DTI课件
合集下载
磁共振临床应用及进展 ppt课件
囊性肿瘤与脓肿鉴别
实性
2020/10/28
20
2020/10/28
21
2020/10/28
蛛 网 膜 囊 肿
22
表皮样囊肿术后残存
2020/10/28
23
脑脓肿
2020/10/28
24
多形胶质母细胞瘤
2020/10/28
25
磁共振全身弥散技术
（Whole Body Diffusion Weighted Imaging，WB DWI）
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30
2020/10/28
FA彩色编码图
31
2020/10/28
32
胼胝体张量
2020/10/28
33
PART 4
2020/10/28
良性脑膜瘤
34
PART 4
2020/10/28
良性脑膜瘤 35
PART 4
2020/10/28
恶性脑膜瘤 36
磁共振灌注加权成像（PWI）
磁共振成像新进展
2020/10/28
1
磁共振成像(MRI)
❖ 利用人体组织中氢原子核（质子）在磁 场中受到射频脉冲的激励而发生核磁共 振现象，产生磁共振信号，经过电子计 算机处理，重建断层图像的成像技术。
2020/10/28
2
精品资料
MR图像特点
1、多参数灰阶成像
❖ T1WI: MR图像主要反映的是组织间T1 值的差别
2020/10/28
5
T1WI
5
T2WI
2、多方位成像
轴位、矢状位、冠状位、 任何倾斜位
2020/10/28
6
6
3、流空效应
DTI的基本原理及其在中枢神经系统中的应用PPT课件
通过DTI技术，可以无创地观察大脑白质纤维束的完整性、方 向和排列，从而评估神经系统的功能和结构特点，为临床医 生提供重要的诊断依据和治疗指导。
02
DTI在中枢神经系统中的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
DTI在脑白质中的应用
DTI在脑白质中的应用主要关注于脑白质纤维束的完整性评 估。
05
DTI的未来发展与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
DTI技术的改进与创新
01
02
03
更高分辨率的成像
随着技术的进步，DTI有 望实现更高分辨率的成像 ，从而更准确地检测和定 位病变。
实时成像
实时DTI技术能够提供更 快速、无创的成像，有助 于在临床实践中实时监测 治疗效果。
脑干和小脑疾病的治疗
DTI在脑干和小脑疾病治疗中具有潜 在的应用价值，有助于了解疾病的进 展和治疗效果。
VS
脑干和小脑是维持人体重要生命功能 和运动控制的关键区域。DTI能够检 测脑干和小脑区域的水分子扩散变化 ，从而评估这些区域的神经纤维结构 和完整性。在脑干和小脑疾病中， DTI可以用于监测疾病的进展，以及 评估手术治疗和康复训练的效果。通 过比较治疗前后的DTI参数变化，可 以了解疾病的改善情况，为后续治疗 提供指导。
脑干和小脑病变的诊断
DTI在脑干和小脑病变的诊断中具有局限性 ，但对于某些特定类型的病变仍有一定帮助 。
由于脑干和小脑的结构复杂且重要，DTI在 诊断这些部位的病变时存在一定的局限性。 然而，对于某些特定类型的病变，如脑干缺 血或小脑萎缩等，DTI可以提供有价值的诊 断信息。通过观察水分子的扩散方向和程度 ，可以帮助医生判断病变的性质和程度，为
02
DTI在中枢神经系统中的应用
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
DTI在脑白质中的应用
DTI在脑白质中的应用主要关注于脑白质纤维束的完整性评 估。
05
DTI的未来发展与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
DTI技术的改进与创新
01
02
03
更高分辨率的成像
随着技术的进步，DTI有 望实现更高分辨率的成像 ，从而更准确地检测和定 位病变。
实时成像
实时DTI技术能够提供更 快速、无创的成像，有助 于在临床实践中实时监测 治疗效果。
脑干和小脑疾病的治疗
DTI在脑干和小脑疾病治疗中具有潜 在的应用价值，有助于了解疾病的进 展和治疗效果。
VS
脑干和小脑是维持人体重要生命功能 和运动控制的关键区域。DTI能够检 测脑干和小脑区域的水分子扩散变化 ，从而评估这些区域的神经纤维结构 和完整性。在脑干和小脑疾病中， DTI可以用于监测疾病的进展，以及 评估手术治疗和康复训练的效果。通 过比较治疗前后的DTI参数变化，可 以了解疾病的改善情况，为后续治疗 提供指导。
脑干和小脑病变的诊断
DTI在脑干和小脑病变的诊断中具有局限性 ，但对于某些特定类型的病变仍有一定帮助 。
由于脑干和小脑的结构复杂且重要，DTI在 诊断这些部位的病变时存在一定的局限性。 然而，对于某些特定类型的病变，如脑干缺 血或小脑萎缩等，DTI可以提供有价值的诊 断信息。通过观察水分子的扩散方向和程度 ，可以帮助医生判断病变的性质和程度，为
DTI弥散张量资料讲解
要描述水分子的空间弥散情况 ，引入了张量的概念， 脑白质中每一个体素的各向异性扩散过程就可以用张量 D表示 。需要用一个二维矩阵表示 ：
DTI就是一种用数学的方法来表示 脑组织内水分子弥散的各项异性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DTI量化参数
平均弥散系数（ADC） 部分各向异性指数（FA） 相对各向异性（RA） 容积比（VR）
DTI弥散张量
弥散张量成像（DTI）
DTI是一种通过DWI技术改进和发展，以三维形式显示神经纤维束的走行方向 一项技术。 是无创性评价白质纤维束之间的联系及其病变的一种技术
弥散
是指分子的随机不规则运动，是人体重要的生理活动，是体内的物质转运方 式之一，又称布朗运动。弥散是一物理过程，其原始动力为分子所具有的热 能。
FA 图
额桥 束 皮丘 束
外囊
胼胝 体
扣带回
扣带回 胼胝体 内囊前肢 内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束）
视放射
FA 图上不能显示各神经束的走行方向
彩色编码FA图
额桥 束 皮丘 束
外囊
胼胝 体
扣带回
扣带回 胼胝体 内囊前肢
内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束）
视放射
彩色编码的FA 图上能显示各神经束的走行方向， 红色=左 右走行，绿色=前后走行，蓝色=上下走行
基本原理
人体内的水分子同体外水分子的运动不同，它不仅受组织细胞本身特征的影响，而且还受细胞内部结构 的影响。
