磁共振弥散张量成像技术原理及临床应用

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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。

DTI弥散张量成像

神经内科：用于脑卒中、帕金森病等神经系统疾病的诊断和治疗
精神科：用于精神分裂症、抑郁症等精神疾病的诊断和治疗
康复医学：用于脑损伤、脊髓损伤等疾病的康复治疗
3
技术进步与创新
更高分辨率：提高图像质量，更清
01
晰地显示组织结构更快扫描速度：缩短扫描时间，提
02
高检查效率更精确定量分析：对组织结构进行
DTI弥散张量成像可以帮助医生确定肿瘤的侵袭范围，为放疗和化疗提供准确的信息。
DTI弥散张量成像可以帮助医生确定肿瘤的复发和转移情况，为后续治疗提供准确的信息。
01
02
03
04
其他医学领域应用
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
神经外科：用于脑肿瘤、脑血管病变等疾病的诊断和治疗
提高成像速度：通过并行计算和分布式计算技术，缩短成像时间
降低成像成本：通过优化成像设备和算法，降低成像成本，提高成像效率
提高成像质量：通过优化成像设备和算法，提高图像质量，减少伪影和噪声
03
更精确的定量分析更广泛的应用领域：拓展DTI弥散
04
张量成像在更多疾病和领域的应用
临床应用拓展
神经系统疾病：如脑卒中、阿尔茨海默病、帕
金森病等
肿瘤学：如脑肿瘤、乳腺癌、前列
腺癌等
心血管疾病：如心肌梗死、心律失常等
运动医学：如运动损伤、康复治疗等
提高成像精度与速度
提高成像精度：通过优化算法和硬件设备，提高图像分辨率和信噪比
优势：能够提供更精确的脑组织结构信息，有助于早期诊断和治疗
技术原理：通过测量水分子扩散方向和速度，构建脑组织结构图

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

磁共振弥散张量成像在临床中的应用

磁共振弥散张量成像在临床中的应用摘要】目前可对脑白质纤维束、骨豁肌和乳腺等组织器官行三维重建的新方法，首推磁共振弥散张量成像技术，它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。

经过近几十年的发展，已在临床工作中得到深入广泛使用。

本文就磁共振弥散张量成像在临床中的应用研究及前景做一综述。

【关键词】磁共振弥散张量成像；原理；临床应用；前景【中图分类号】R445.2 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）33-0189-01磁共振弥散张量成像（DTI）是近几十年来发展的一种水分子弥散成像技术，是在普通弥散加权成像(DWI)的基础上发展而来，除它之外，目前并没有其它可在体显示脑白质纤维束的无创成像方法，在如今临床科学各个领域应用广泛。

1.DTI简介弥散是自然界中的物质分子不停地进行的一种随机的运动, 即布朗运动，它是体内物质转运方式之一。

弥散的形式有两种，一是各项同性弥散，分子可随意进行热运动；二是各向异性弥散，分子弥散受到限制。

DTI的原理就是基于这种此种微观运动。

用来描述和分析各向异性程度的参数很多，例如表观弥散系数（ADC、平均弥散率（MD）以及各项异性分数(FA)等。

2.DTI在中枢神经系统的临床应用2.1 高血压脑出血高血压脑出血主要是指脑内小动脉破裂出血的一系列疾病，一般情况下出血部位为基底节区和丘脑。

据统计在高血压脑出血存活的患者中，50%～75%的患者有不同程度的残疾。

目前认为导致患者肢体残疾的主要原因来自于血肿对皮质脊髓束（CST）的损伤和压迫。

在临床工作中，脑出血常用的检查方法为CT、MRI，但这两种方法并不能精准地判断和区分皮质脊髓束损伤状况，而DTI可以把大脑中的白质纤维束的受损情况清楚显示出来，与DWI、MRI同时使用能够对脑内病变部位进行更准确的定位[1]。

Jang等将6名正常人和16例脑出血患者使用DTI进行检查，结果显示DTI能够清晰显示出发生病变的部分,同时可以根据其中感兴趣区的各向异性分析CST的修复情况[2]。

