分 反映活体组织功能状态的功能性成像 EPI技术 脂肪抑制 FS 选择不同的b值 100 500 1000s mm2 ADC值测量 DWI图像上 每个病变部位选择兴趣区 3个 测量信号强度ADC值计算 ADC In S低 S高 b高 b低 肝脏MR扩散成像 肝脏各病变的ADC值范围及平均ADC值 10 3mm2 10 3mm2 s 病变类别ADC值范围