在具有固定排列顺序的组织结构中，如神经纤维束。水分子在三维空间内各个方向上扩散运 动的快慢不同，水分子通常更倾向于沿着白质纤维束走行的方向进行扩散，而很少沿着垂直 于白质纤维束走行的方向进行扩散，这种具有方向依赖性的扩散即称为扩散的各向异性，其 运动轨迹近似一个椭球体。椭球体的半径称为本征向量，其中最大半径称为主本征向量。
城市轨道交通信号机认知课件
❖ (2)信号机限界 ❖ 信号机安装位置应遵循《地铁限界标准CJJ96-2003》
的要求，信号机不得侵入设备限界。 • 因设备限界是用以限制设备安装的控制线。
❖ 2．正线信号机及表示器
(1)防护信号机 ❖ 设置：在正线道岔岔前和岔后的适当地点 ❖ 作用：防护正线上的道岔 ❖ 如A站、E站、F站所示。
城市轨道交通的自动化程度比较高，一般采用“地面信号显 示与车载信号系统相结合、以车载信号系统为主”的运用方 式，列车的运行速度不取决于地面信号机的显示，地面信号 只起辅助作用。
1．设置原则 (1)设置于列车运行方向右侧 ❖ 城市轨道交通采用右侧行车制，不论在正线还是车辆段，地
面信号机应设置于列车运行方向的右侧，地面信号机地下部 分一般安装在隧道壁上。特殊情况下，可以设置在列车运行 方向左侧或其他位置。
（2）信号机关闭时机 ❖ 列车第一轮对越过列车信号机后自动关闭。 ❖ 调车车列全部越过调车信号机后自动关闭。 ❖ 引导信号应在列车头部越过信号机后及时关闭。
（3）视作停车信号 ❖ 信号机的灯光熄灭、显示不明或显示不正确
（4）区分运行方向 ❖ 有两个以上运行方向而信号显示不能区分运行方向
时，应在信号机上装设进路表示器，由进路表示器 指示开通的运行方向。
(其中，单置、并置、差置信号机统称为咽喉区 调车信号机，咽喉区调车信号机其相邻内方和 外方均为道岔区段)。
❖ （1）尽头调车信号机(只能作为起始调车信号机)： 是指设在尽头线、牵出线、编组线等通向集中联锁 区入口处的调车信号机，其特点是信号机内方为道 岔区段，外方是无岔区段（接近区段），且同一坐 标仅有一架信号机，如：D2、D18。
7、信号显示的距离 各种地面信号机及表示器的显示距离应符合下列规定 1、行车信号和道岔防护信号应≥400 m 2、调车信号和道岔状态表示器应≥ 200 m 3、引导信号和道岔状态表示器以外的各种表示器应≥ 100 m 各种地面信号机及表示器的显示距离为无遮挡条件下的最小 显示距离。
MRI和DTI的原理和应用简介课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
BOLD-fMRI的原理 (2)
• 这两种血红蛋白对磁场影响不同：脱氧血红蛋白 属顺磁物质，引起加权像信号减低。氧合血红蛋 白是抗磁性物质，可增加加权信号强度。
• 当氧合／脱氧血红蛋白的比例增加时，或说脱氧 血红蛋白含量减少，其( PT2PRE)T2 缩短效应减 弱，表现为延长。在加权像上表现为信号增强， 故而神经元活动区的加权像信号即高于非活动区 。
BOLD的运作及结果的计算、分析
1.实验设计—刺激模式 2. 统计分析—相关系数
2 8 18 28 38 48 58 68 78 88 98 108 118
BOLD 的运动刺激模式
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fMRI 效 果 图
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• 黄穗乔等对48 例位于中央沟附近的脑肿瘤患者接 受常规和功能磁共振检查，其中转移瘤10例，胶 质瘤11例，脑膜瘤6例，动静脉畸形2例，蛛网膜 囊肿2例。功能成像方法采用在手静止和开合运动 中，行快速梯度平面回波连续成像。
结果 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
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BOLD-fMRI的优点
• 无创伤，无示踪剂 • 无电离辐射性，无需暴露于放射活性物质
环境 • 空间分辨率高(2~3mm内)及时间分辨率高（
1s以内，快速成像时间为30~100ms） • 可将功能成像与解剖细节结合起来，具有
可见大部分患者的fMRI结果与PET、TMS、DECS结果的相差距离小于1cm
DWI临床应用课件
3、脑变性性疾病：DTI发现早期或轻症的患 者颞叶白质的部分各向异性就有明显的降 低，白质联合纤维传导束的完整性有改变。 可以反映皮质脊髓束变性的范围和严重的 程度。 4、多发性硬化：DTI成像急性期斑块的部分 各向异性值低于慢性期斑块，可以用于MS 急性期和慢性期斑块的鉴别。
5、脑肿瘤：DTI可以提供为鉴别胶质瘤与转移瘤的 价值，恶性胶质瘤周边的FA值小于转移瘤周边的 FA值。DTI在评价肿瘤生长对周围白质的侵犯或 推移方面有很大的价值，可以为制定外科手术方 案和估计病人预后提供有力帮助。 6、脑外伤：DTI对脑白质纤维束空间方向性和完整 性的显示，使其对脑外伤的定位、定性和预后较 常规的CT和MR更具有优势。 7、精神分裂症和孤僻症：DTI研究发现精神分裂症 患者脑灰质的FA基本正常，但白质部分区域尤其 是胼胝体压部FA明显低于正常，提示白质纤维网 状结构完整性的降低，神经高级网络系统功能分 离和发育欠完善。
全身弥散（类PET技术）
临床应用： 1、鉴别病灶性质 2、肿瘤分期评估 3、恶性肿瘤术后随访 4、疗效评估 5、寻找原发灶 6、寻找转移灶
第三军医大学西南医院陈伟、戴勇鸣教授 关于WB-DWI与PET-CT对比研究： WB-DWI与PET-CT均准确检测原发肿瘤 （n=56）。WB-DWI诊断淋巴结及远处转 移的敏感性、特异性、准确性、阳性预测 值、阴性预测值分别为90%、95%、92%、 97%、83%，PET-CT诊断淋巴结及远处转 移的敏感性、特异性、准确性、阳性预测 值、阴性预测值分别为98%、100%、98%、 100%、95%。WB-DWI与PET-CT在诊断淋 巴结与远处转移方面无显著性差异。
弥散加权成像的临床应用
1、脑梗死：弥散加权成像最早用于脑梗死。脑梗死 超急性期（小于6小时），梗死区发生细胞毒性水 肿，弥散速度下降，弥散加权成高信号，ADC值 降低，ADC图呈低信号，而此时常规CT或MR表现 正常。慢性期脑梗死（3周-3月）梗死区发生脑软 化，产生快速弥散，弥散加权图呈低信号，ADC 图呈脑脊液样高信号。所以DWI不仅可以可用于 诊断超早期脑梗死，也可以区分新旧梗死病灶。
MRI常见伪影和解决方法ppt课件
