核磁共振扩散加权像的原理及临床

2/3/2023

1弥散成像的基本知识弥散的基本概念自由水的布朗运动影响因素组织结构生化特性温度外加使局部组织运动的因素测量方法生物、物理方法放射活性或荧光标记核磁共振成像核磁共振是目前在人体上进行水分子弥散测量与成像的唯一方法2/3/2023

2[(r2–r0)(r1–r0)]=6DtJ=-DVCJ分子弥散的流量

D弥散系数

VC

分子的浓度梯度●弥散系数：与水分子弥散相邻的两点间距离的平方根成正比弥散系数：一个比例常数，是水分子的扩散流量和浓度梯度的比值2/3/2023

3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。2/3/2023

4自由水受限水2/3/2023

5SE弥散加权像：信号的衰减与弥散系数有关GRE弥散加权像：

信号的衰减与弥散系数、组织的T1、T2时间、翻转角度有关。因此很难测出弥散系数的精确值。活体研究中，GRE弥散加权像的图像计算的ADC比真正的弥散系数大。

GRE扫描很快，不能加载幅度过大、时间过长的梯度●

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6SE与GRE的弥散加权图像的缺点速度慢伪影多2/3/2023

7△δ

△δGGδδ△b=γ2Gδ2(△–δ/3)2/3/2023

8b值是反映附加梯度场性质的参数b值的与信号衰减成正比b=γ2Gδ2(△–δ/3)2/3/2023

9由于MRI弥散加权像的图像的信噪比降低，因此为了使图像具有精确的弥散和足够的SNR，必须使弥散有关的图像的SNR降低在20-30%之间，TE等于T2。在人体中脑组织的T2值相对于其他部位较长。在1.5T磁共振中，脑组织的T2值最大为180-200ms。2/3/2023

10各项同性：弥散成像在x，y，z三个方向上加载梯度回波，立体测量三个方向上总的回波各项异性：从6至55个方向加在梯度测量水分子的弥散●

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11体内各种因素的变化使弥散系数不准确呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等T2shinethrough：由于DWI图像以SE-EPI序列扫描，含有不同程度的质子加权和T2成分，不能真正反映脑组织的弥散系数。●

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12ADC图：图像的对比度能反映ADC的真实大小。形成：有2个不同的b值的DWI图像计算●

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13弥散成像的临床应用2/3/2023

14DWI在神经系统的应用急性脑缺血肿瘤癫痫Parkinson病等变性性疾病指导临床治疗●

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15脑缺血的演变过程细胞内缺血表现（<3小时）

ADC图显示异常降低

DWI显示异常高信号

T2WI未见异常

血脑屏障轻微破坏，间质水肿（3-8小时）

ADC图无变化

DWI显示异常信号的范围增大

T2WI有范围小于DWI的异常信号

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16脑缺血的演变过程血脑屏障明显破坏（8–12小时）

ADC图显示的异常降低轻度增高

DWI显示异常高信号

T2WI与DWI显示同样的异常高信号

血管源性水肿加重，间质水肿明显（12小时以后）

ADC突无变化

DWI显示异常高信号（面积无变化）

T2WI与DWI显示同样的异常高信号

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17脑缺血的演变过程早期梗死：ADC起决定作用，DWI为高信号亚急性期：血管源性水肿明显，ADC有所升高，但

T2对比度对DWI有很大作用后期：T2对DWI的贡献无变化，但ADC明显升高，使DWI的信号下降。●

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18ADC曲线的变化规律发病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2/3/2023

191234RFslice信号强度弥散梯度静止水分子弥散水分子2/3/2023

20发病35分钟的脑卒中2/3/2023

21发病7小时的脑卒中2/3/2023

22发病3小时的脑卒中2/3/2023

23弥散成像在CNS肿瘤中的应用主要用于鉴别液化或含有液体的肿瘤脓肿囊肿肿瘤囊变2/3/2023

24最新文献报道单一方向的弥散成像应用多次激发弥散成像加上左右方向上的弥散梯度可以清楚地显示神经核团弥散成像spiral采集技术3D磁共振弥散成像技术(MagnResonMed2001Jul；46(1)：183-32/3/2023

25颈髓弥散成像2/3/2023

26弥散成像在乳腺中的应用恶性肿瘤的ADC均明显降低良性病变的ADC无明显降低与MR增强扫描的效果一致●

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27弥散成像在腹部的应用不利因素：运动

T2时间过短（50ms），S