弥散加权成像DWI原理和临床应用.ppt

弥散加权成像DWI原理和临床应用弥散现象弥散现象(Diffusion)水分子的热运动，即布朗运动随机和无规律人体组织大部分是水弥散系数弥散系数(Diffusion Coefficience,D)衡量水分子弥散的程度，弥散系数越大，水分子弥散的距离越大。组织的病变引起弥散系数的变化，用表观弥散系数来表示。弥散现象弥散的影响因素弥散的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弥散的测量弥散的测量生物、物理方法放射活性或荧光标记核磁共振成像（目前在人体上进行水分子目前在人体上进行水分子弥散测量与成像的唯一方法弥散测量与成像的唯一方法）弥散现象成像原理成像原理基本脉冲序列：SE EPI磁共振弥散成像在原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。弥散成像原理b=2G2(/3)bb值是反映附加梯度场性值是反映附加梯度场性值是反映附加梯度场性值是反映附加梯度场性质的参数质的参数质的参数质的参数弥散加权成像中的弥散运动弥散加权成像中的弥散运动1234静止水分子弥散水分子射频场梯度场信号强度9001800弥散梯度场对水分子弥散程度决定了信号降低的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；水分子弥散程度决定了信号降低的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；反之，水分子弥散受限的程度决定了信号增高的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；反之，水分子弥散受限的程度决定了信号增高的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；弥散图像的影响因素ADC：表观弥散系数 T2WI,B=0 DWI,B=1000弥散图像的影响因素体内各种因素的变化影响弥散运动体内各种因素的变化影响弥散运动呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等T2透过效应透过效应（T2 shine through)由于由于DWI图像以图像以SE-EPI序列扫描，含有不同程度的质序列扫描，含有不同程度的质子加权和子加权和T2成分，不能真正反映脑组织的弥散系数成分，不能真正反映脑组织的弥散系数弥散图像包含有弥散图像包含有T2、质子和弥散程度变化的综合信息、质子和弥散程度变化的综合信息=&b=0 b=1000 ADCT2spin弥散弥散DWIADC：表观弥散系数S0S*exp(-g2G2d2(D-d/3)D)=S0 *exp(-)=SbADC9001800GG D弥散梯度场、弥散梯度场、b b值和值和ADCADC值值b=0b=1200 s/mm2脉冲序列的选择脉冲序列脉冲序列SE EPI弥散加权像：弥散加权像：信号的衰减与弥散系数有很好的相关性信号的衰减与弥散系数有很好的相关性GRE EPI弥散加权像：弥散加权像：信号的衰减与弥散系数、组织的信号的衰减与弥散系数、组织的T1、T2时间、翻转时间、翻转角有关，很难测出弥散系数的精确值。角有关，很难测出弥散系数的精确值。GRE扫描很快，不能加载幅度大、时间过长的梯度扫描很快，不能加载幅度大、时间过长的梯度中枢神经系统应用中枢神经系统应用TE=70ms保证弥散加权像图像的信噪比，保证弥散加权像图像的信噪比，TE 应等于应等于 T2。在。在1.5T磁磁共振中，脑组织的共振中，脑组织的T2值最大为值最大为180-200ms。b=1000ZOOM线圈线圈相位校正，优化相位校正，优化TE选项，选项，Asset弥散加权成像的应用病变组织弥散改变的病理基础病变组织弥散改变的病理基础弥散加权成像在急性脑梗塞中的应用和影像学表现弥散加权成像在急性脑梗塞中的应用和影像学表现T2透过效应透过效应(T2 Shine Through)GE独有的指数表观弥散系数：独有的指数表观弥散系数：eADC弥散加权成像在临床上的应用范围弥散加权成像在临床上的应用范围弥散改变的病理基础正常组织正常组织随机运动的水分子随机运动的水分子-低信号低信号细胞毒性水肿的组织细胞毒性水肿的组织运动受限的水分子运动受限的水分子-高信号高信号A B组织内影响水分子弥散的因素组织内影响水分子弥散的因素 细胞内外的体积变化细胞内外的体积变化水分子通过细胞膜的渗透作用水分子通过细胞膜的渗透作用细胞外间隙形态的改变细胞外间隙形态的改变弥散系统的正常范围表观弥散系统的正常范围表观弥散系统的正常范围自由水的自由水的ADC值大约为值大约为 2.5x10-3mm2/s正常脑组织的正常脑组织的ADC值为值为 -3mm2/s脑组织急性病变的脑组织急性病变的ADC值多为降低值多为降低脑组织亚急性或慢性病变的脑组织亚急性或慢性病变的ADC值多为升高值多为升高ADC异常变化的上下限为异常变化的上下限为 0.4x10-3mm2/s 2.5x10-3mm2/s急性脑梗塞弥散成像急性脑梗塞的弥散表现急性脑梗塞的弥散表现细胞内缺血表现（细胞内缺血表现（3 3小时小时 ）ADCADC图显示异常降低图显示异常降低DWIDWI显示异常高信号显示异常高信号T2WIT2WI未见异常未见异常血脑屏障轻微破坏，间质水肿（血脑屏障轻微破坏，间质水肿（3-83-8小时小时 ）ADCADC图无变化，仍是降低图无变化，仍是降低DWIDWI显示异常信号的范围增大显示异常信号的范围增大T2WIT2WI有范围小于有范围小于DWIDWI的异常信号的异常信号血脑屏障明显破坏（血脑屏障明显破坏（8 12 8 12 小时）小时）ADCADC图显示的异常降低轻度增高图显示的异常降低轻度增高 DWIDWI显示异常高信号显示异常高信号T2WIT2WI与与DWIDWI显示同样的异常高信号显示同样的异常高信号血管源性水肿加重，间质水肿明显（血管源性水肿加重，间质水肿明显（1212小时以后）小时以后）ADCADC图无变化图无变化DWIDWI显示异常高信号（面积无变化）显示异常高信号（面积无变化）T2WIT2WI与与DWIDWI显示同样的异常高信号显示同样的异常高信号 急性脑梗塞弥散成像3535分钟分钟3 3小时小时脑缺血的演变过程ADC值下降ADC值升高1W 2W 3W 4W弥散图像是多种因素综合形成的对比度弥散图像是多种因素综合形成的对比度弥散图像包含有弥散图像包含有T2、质子和、质子和ADC值变化的综合信息，我值变化的综合信息，我们把们把T2及质子的对比度在弥散图像上反映的现象称为透及质子的对比度在弥散图像上反映的现象称为透过效应（过效应（shine through)。Shine through 在梗死性病变发生一周左右，对弥散图像在梗死性病变发生一周左右，对弥散图像的对比度其主要作用。的对比度其主要作用。急性脑梗死一周内弥散图像对比度的决定因素急性脑梗死一周内弥散图像对比度的决定因素T2透过效应透过效应 Shine ThrougheADCeADC的应用优势的应用优势eADC=Sb=1000/Sb=0eADC图的信号对比度较图的信号对比度较ADC图高图高病变部位的边界显示清晰病变部位的边界显示清晰应用方便，病变的表现与应用方便，病变的表现与DWI图像一致，符合临床观察图像一致，符合临床观察习惯习惯GE引入独特的引入独特的eADC值概念值概念DWI ADC图 eADC图谢 谢！