轴向图像显示一个带有倾斜角度前位 饱和度脉冲的c-spine( 颈椎) 参数。 3 线圈CTL (CS123)用于缩放模式， 以获取显示拉链伪影的合适轴位图像。 这是由于从组织接收的信号被激励 所引起的， 从组织接收的信号受到视 野以外的前位饱和脉冲的激励， 在相 位方向上裹入了成像容积。切换到全 身模式或者使用2 线圈CTL (CS12) 可 以消除这种伪影。
减少Annefact 伪影的方法： 1.通过选择与成像视野相匹配的接收线圈( 例如 LS45、LS56、CS12 等) ， 可以减小选中那些在视 野之外生成的外围设备信号的可能性。 2.将SAT (飽和帶)频带放在颈椎前。
2
脂肪SAT壓脂不均勻
• 减少伪影的方法 • 使用STIR 序列取代化学脂肪SAT • 調整Shim Volm勻場大小
8
缩放模式的拉链伪影
• 其中大多数伪影是由梯度磁场线圈有效长度之外磁化的无效相位差所导致的。 尽管在缩放模式下可以很好地控制预设的视野及其方向， 但无法控制空间饱 和度( 尤其是在A、P、R 和L 方向) ， 因此可能造成拉链伪影。其他的饱和 度技术， 如脂肪饱和度和磁化传输(MT) 技术， 也可以产生这种类型的伪影。 通过选择合适的接收线圈和/或小心地确定空间饱和度范围， 可以消除伪影 或将拉链伪影降至最低限度。
带有信号取消范围( 阴 影) 的轴向腹部图像是 由不正确的患者位置造 成的。
6
星形伪影
• 星状伪影是一个外围信号伪影， 在图像上显示为亮点。此伪影是由于在所需 视野外部产生的信号被接收器检测到所导致的。星状伪影信号在图像中央附 近显示为亮星， 其产生位置距等中心非常远。在非线性区域， 离开RF 180 脉冲或者来自SAT 脉冲的自由感应衰减( FID )信号没有被粉碎， 因此假信 号会返回到图像中。此FSE 矢状面胸椎图像显示了一个星状伪影。图像是利 用CTLMID 、38 厘米视野和相位与频率交换而采集的。通过不交换相位和频 率并使用3 线圈选择( 如USCTS234) 来防止伪影，使表面线圈覆盖与扫描视 野(FOV) 更加匹配。
减少Annefact 伪影的方法： 1.通过选择与成像视野相匹配的接收线圈( 例如 LS45、LS56、CS12 等) ， 可以减小选中那些在视 野之外生成的外围设备信号的可能性。 2.将SAT (飽和帶)频带放在颈椎前。
2
脂肪SAT壓脂不均勻
• 减少伪影的方法 • 使用STIR 序列取代化学脂肪SAT • 調整Shim Volm勻場大小
8
缩放模式的拉链伪影
• 其中大多数伪影是由梯度磁场线圈有效长度之外磁化的无效相位差所导致的。 尽管在缩放模式下可以很好地控制预设的视野及其方向， 但无法控制空间饱 和度( 尤其是在A、P、R 和L 方向) ， 因此可能造成拉链伪影。其他的饱和 度技术， 如脂肪饱和度和磁化传输(MT) 技术， 也可以产生这种类型的伪影。 通过选择合适的接收线圈和/或小心地确定空间饱和度范围， 可以消除伪影 或将拉链伪影降至最低限度。
带有信号取消范围( 阴 影) 的轴向腹部图像是 由不正确的患者位置造 成的。
6
星形伪影
• 星状伪影是一个外围信号伪影， 在图像上显示为亮点。此伪影是由于在所需 视野外部产生的信号被接收器检测到所导致的。星状伪影信号在图像中央附 近显示为亮星， 其产生位置距等中心非常远。在非线性区域， 离开RF 180 脉冲或者来自SAT 脉冲的自由感应衰减( FID )信号没有被粉碎， 因此假信 号会返回到图像中。此FSE 矢状面胸椎图像显示了一个星状伪影。图像是利 用CTLMID 、38 厘米视野和相位与频率交换而采集的。通过不交换相位和频 率并使用3 线圈选择( 如USCTS234) 来防止伪影，使表面线圈覆盖与扫描视 野(FOV) 更加匹配。
磁共振DTI弥散张量成像课件
多模态成像融会
临床应用拓展
将DTI与其他成像技术（如MRI、CT等）进 行融会，实现多模态成像信息的互补。
进一步探索DTI在神经退行性疾病、脑肿瘤 等临床疾病中的应用价值，提高诊断准确 性和治疗效果评估。
2023-2026
END
THANKS
感谢观看
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REPORTING
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
磁共振DTI弥散张量成 像课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 磁共振DTI弥散张量成像概述 • DTI图像解读基础 • DTI弥散张量成像在神经系统的应用 • DTI弥散张量成像在肌肉骨骼系统的应用 • DTI弥散张量成像在心血管系统的应用 • DTI弥散张量成像的局限性及未来展望
PART 01
磁共振DTI弥散张量成像 概述
定义与原理
定义
磁共振DTI弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）是一种基于磁共 振技术的无创性检查方法，用于评估活体组织中水分子的扩散特性。
原理
DTI通过测量组织内水分子的随机运动（扩散），生成反应组织微观结构的弥散 张量图像。通过分析弥散张量，可以评估组织的微观结构、纤维排列和细胞外 液的流动性。
骨肿瘤与肿瘤样病变
DTI技术可以检测到骨肿瘤和肿瘤样病变，为疾 病的诊断和治疗提供根据。
3
骨质疏松与骨折
DTI技术可以检测到骨质疏松和骨折的特殊，为 疾病的诊断和治疗提供根据。
PART 05
DTI弥散张量成像在心血 管系统的应用
心肌纤维束形态研究
心肌纤维束形态研究
DTI技术可以无创地评估心肌纤维束的形态和方向，对于理解心脏解剖结构和功能具有 重要意义。通过分析心肌纤维束的排列和走向，有助于揭示心肌病变的病理生理机制。
DTI的基本原理及其在中枢神经系统中的应用教学课件ppt
02
在癌症方面，DTI技术可以检测肿瘤组织的血管和细胞密度等病理特征，有助于 评估肿瘤的恶性程度和预后。同时，DTI技术还可以用于评估肿瘤治疗的效果， 为制定更加精确的治疗方案提供依据。
03
在肌肉骨骼系统疾病方面，DTI技术可以检测肌肉炎症、肌肉营养不良和肌肉萎 缩等病变，以及评估骨折和韧带损伤等骨骼肌肉系统疾病的愈合情况和治疗效 果。
04
总结与展望
DTI技术的贡献与不足
总结
DTI技术对中枢神经系统的研究具有重要的贡献，它能够无创地检测活体组织 中水分子扩散的方向和程度，为神经科学、医学影像学等领域提供了新的研 究工具和方法。
不足
虽然DTI技术已经取得了很大的进展，但是仍然存在一些不足之处，例如对水 分子扩散的建模和解析方法仍然存在限制，对组织的特异性成像能力仍待提 高等。
原理
DTI通过采集多个方向上的扩散加权图像，利用张量数学方法 处理和分析这些数据，以获取组织内水分子扩散的各向异性 （anisotropy）信息，从而推断神经纤维的走向和分布情况 。
DTI的基本原理
扩散现象
