磁共振弥散张量成像的基本原理及其在中枢神经系统中的应用69页PPT

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磁共振弥散加权成像原理及应用

磁共振弥散加权成像原理及应用磁共振成像简介磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种医学成像技术，利用磁性共振现象和无线电波信号，对人体进行成像的方法。

它可以非侵入性地获取人体内部的高清图像，对于疾病的诊断、治疗和观察都具有重要的作用。

MRI技术的基本原理是通过利用医学应用中的高强度磁场使得人体内的原子发生共振，从而捕捉并分析自发放射的放射线。

MRI分为多种类型，如结构成像、功能成像、弥散成像等，其中弥散成像应用较为广泛。

弥散成像的概念弥散成像是指通过测量水分子扩散运动的速率和方向，来还原影像图像结果的过程。

水分子扩散运动的速率和方向取决于组织状态。

弥散成像的原理弥散成像通过特定的扫描序列和强度梯度对水分子进行编码，并记录其在空间过程中的移动和扩散。

机体中的水分子扩散在不同生理状态下的扩散系数也不同，因此可以对组织状态进行区分。

弥散成像中，常用的成像模式是弥散加权成像模式，即通过改变弥散梯度在空间上的分布来实现加权，在成像中强调不同的结构。

弥散梯度的方向和强度变化对应不同结构的成像。

弥散加权成像应用弥散加权成像目前应用较广泛，主要用于以下方面：1. 脑部疾病诊断脑部中白、灰物质的分布在MRI影像中很难区分，通过弥散加权成像，利用水分子通过灰色及白色物质所具有的不同的弥散系数，可以区分出正常情况下的脑部组织结构。

帮助医生更准确地进行疾病诊断，如肿瘤、卒中等。

2. 脑干横纹束成像脑干横纹束是连接脑干和大脑皮层的一束神经纤维，不同于其他成像技术如CT，弥散加权成像可以更加明显地显示脑干横纹束的位置和走向。

3. 心脏疾病的检测和评估弥散成像可以对心肌疾病进行评估，包括心肌梗塞和心肌水肿等。

弥散加权成像可见心肌内部分区域中水分子扩散受限，炎性细胞浸润的损伤区域，提高早期发现病变的概率。

弥散加权成像是一种重要的MRI成像技术，利用细微水分子扩散的情况，帮助医生更清晰地了解身体内部器官和组织的情况。

磁共振和弥散张量成像课件

03 DTI在临床诊断中的应用
脑部疾病的DTI表现
脑部肿瘤
DTI可以检测肿瘤对周围白质纤维束的浸润和破坏，有助于肿瘤的早期诊断和分级。
脑卒中
DTI可以显示脑卒中后白质纤维束的损伤程度，有助于判断预后和制定康复计划。
癫痫
DTI可以检测癫痫病灶对周围白质纤维束的改变，有助于癫痫灶的定位和手术治疗。
DTI可以检测肌腱损伤后纤维排列和走向的变化，有助于肌腱损伤的诊断和康复。
关节软骨损伤
DTI可以显示关节软骨损伤后纤维排列和走向的变化，有助于关节软骨损伤的诊断和手术治疗。
肌肉萎缩
DTI可以检测肌肉萎缩后纤维排列和走向的变化，有助于肌肉萎缩的诊断和治疗。
04 DTI与功能连接研究
功能连接的概念与测量方法
脊髓疾病的DTI表现
脊髓肿瘤
DTI可以检测肿瘤对脊髓白质纤维束的浸润和破坏，有助于肿瘤
的早期诊断和手术治疗。
脊髓损伤
DTI可以显示脊髓损伤后白质纤维束的损伤程度，有助于判断预
后和制定康复计划。
脊髓炎
DTI可以检测炎症对脊髓白质纤维束的改变，有助于炎症的诊断
和治疗。
肌肉骨骼疾病的DTI表现
肌腱损伤
02 弥散张量成像（ DTI）基础
DTI的概念与原理
DTI（弥散张量成像）是一种基于磁共振的成像技术，用于研究活体组织中水分子的扩散运动。
它通过测量多个方向的扩散敏锐梯度，获取水分子的扩散系数和方向性，从而反应组织的微观结
构和纤维排列。
DTI原理基于分子扩散的随机性，通过测量扩散系数和方向性，可以反应组织的微观结构和纤维
通过DTI技术，可以研究白质纤维束的完整性、方向性以及各向异性扩散系数等参数，从而评估大脑功能连接的强度和方向性。