水分子在人体组织内不断进行随机扩散运动，其扩散速度和方向受组织结构的影响。在神 经纤维束中，水分子的扩散方向主要沿着神经纤维轴向进行，而在横向方向上则受到细胞 膜等结构的限制。
THANKS
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《dti的基本原理及其在中枢神 经系统中的应用教学课件ppt》
xx年xx月xx日
目录
• DTI基本原理 • DTI在中枢神经系统中的应用 • DTI技术发展与展望 • 总结与展望
01
DTI基本原理
DTI是什么
定义
DTI（Diffusion Tensor Imaging，扩散张量成像）是一种医 学影像技术，用于无创性地测量水分子在人体组织中的扩散 行为。
胼胝体磁共振dti成像技术课件
胼胝体磁共振dti成像技术
胼胝体磁共振dti成像技术是一种非侵入性的成像技术，用于揭示脑神经系统 的微观结构。在本课件中，您将了解其原理、技术应用和未来发展方向。
什么是胼胝体磁共振Βιβλιοθήκη ti成像技术？1 非侵入性
使用磁场和无害的无线电波，不需要注射对人体有害的物质。
2 揭示微观结构
通过探测水分子的扩散行为，揭示神经纤维束的方向。
未来发展方向
1
大数据及深度学习
通过挖掘庞大的数据资料，并运用深度学习
多重成像技术融合
2
技术，提升胼胝体磁共振dti成像的准确性和 速度。
结合其他成像技术（如功能磁共振、脑电图
等），构建更全面、更细致的脑神经系统连
接地图。
扩散张量成像
依据水分子在组织中的运动规律， 反演组织的方向性信息。
连接可视化
通过可视化胼胝体的连接结构，展 示不同区域之间的信息交流。
应用领域
1
精神疾病研究
帮助研究者理解精神疾病的病理机制和功能异常。
2
神经性疾病诊断
通过揭示神经纤维束的病变和损伤，协助医生做出诊断。
3
脑神经系统外科手术
为外科医生提供术前规划和手术导航，在脑外科手术中发挥重要作用。
数据解释和分析
黑白图像
显示胼胝体连接的存在或缺失。
颜色图像
通过对扩散张量进行编码，显示神经纤维束的方向。
技术挑战和局限性
1 扫描时间长
严格的扫描协议和检验标准导致成像时间较长。
2 过度平滑
在对扩散张量重建时会存在过度平滑，导致小纤维束损失。
3 非线性
神经纤维束的弯曲程度和路径会影响成像的准确性。
3 先进的影像技术
胼胝体磁共振dti成像技术是一种非侵入性的成像技术，用于揭示脑神经系统 的微观结构。在本课件中，您将了解其原理、技术应用和未来发展方向。
什么是胼胝体磁共振Βιβλιοθήκη ti成像技术？1 非侵入性
使用磁场和无害的无线电波，不需要注射对人体有害的物质。
2 揭示微观结构
通过探测水分子的扩散行为，揭示神经纤维束的方向。
未来发展方向
1
大数据及深度学习
通过挖掘庞大的数据资料，并运用深度学习
多重成像技术融合
2
技术，提升胼胝体磁共振dti成像的准确性和 速度。
结合其他成像技术（如功能磁共振、脑电图
等），构建更全面、更细致的脑神经系统连
接地图。
扩散张量成像
依据水分子在组织中的运动规律， 反演组织的方向性信息。
连接可视化
通过可视化胼胝体的连接结构，展 示不同区域之间的信息交流。
应用领域
1
精神疾病研究
帮助研究者理解精神疾病的病理机制和功能异常。
2
神经性疾病诊断
通过揭示神经纤维束的病变和损伤，协助医生做出诊断。
3
脑神经系统外科手术
为外科医生提供术前规划和手术导航，在脑外科手术中发挥重要作用。
数据解释和分析
黑白图像
显示胼胝体连接的存在或缺失。
颜色图像
通过对扩散张量进行编码，显示神经纤维束的方向。
技术挑战和局限性
1 扫描时间长
严格的扫描协议和检验标准导致成像时间较长。
2 过度平滑
在对扩散张量重建时会存在过度平滑，导致小纤维束损失。
3 非线性
神经纤维束的弯曲程度和路径会影响成像的准确性。
3 先进的影像技术
DTI原理及应用 ppt课件
• 在纯水中，分子在所有 方向的扩散一致，称各 向同性（isotropic diffusion），可用扩散 球形体表示
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
6
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
• 如果分子扩散取决 于方向，方向不一 致，成为各向异性 （anisotropic diffusion），可用 扩散椭圆形表示
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
12
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
部分各向异性 （fractional anisotropy, FA）
➢ 目前描述脑白质纤维束各向异性特征的主要参数 ➢ 其值的大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行
性有密切关系，能够较真实全面地反映白质纤维 是否完整。
3
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
解剖成像组织的形态学研究
分子水平 (细胞内外水分子跨膜运动) 目前已应用于脑、心脏、脊髓微细结构的研究
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
4
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
水分子在自由状态下的弥散是各向同性的南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像在纯水中分子在所有方向的扩散一致称各向同性isotropicdiffusion可用扩散球形体表示南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像如果分子扩散取决于方向方向不一致成为各向异性anisotropicdiffusion可用扩散椭圆形表示南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像dti就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各向异性南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像正常组织结构水分子各向异性病理组织结构成分改变扩散扩散南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报在脑白质中由于髓鞘的阻挡水分子的弥散被限制在与纤维走向一致的方向上具有较高的各向异性根据脑白质水分子沿神经纤维方向运动快垂直方向运动慢的特点mr图像显示出神经纤维的方向diffusiontensorimaging10南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像diffusiontensorfibertractographydtftdti数据处理软件纤维束11南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging各向异性指标
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
6
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
• 如果分子扩散取决 于方向，方向不一 致，成为各向异性 （anisotropic diffusion），可用 扩散椭圆形表示
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
12
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
部分各向异性 （fractional anisotropy, FA）
➢ 目前描述脑白质纤维束各向异性特征的主要参数 ➢ 其值的大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行
性有密切关系，能够较真实全面地反映白质纤维 是否完整。
3
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
解剖成像组织的形态学研究
分子水平 (细胞内外水分子跨膜运动) 目前已应用于脑、心脏、脊髓微细结构的研究
2021/3/26
DTI原理及应用 ppt课件
4
南京军区福州总医院医学影像中心——新技术汇报
水分子在自由状态下的弥散是各向同性的南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像在纯水中分子在所有方向的扩散一致称各向同性isotropicdiffusion可用扩散球形体表示南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像如果分子扩散取决于方向方向不一致成为各向异性anisotropicdiffusion可用扩散椭圆形表示南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像dti就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各向异性南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像正常组织结构水分子各向异性病理组织结构成分改变扩散扩散南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报在脑白质中由于髓鞘的阻挡水分子的弥散被限制在与纤维走向一致的方向上具有较高的各向异性根据脑白质水分子沿神经纤维方向运动快垂直方向运动慢的特点mr图像显示出神经纤维的方向diffusiontensorimaging10南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging弥散张量成像diffusiontensorfibertractographydtftdti数据处理软件纤维束11南京军区福州总医院医学影像中心新技术汇报diffusiontensorimaging各向异性指标
DTI数据分析及应用ppt课件
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精神分裂症患者的VBA分析
FA降低的脑区：
• cerebral peduncle; • frontal regions; • inferior temporal
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概率跟踪的方法
How to estimate the distribution of fiber orientations within a voxel?
Non-parametric (model free) approaches
Bootstrap method HARDI: Q-ball, DSI
Smith et al., NeuroImage, 2006
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Scholz et al., Nature Neuroscience 2009
36Page 36
TBSS data acquisition requirement:
Voxel size should be less than 3 × 3 × 3 mm3.
概 率 跟 踪 结 果
Friman et al, IEEE TMI,2006
11Page 11
概率跟踪的优点：
估计纤维走向的不确定性,一定程度上解决纤 维交叉问题 研究FA较低的灰质脑区之间的解剖连接 跟踪结果对噪声更稳定 定量描述空间任意两个体素之间的连接概率
概率跟踪的缺点：
需要采集较多梯度方向的DTI图像 计算量大，耗时
基于感兴趣区的分析方法
DTI原理及临床应用
(七)脑肿瘤 DTI可以区分脑肿瘤核心、瘤
周水肿区、增强的肿瘤核心、增强的肿 瘤边缘及正常脑组织。这主要是因为水 分子的扩散受到组织生化特性以及细胞 结构等的影响。
在瘤周水肿区由于胞外水分子增多而使
其平均扩散率明显大于正常的脑组织； 增强的肿瘤核心由于可能有增殖细胞、 坏死及囊变的存在而使其平均扩散率界 于瘤周水肿区与增强的肿瘤边缘之间； 增强的肿瘤边缘之所以有较低的平均扩 散率主要是因为此区域出现较多增殖的
精神分裂症病人发生了全脑灰质及部分
白质的异常。
(六)阿尔茨海默病(AD) 病理改变是皮层
区III和V层大锥体细胞神经元的丢失。
DTI可显示AD脑白质联合纤维传导束的
完整性明显改变，而锥体束则无这种改 变。而且这种完整性改变并非一致性分 布，而是选择性地累及与联合皮层有联 系的脑白质区如胼胝体、颞叶、额叶以 及顶叶，胼胝体压部、上纵束、扣带回 的各向异性降低。
示。
2、全部能量最小化算法可在能量损耗最
小的情况下在预先决定的2个像素间发现 一条通路，如快速行进技术。连续追踪 纤维分配技术是通过追踪每个像素的局 部矢量信息，从种子像素开始以前后2个 方向呈线性延伸以重建神经纤维通路的
技术。利用这种算法有利于显示更加复
杂的纤维通路。