磁共振弥散张量成像的基本原理和临床应用

［H］胞肿胀、胞膜降解的程度，即缺血性损伤的严重程度。 A< 能
否作为判断组织损害的时间及程度的一项独立的新指标，有待进一步研究。 &%&%& 腔隙性脑梗塞腔隙性脑梗塞常由深穿支动脉阻塞引起， K.)F+2/2’+*’* 则是一种深穿支动脉进行性纤维玻璃样变引起的弥漫性白质变性，常伴有多发小的腔隙梗塞灶。 A< 图的特征性表现为白质各向异性的明显丧失和 <&? 的中度增加，这与轴索丢失和胶质增生相一致。 A< 的白质各向异性丧失与临床表现特别是认知能力的损害程度有一定的相关性。 &%’ 脑白质病（ :)B7’=B. G>B./+*’*， &%’%! 多发性硬化 :G） :G 具有多种形式的 &90、由于血 <&? 和 A< 信号变化。在急性期有增强的斑块，管源性水肿、脱髓鞘、轴索脱失，弥散明显增加，在慢性期无强化的斑块，组织丢失增加了平均弥散值，同时神经胶质增生和轻度炎性反应使弥散降低。因此，A< 在急性期的斑块中要低于慢性期的斑块，而且在急性期和慢性期的鉴别中更加精确。
・文献综述・
磁共振弥散张量成像的基本原理和临床应用
盛复庚综述
磁共振弥散张量成像（ &’(()*’+, -.,*+/ 0123’,3， &-0）主要用来评价组织结构的完整性，是功能磁共振成像的一个重要组成部分。 ! !%! "#$ 的基本原理磁共振弥散加权成像（ &’(()*’+,45.’367.8 ’123’,3， &90）
［%］值在缺血的脑白质有显著降低，在脑灰质无明显变化。 I2,3

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

磁共振和弥散张量成像课件

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缺点比较
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DTI：对脑灰质病变的评估能力有限；对磁场均匀性要求高。
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MRI：对脑白质纤维束完整性的评估能力有限；需要注射对比剂。
DTI与MRI的联合应用
联合应用的优势
可以相互补充，全面评估脑组织的结构和功能；提高诊断的准确性和可靠
01
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DTI的主要参数
扩散系数（ADC）：描述水分子的扩散程度，与组织的微观结构有关。
相对各向异性（Relative Anisotropy, RA）：衡量扩散系数的不均匀性，反映组织结构的复杂性。
纤维方向（Fiber Orientation）：反映组织中纤维束的走向，对于脑白质纤维束的追踪和重建具有重要意义。
磁共振和弥散张量成像课件
目录
• 磁共振成像（MRI）基础 • 弥散张量成像（DTI）基础 • DTI在临床诊断中的应用 • DTI与MRI的比较和联合应用 • DTI的局限性及解决策略
01
磁共振成像（MRI）基础
MRI的工作原理
核磁共振现象
利用原子核的自旋磁矩在强磁场中的进动，通过射频脉冲激发产生磁共振信号，经过接收和转换
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磁共振弥散量成像的基本原理及其在中枢神经系统中的应用

针对性技术优化
针对不同伪影来源，采取相应的技术优化措施，如改进线圈设计、优化序列参数等。
后期处理算法
运用先进的图像处理算法，对采集到的图像数据进行后处理，以消除或减轻伪影的影响。
提高信噪比和对比度方法研究
高性能硬件设备
采用高场强、高均匀度、高稳定性的磁体及梯度系统，以提高图像信噪比和对比度。
弥散数据质量控制
开发智能算法对弥散数据进行质量评估和控制，确保数据的可靠性和一致性。
多模态数据融合分
析
结合多模态数据，利用人工智能技术挖掘更深层次的信息，为神经科学研究提供更全面的视角。
05
挑战与问题
伪影干扰问题解决方案探讨
伪影来源识别
通过对磁共振设备、患者及扫描环境的综合分析，识别出可能导致伪影的干扰源。
肿瘤与非肿瘤性病变鉴别
弥散量成像可以帮助区分肿瘤性病变和非肿瘤性病变，如脓肿、炎症等。
02
肿瘤恶性程度评估
03
肿瘤复发监测
通过对肿瘤弥散系数的测量，可以评估肿瘤的恶性程度，为治疗方案制定提供参考。
弥散量成像可用于监测肿瘤治疗后的复发情况，及时发现并处理。
多发性硬化等脱髓鞘疾病检测
脱髓鞘病变检测
辨率和对比度。
弥散张量成像（DTI）
02
在多个方向上施加弥散梯度，获取组织内水分子的弥散张量信
息，更全面地描述组织的微观结构。
高角度分辨率弥散成像（HARDI）
03
采用多个不同方向的弥散梯度进行采样，以更准确地重建复杂
的纤维束结构。
多模态融合技术在弥散成像中的应用
弥散成像与结构成像融合
将弥散成像数据与高分辨率的结构成像数据融合，提供更准确的解剖定位和纤维束追踪。