三、临床应用
(一)正常发育 儿童额叶白质的各向异性
低于成人，右侧额叶的轴索较左侧规则， 提示额叶在10～20岁时仍继续发育成熟， 髓鞘形成是额叶功能渐进性发育的基础。
内囊、皮质脊髓束、左钩束及右下纵束
的分数各向异性与年龄增加呈正相关关
系，提示不同年龄阶段白质的成熟伴随
着白质密度和结构的增加。
(二)多发性硬化(MS)
MS是最常见的中枢神经系统脱髓鞘疾病，
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扣带回 胼胝体 内囊前肢
内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束） 胼胝 体 扣带回 视放射
FA 图上不能显示各神经束的走行 方向
彩色编码FA图
额桥 束 皮丘 束 外囊
内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束） 胼胝 体 扣带回 视放射 扣带回 胼胝体 内囊前肢
彩色编码的FA 图上能显示各神经束的走行方 向， 红色=左右走行，绿色=前后走行，蓝色 =上下走行
DTI的价值
DTI是目前唯一一种追踪脑白质纤维并反映其解剖连通性的
方向的磁共振成像方式。
DTI实现活体观察组织结构的完整性和连通性，利于对各种
疾病的引起的白质纤维束的损害程度及范围的判断。
DTI可用于显示脑白质内神经传导束的走行方向，实现对人
的中枢神经纤维精细成像。
DTI和DWI的异同
DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各项异性
均质介质中：水分子的自由运动
为各向同性，即在各个方向上的
弥散强度大小一致，弥散张量D 描述为球形，沿磁共振的三个主
坐标的特征值为 λ1=λ2=λ3
►脑白质中：由于髓鞘的阻挡，水
分子的弥散被限制在与纤维走行一 致的方向上，具有较高的各向异性， 此时弥散张量可表示为椭球形，其 特征值λ1>λ2>λ3，最大特征值对应
的方向与经过该体素的纤维束走行
平行
弥散张量成像：
MR图像的每一个体素内提供水分子扩散，3X3扩散张量D分布用高斯
Gaussian分布表示6个方向标量������ 3个正交方向������ 多个参数������ ������ ������ X、Y������ ������ ������ Z������ ������
DTI的彩色弥散张量图
根据体素弥散的最 大本征向量的方向 决定白质纤维走行 的原理，通过将X、 Y、Z轴方向的主要 本征向量分别配以 红、绿、篮三种颜 色 分别代表了左右、 前后、上下方向的 纤维束。
临床应用
大脑发育及衰老
脑肿瘤 脑梗塞
一：大脑发育及衰老
出生后大脑仍继续发育、髓鞘化 ，2岁左右基 本完成
脑白质中FA值与髓鞘的完整性、纤维的 致密性及平行性呈正相关
在FA图上，脑白 质为高信号，表现出 比较高的各向异性， 纤维排列最大程度趋 于一致时,FA值也就 越接近1，例如胼胝 体。而脑灰质与脑脊 液因趋向各向同性表 现为低信号 。
胼胝体>内囊后肢>内囊前肢>外囊>半卵园中心
FA 图
额桥 束 皮丘 束 外囊
扩散张量成像（DTI）是弥散加权成像（DWI）的一种高级形式。
相同点：DTI与DWI的成像基础相同，都是基于水分子在不同结构的扩散方
向和速度的差异。 异同点：（1）两者所包含的信息量不同。DWI只用ADC一个参数描述，扩
散程度的测量限于一个平面内，常低估组织的各向异性。DTI用多个参数
（FA、AI、RA、VR）描述，从三维立体空间定量地分析水分子的扩散运动 及相关性。 （2）两者主要应用方向不同。DWI早期用于脑缺血的诊断，现 发展为应用于各系统的感染、肿瘤和肿瘤性病变，在提高早期诊断和确定 肿瘤范围方面有特殊价值。DTI包含了方向信息的向量图，主要用于评价 组织结构的完整性，主要应用于脑、脊髓、心脏、及骨骼肌等具有规律走
FA值相对于对
侧明显减低， 同时纤维的走 向发生改变
模式3提示瘤周纤维
被肿瘤侵入。
IV：患侧纤维
显示各向同
性或近似同
性，无法看
出走行方向。
模式4提示肿瘤破坏瘤 周纤维，仅限于恶性肿
瘤，但可以是高级别或
低级别肿瘤。
I型和IV型
II型和III型
肿瘤全切
部分切除，加强辅 助治疗
I型，功能改善，IV 型 功能障碍不加重， 提高生存质量 生存期延长
2.
测量瘤周的水肿的平均ADC值和FA值以分析鉴别转移 瘤和胶质瘤.
3.
显示白质纤维和肿瘤的相互关系。 利于指导外科手术，这是DTI技术最有临床价值和 应用的前景。目前有学者利用FA图和彩色张量图将肿 瘤和白质纤维的关系分为4种模式
占位病变所致白质神经束变化的常见 类型
推移型 混合 型
浸润 型
水肿型
子单位时间内扩散运动的范围，单位是mm2/s，其值越大，
说明水分子扩散能力越强。
正常的ADC图
第二类是反映各向异性的参数
1.
部分各向异性指数（fractional anisotropy， FA ）
FA值是分析各向异性最常用的参数，指弥散的各 向异性部分与弥散张量总值的比值。 反应了各向异性成分占整个弥散张量的比例，取 值在0～1之间，0代表了最大各向同性的弥散， 例如在完全均质介质中的水分子弥散，1代表了假 想下最大各向异性的弥散
破坏
I：患侧纤维的FA值相对于对侧正常或轻微降低（降低<25％）
同时纤维的位置或/和方向发生改变。
模式1为肿瘤挤压周围纤维移位，提示肿瘤为良性或侵袭性不强的恶性肿瘤。
II：患侧纤维FA值
相对于对侧明显
降低（>25％），
同时纤维位置和 方向正常。
模式2提示瘤周发生水肿， 但不排除有肿瘤侵入。
III：患侧纤维
三 、DTI在脑梗塞中的运用
DWI有助于临床诊断早期、超早期脑梗死 的及时诊断，DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束 损伤有着显著优势
梗死区域的FA显著降低，早期平均ADC值降低，后期增高 与梗死区相联系的的同侧内囊、大脑脚和桥脑处的皮质脊
髓束FA较对侧显著降低，提示脑梗死后远端的皮质脊髓束
可能存在进行性的Wallerian变性
氧水平依赖功能fMRI的联合应用于神经科学的研究
方面，为神经科学、影像医学乃至整个医学界的研
究开辟更广阔的前景。
案例
某男，44岁，颅内占位，术后复发，拟行第
二次手术，来我院做头部MRI及DTI。 临床医生要求：复发灶与周围运动神经的关 系 ，希望在尽量保留患者躯体运动功能的前 提下进行二次切除。
DTI检查，测量各个区域脑白质的平均弥散率及FA值，结果
发现平均弥散率随年龄增长而下降，FA值则表现为增加
并且一些区域的改变要明显早于传统MRI的T1WI和T2WI 的信号改变，被认为是前髓鞘化的表现 。
二：DTI在脑肿瘤中的应用
1.