磁共振中枢神经系统PPT课件

2
MRI弥散加权成像的主要指标弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC值）作为最常用的参数用来描述细胞分布、细胞膜渗透性、细胞内外弥散和组织结构。 ADC值表示水分子扩散速率（0-1 mm2/s ）， ADC值越大，水分子扩散速度快，DWI表现为低信号，ADC值越小，水分子扩散速度慢，DWI表现为高信号。自由水扩散不受限，速度快，DWI呈低信号。结合水及肿瘤细胞增多导致水分子扩散受限程度增加，速度慢，DWI呈高信号。
肿瘤内胆碱cho峰
正常组织内胆碱cho峰
脑干肿瘤：肿瘤标志物cho明显升高
21
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磁共振灌注加权成像(PWI)
灌注加权成像(Perfusion-Weighted Imaging) PWI 是基于血管密度的一项新成像技术。主要反映了肿瘤的血供情况，与常规增强不同的是，常规增强反映的是血脑屏障破坏程度，PWI反映的是肿瘤的微血管丰富程度。局部相对脑血容量最大的区域是肿瘤恶性程度最高、生长最活跃的部位。
层内分辨率0.5*0.5 层厚2.5mm A524
三叉神经半月节内三支神经
30
面神经
上下前庭神经
耳蜗神经
31
高分辨率颈部血管成像透视跟踪启动扫描
901:PCA法定位图 1201：团注造影剂跟踪 1101：3D血管采集T1W FFE技术 1103:三维重建
32
高分辨率颈部血管成像透视跟踪启动扫描
27
脱氧/含氧血红蛋白含量变化
BOLD 通过测量神经元活动引起的的血氧反应间接测量脑活动神经元放电->代谢需要能量->输入氧->含氧血红蛋白增多->引发信号增强

弥散加权成像DWI原理和临床应用PPT

步提升，提高诊断准确率。
多模态成像融合
将DWI与其他成像技术（如 MRI、CT等）进行融合，实现多模态成像，提供更全面的医学影像信息。
个性化治疗
结合基因检测等手段，根据个体差异制定个性化治疗方案，提高治疗效果。
普及推广
随着DWI技术的不断完善和应用效果的验证，其在临床上的应用将得到更广泛的推广和普
DWI可以区分肿瘤组织和正常组织，有助于精确测量肿瘤体积，
评估肿瘤缩小或增大的情况。
脑卒中治疗效果评估
在脑卒中治疗过程中，DWI可以监测脑组织中水分子扩散的变化，评估缺血或梗塞区的大
小和范围。
通过DWI，可以观察脑卒中后脑水肿的情况，判断病情
的严重程度和预后。
DWI可以评估溶栓或取栓治疗的效果，指导后续治疗措施。
弥散加权成像DWI原理和临床应用
汇报人：WI在临床诊断中的应用 • DWI在治疗效果评估中的应用 • DWI的局限性及未来展望 • 结论
01
DWI原理介绍
弥散概念
弥散是指水分子的随机热运动，即分子的随机位移。在活体组织中，水分子的弥散运动受到细胞内外屏障的限制，因此，水分子在组织中的弥散程度可以反映组织微观结构的特点。
DWI图像解读
DWI图像可以显示组织中水分子的扩散运动情况，通过观察图像中信号的强度
和分布，可以对组织结构进行评估。
DWI图像的信号强度与组织的弥散系数成反比关系，即弥散系数越低，DWI图
像的信号强度越高。因此，通过观察 DWI图像的信号强度可以判断组织结构
的特征，如肿瘤、炎症、梗死等。
DWI图像还可以通过扩散张量成像（ DTI）技术进行更深入的分析，以评估
及。
感谢您的观看