定量分析肿瘤组织特点以鉴别肿瘤的级别，鉴别正常的
白质纤维、水肿及肿瘤区域。
形的纤维束结构。
DTI的基本原理
两个基本概念
均质介质中水分子的运动是无序随机运动， 即向各个方向运动的几率是相同，即具有 各向同性（isotropy）
在人体组织中，水分子的运动由于受到组织 细胞结构的影响，在各个方向弥散程度是不 同的，具有方向依赖性，即具有各向异性 (anisotropy)
要描述水分子的空间弥散情况 ，引入了 张量的概念，脑白质中每一个体素的各 示 ：
DTI通过对梗死远端皮质脊髓束FA值计算，可判断其变性程
度，并预测患者的运动功能转归
46Y，F，
突发右侧无力十天
左侧内囊后肢梗塞
（正常FA图）
DTI的前景展望
可发现一些疾病的早期改变，了解主要传导通路的
损伤程度 。
脑肿瘤的术前计划的制订及指导手术 目前DTI最有前景的研究领域还在于将DTI技术和血
遵循从下到上，从后到前，从中央到周
围的规律进行髓鞘化 胆固醇逐渐降低，磷脂逐渐增多，最后 形成成熟的髓鞘 在这个过程中，组织的各向异性不断增 加，利用DTI技术，可以定量分析不同部 位脑组织的各向异性程度，显示大脑的 发育过程
在新生儿和婴幼儿的大脑白质ADC值比成人大，而空间
各向异性比成人小，随着大脑发育成熟，由于整体水份的减 少和髓鞘化的进程，许多区域的ADC值降低、而FA值增加。 Schneider等学者对52名儿童（年龄段从1天－16岁）行
2、相对各向异性（relative anisotropy，RA）和容积
比（volume ratio，VR）
RA为各向异性和各向同性成分的比例。
VR等于椭球体的体积与半径为平均扩散率的球体
体积之比。 两者的取值范围亦在0～1之间 ，RA的意义与FA 相似，越接近1说明水分子的各向异性程度越高。 而VR越接近1说明水分子的弥散越趋于各向同性 。
弥散张量成像：
理论上最低用六个不同非共线方向上施加敏感梯度就可以
成像，但是由于噪声的存在，方向越多，三维空间分布越均匀 则数据越准确，目前最多可以在128个不同方向进行成像 。
12个方向
42个方向
162个方向
642个方向
DTI的量化参数
第一类——平均扩散率ADC：
MR成像体素内各个方向扩散幅度的平均值代表了某一体 素内水分子扩散的大小或程度。通常所用的指标就是平均弥 散系数（average diffusion coefficient，ADC），反应了水分
沿四面体3个方向������ ������ XY������ ������ XZ������ ������ YZ������ ������
FA、RA、VR等������ ������
二阶张量具有对称性， Dxy＝Dyx Dxz=Dzx Dyz=Dzy
（只需计算6个变量） 方法：至少在6个不同非共线方向上施加敏感梯度，另外再采集一幅具有同 样参数而未施加敏感梯度的图像。从弥散加权像和非弥散加权像的信号强 度衰减差异中可以得到6幅表观弥散系数图（ADC），得到一个六元一次 方程组，最后利用这些图可以求得每个体素的有效弥散张量D
磁共振弥散张量成像
（Diffusion Tensor Imaging, DTI）
主要内容
概念
内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束） 胼胝 体 扣带回 视放射
FA 图上不能显示各神经束的走行 方向
彩色编码FA图
额桥 束 皮丘 束 外囊
内囊后肢（皮质脊髓束， 皮质球束,皮质桥脑束） 胼胝 体 扣带回 视放射 扣带回 胼胝体 内囊前肢
彩色编码的FA 图上能显示各神经束的走行方 向， 红色=左右走行，绿色=前后走行，蓝色 =上下走行
DTI的价值
DTI是目前唯一一种追踪脑白质纤维并反映其解剖连通性的
方向的磁共振成像方式。
DTI实现活体观察组织结构的完整性和连通性，利于对各种
疾病的引起的白质纤维束的损害程度及范围的判断。
DTI可用于显示脑白质内神经传导束的走行方向，实现对人
的中枢神经纤维精细成像。
DTI和DWI的异同
DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各项异性
均质介质中：水分子的自由运动
为各向同性，即在各个方向上的
弥散强度大小一致，弥散张量D 描述为球形，沿磁共振的三个主
坐标的特征值为 λ1=λ2=λ3
►脑白质中：由于髓鞘的阻挡，水
分子的弥散被限制在与纤维走行一 致的方向上，具有较高的各向异性， 此时弥散张量可表示为椭球形，其 特征值λ1>λ2>λ3，最大特征值对应
的方向与经过该体素的纤维束走行
平行
弥散张量成像：
MR图像的每一个体素内提供水分子扩散，3X3扩散张量D分布用高斯
Gaussian分布表示6个方向标量������ 3个正交方向������ 多个参数������ ������ ������ X、Y������ ������ ������ Z������ ������
DTI的彩色弥散张量图
根据体素弥散的最 大本征向量的方向 决定白质纤维走行 的原理，通过将X、 Y、Z轴方向的主要 本征向量分别配以 红、绿、篮三种颜 色 分别代表了左右、 前后、上下方向的 纤维束。
临床应用
大脑发育及衰老
脑肿瘤 脑梗塞
一：大脑发育及衰老
出生后大脑仍继续发育、髓鞘化 ，2岁左右基 本完成
脑白质中FA值与髓鞘的完整性、纤维的 致密性及平行性呈正相关
在FA图上，脑白 质为高信号，表现出 比较高的各向异性， 纤维排列最大程度趋 于一致时,FA值也就 越接近1，例如胼胝 体。而脑灰质与脑脊 液因趋向各向同性表 现为低信号 。
胼胝体>内囊后肢>内囊前肢>外囊>半卵园中心
FA 图
额桥 束 皮丘 束 外囊
扩散张量成像（DTI）是弥散加权成像（DWI）的一种高级形式。
相同点：DTI与DWI的成像基础相同，都是基于水分子在不同结构的扩散方
向和速度的差异。 异同点：（1）两者所包含的信息量不同。DWI只用ADC一个参数描述，扩
散程度的测量限于一个平面内，常低估组织的各向异性。DTI用多个参数
（FA、AI、RA、VR）描述，从三维立体空间定量地分析水分子的扩散运动 及相关性。 （2）两者主要应用方向不同。DWI早期用于脑缺血的诊断，现 发展为应用于各系统的感染、肿瘤和肿瘤性病变，在提高早期诊断和确定 肿瘤范围方面有特殊价值。DTI包含了方向信息的向量图，主要用于评价 组织结构的完整性，主要应用于脑、脊髓、心脏、及骨骼肌等具有规律走
FA值相对于对
侧明显减低， 同时纤维的走 向发生改变
模式3提示瘤周纤维
被肿瘤侵入。
IV：患侧纤维
显示各向同
性或近似同
性，无法看
出走行方向。
模式4提示肿瘤破坏瘤 周纤维，仅限于恶性肿
瘤，但可以是高级别或
低级别肿瘤。
I型和IV型
II型和III型
肿瘤全切
部分切除，加强辅 助治疗
I型，功能改善，IV 型 功能障碍不加重， 提高生存质量 生存期延长
2.
测量瘤周的水肿的平均ADC值和FA值以分析鉴别转移 瘤和胶质瘤.
3.
显示白质纤维和肿瘤的相互关系。 利于指导外科手术，这是DTI技术最有临床价值和 应用的前景。目前有学者利用FA图和彩色张量图将肿 瘤和白质纤维的关系分为4种模式
占位病变所致白质神经束变化的常见 类型
推移型 混合 型
浸润 型
水肿型
子单位时间内扩散运动的范围，单位是mm2/s，其值越大，
说明水分子扩散能力越强。
正常的ADC图
第二类是反映各向异性的参数
1.
部分各向异性指数（fractional anisotropy， FA ）
FA值是分析各向异性最常用的参数，指弥散的各 向异性部分与弥散张量总值的比值。 反应了各向异性成分占整个弥散张量的比例，取 值在0～1之间，0代表了最大各向同性的弥散， 例如在完全均质介质中的水分子弥散，1代表了假 想下最大各向异性的弥散
破坏
I：患侧纤维的FA值相对于对侧正常或轻微降低（降低<25％）
同时纤维的位置或/和方向发生改变。
模式1为肿瘤挤压周围纤维移位，提示肿瘤为良性或侵袭性不强的恶性肿瘤。
II：患侧纤维FA值
相对于对侧明显
降低（>25％），
同时纤维位置和 方向正常。
模式2提示瘤周发生水肿， 但不排除有肿瘤侵入。
III：患侧纤维
三 、DTI在脑梗塞中的运用
DWI有助于临床诊断早期、超早期脑梗死 的及时诊断，DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束 损伤有着显著优势
梗死区域的FA显著降低，早期平均ADC值降低，后期增高 与梗死区相联系的的同侧内囊、大脑脚和桥脑处的皮质脊
髓束FA较对侧显著降低，提示脑梗死后远端的皮质脊髓束
可能存在进行性的Wallerian变性
氧水平依赖功能fMRI的联合应用于神经科学的研究
方面，为神经科学、影像医学乃至整个医学界的研
究开辟更广阔的前景。
案例
某男，44岁，颅内占位，术后复发，拟行第
二次手术，来我院做头部MRI及DTI。 临床医生要求：复发灶与周围运动神经的关 系 ，希望在尽量保留患者躯体运动功能的前 提下进行二次切除。
DTI检查，测量各个区域脑白质的平均弥散率及FA值，结果
发现平均弥散率随年龄增长而下降，FA值则表现为增加
并且一些区域的改变要明显早于传统MRI的T1WI和T2WI 的信号改变，被认为是前髓鞘化的表现 。
二：DTI在脑肿瘤中的应用
1.
定量分析肿瘤组织特点以鉴别肿瘤的级别，鉴别正常的
白质纤维、水肿及肿瘤区域。
形的纤维束结构。
DTI的基本原理
两个基本概念
均质介质中水分子的运动是无序随机运动， 即向各个方向运动的几率是相同，即具有 各向同性（isotropy）
在人体组织中，水分子的运动由于受到组织 细胞结构的影响，在各个方向弥散程度是不 同的，具有方向依赖性，即具有各向异性 (anisotropy)
要描述水分子的空间弥散情况 ，引入了 张量的概念，脑白质中每一个体素的各 示 ：
DTI通过对梗死远端皮质脊髓束FA值计算，可判断其变性程
度，并预测患者的运动功能转归
46Y，F，
突发右侧无力十天
左侧内囊后肢梗塞
（正常FA图）
DTI的前景展望
可发现一些疾病的早期改变，了解主要传导通路的
损伤程度 。
脑肿瘤的术前计划的制订及指导手术 目前DTI最有前景的研究领域还在于将DTI技术和血
遵循从下到上，从后到前，从中央到周
围的规律进行髓鞘化 胆固醇逐渐降低，磷脂逐渐增多，最后 形成成熟的髓鞘 在这个过程中，组织的各向异性不断增 加，利用DTI技术，可以定量分析不同部 位脑组织的各向异性程度，显示大脑的 发育过程
在新生儿和婴幼儿的大脑白质ADC值比成人大，而空间
各向异性比成人小，随着大脑发育成熟，由于整体水份的减 少和髓鞘化的进程，许多区域的ADC值降低、而FA值增加。 Schneider等学者对52名儿童（年龄段从1天－16岁）行
2、相对各向异性（relative anisotropy，RA）和容积
比（volume ratio，VR）
RA为各向异性和各向同性成分的比例。
VR等于椭球体的体积与半径为平均扩散率的球体
体积之比。 两者的取值范围亦在0～1之间 ，RA的意义与FA 相似，越接近1说明水分子的各向异性程度越高。 而VR越接近1说明水分子的弥散越趋于各向同性 。
弥散张量成像：
理论上最低用六个不同非共线方向上施加敏感梯度就可以
成像，但是由于噪声的存在，方向越多，三维空间分布越均匀 则数据越准确，目前最多可以在128个不同方向进行成像 。
12个方向
42个方向
162个方向
642个方向
DTI的量化参数
第一类——平均扩散率ADC：
MR成像体素内各个方向扩散幅度的平均值代表了某一体 素内水分子扩散的大小或程度。通常所用的指标就是平均弥 散系数（average diffusion coefficient，ADC），反应了水分
沿四面体3个方向������ ������ XY������ ������ XZ������ ������ YZ������ ������
FA、RA、VR等������ ������
二阶张量具有对称性， Dxy＝Dyx Dxz=Dzx Dyz=Dzy
（只需计算6个变量） 方法：至少在6个不同非共线方向上施加敏感梯度，另外再采集一幅具有同 样参数而未施加敏感梯度的图像。从弥散加权像和非弥散加权像的信号强 度衰减差异中可以得到6幅表观弥散系数图（ADC），得到一个六元一次 方程组，最后利用这些图可以求得每个体素的有效弥散张量D
磁共振弥散张量成像
（Diffusion Tensor Imaging, DTI）
主要内容
概念