磁共振弥散加权成像原理及应用 ppt课件

组织 A
组织B
正常脑组织随机运动的水分子 = 低信号
9/7/2020
细胞毒性水肿的脑组织运动受限的水分子 = 高信号
4
弥散加权像脉冲序列的确定
• SE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。
spin
ADC
ADC Map
DWI
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eADC Map
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急性脑梗死弥散图像对比度的统计分析
ADC
ADC
T2 shine through
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Spin density
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急性脑梗死一周内弥散图像对比度的决定因素
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发病35分钟的脑卒中
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发病3小时的脑卒中
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发病7小时的脑卒中
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13
脑缺血的演变过程
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14
表观弥散系数变化情况
• 自由水的ADC值大约为2.5x10-3mm2/S • 正常脑组织的ADC值为0.7-0.9x10-3mm2/S • 脑组织急性病变的ADC值多为降低 • 脑组织亚急性或慢性病变的ADC值多为升高 • ADC异常变化的上下限为
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
• 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

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
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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。

MR新技术在中枢神经应用PPT课件

蛛网膜囊肿
磁共振弥散张量成像(DTI)
一、概念
DWI只能反映3个方向上水分子弥散速度；而且还不能反应弥散方向。
弥散张量成像（diffusion fensor imaging,DTI) 不但能反映更多方向上的水分子弥散速度；而且还能反应弥散方向。
二、原理
n DTI与DWI一样，也是测量单位时间内的水分
三、检查方法
DTI是在DWI基础上，在6-55个线性方向上施加射频脉冲，多采用单次SE-EPI或GRE序列，每个方向上均使用相同的较大b值，计算各个方向上的弥散张量而成像。
四、评价指标
平均弥散率（mean diffusivty, MD）反应各个方向弥散张量的平均值，只反映弥散速度，不能反映弥散方向。它比ADC值图更全面。
长期以来这种微出血在CT和常规MRI成像上不易显示，使得DAI的影像表现不能解释相应的临床症状
一例车祸中度昏迷患者之TAI表现
一例车祸重度昏迷患者
TAI 表现
病例一
患者葛某，M-37Y，重物打击伤，昏迷10小时，GCS评分10分。
病例二
患者陈某，M-25Y，车祸外伤后意识障碍21天，GCS评分4分。
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Байду номын сангаасalk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时间：XX年XX月XX日
g~i为正常人
● 基于纤维束的空间统计（TBSS）采用FSL等软件对FA、MD
和λ进行体素水平的统计分析，得到全脑差异图。TBSS比 VBA（基于体素分析）准确性高。
TBSS结果 0～10HDI与对照组（FA）

磁共振弥散张量成像技术原理及临床应用

正常人DTT
• 正常大脑半球白质纤维束主要分为三类： • 连合纤维（commisural fibers）：是连接两侧大脑半球皮质的纤维，如胼胝体（corpus callosum），左右走行在DEC图显示为红色。 • 联络纤维（association fibers）：是联系同侧半球各部分皮质的纤维，如扣带束（cingulate tract），前后走行在DEC图显示为绿色。 • 投射纤维（projection fibers）：是联系大脑皮层和皮层下结构的上、下行纤维，绝大部分经过内囊，如椎体束（pyramidal tract），上下走行在DEC图显示为蓝色。
脑梗塞病例
• 患者：女性 71岁右利手 • 主诉：发作性右侧肢体麻木、力弱半月余，加重1天 • 现病史：患者缘于半个月前无明显诱因开始出现右侧肢体麻木、力弱，伴头昏、耳鸣，上述症状反复发作，轻重不一，每次持续约1~5分钟不等。 • 体格检查：左侧肢体肌张力正常，肌力Ⅴ级；右侧肢体肌张力较高，上肢肌力IV＋，下肢肌力IV－。
肿瘤患者常规MR检查影像
T1WI
T2WI
DTI影像
FA
DWI
ADC
DEC
DTI测量结果
• 肿瘤灶： • So: 3149.00 - 3521.00 (3334.85/78.22) • FA: 0.07 - 0.40 (0.21/0.07) • ADC(x1k): 1.11 - 1.29 (1.20/0.04) • 小脑白质： • So: 1707.00 - 2266.00 (1986.43/125.97) • FA: 0.10 - 0.39 (0.21/0.06) • ADC(x1k): 0.60 - 0.77 (0.68/0.04) • 胼胝体： • So: 1125.00 - 1324.00 (1192.71/59.92) • FA: 0.64 - 0.77 (0.72/0.04) • ADC(x1k): 0.75 - 0.84 (0.80/0.04)