磁共振新技术应用之二：弥散张量成像DTI

磁共振新技术应用之二：弥散张量成像DTI一、原理简介磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。

目前,DTI 是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。

在自然条件下，质子的弥散很少受到限制，如蓝墨水滴在纯水中的弥散。

这时的弥散速度在各个方向上是相等的，称为各向同性。

然而，生物体中由于某些屏障的阻碍，如存在的半透性和可通透的细胞膜等，质子的随机运动受到限制，这样就形成了对弥散的限制。

人体组织中的长纤维的存在亦使得质子的弥散在各个方向上不完全相同，一般说来，沿着长纤维走行弥散的质子要明显快于垂直其方向弥散的质子。

这就是所谓的各向异性，从而引出弥散张量成像。

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。

用DTI示踪白质纤维的走行，其基本原理是通过一个主本征值，寻找一个与其接近的体素，将这些体素联系起来，达到显示白质纤维的目的。

二、DTI在中枢神经系统的临床应用1.正常脑白质纤维的显示多数学者认为DTI能非常准确地显示主要的白质纤维束，与神经解剖学图谱的对照研究也显示了两者之间有良好的相关性。

Mamata 等研究证实DTI 可获得一系列完整的正常脑白质纤维图像。

可显示的纤维束包括：弓状束、上下纵行束、钩回束、视听辐射、前连合、胼胝体、锥体束、薄形束、楔形束、内侧束、红核脊髓束、顶盖脊髓束、中盖束、三叉神经丘脑背侧束、上中下大脑脚、动眼和三叉神经根部纤维等。

对于中枢神经系统发育性异常，如胼胝体发育不全等的显示也与以往的解剖学研究相似。

2.脑肿瘤脑肿瘤是DTI的研究热点之一。

肿瘤组织本身排列紊乱和其产生的占位效应致瘤体周围组织水肿及受压移位等，均可引起ADC值和FA 值改变。

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DWI的原理和临床应用

• 二、b值对DWI的影响： • DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数。在常用SE-EPI DWI序列中.
• b值代表扩散敏感系数；
• • • • r代表磁旋比； Gi和Gj分别为i轴和j轴上的磁场梯度强度； δ代表梯度场持续时间； Δ 代表两个梯度场间隔时间。
• b值的选择（表示应用的梯度磁场的时间、幅度、形状） • b值越高，扩散的权重越重 • b值越高，信号越弱 • b值越高，信噪比越差 • b值越高，相同TR内可采集的层数越少 • 因会出现周围神经的刺激症状也限制了太高的b值。 • 较小的b值可得到的较高信噪比的图像，但对水分子扩散运动的检测不敏感。
• 因此，b值的选择非常重要，用小b值进行DWI，在一定程度上反映了局部组织的微循环灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理活动的影响，不能有效反映水分子的弥散运动，用大b值进行DWI，所测得的ADC值受局部组织的微循环灌注影响较小，能较好反映水分子的弥散运动，因此，大b值进行DWI称高弥散加权成像，用小b值进行DWI称低弥散加权成像。b=0时产生无弥散加权的t2wi。
• 【技术要点】 • 一、DWI上组织信号强度的衰减主要因素： • 尽管DWI可以用多种序列进行，但影响其组织信号衰减的因素基本相同，与未施加扩散敏感梯度场的相应序列相比，在DWI上各种组织的信号都在衰减，只是衰减的程度有所差别而已。
• DWI上组织信号强度的衰减主要因素： • 1、扩散敏感梯度场的强度，强度越大组织信号衰减越明显； • 2、扩散敏感梯度场持续的时间，时间越长组织信号衰减越明显； • 3、两个扩散敏感梯度场的间隔时间，间隔时间越长，组织信号衰减越明显； • 4、组织中水分子的扩散自由度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。

磁共振弥散张量成像（DTI）在颅脑疾病诊断中的应用

磁共振弥散张量成像（DTI）在颅脑疾病诊断中的应用磁共振弥散张量成像(DTI)在颅脑疾病诊断中的应用弥散张量成像(DTI)，是一种描述大脑结构的新方法，是磁共振成像(MRI)的特殊形式。

举例来说，如果说磁共振成像是追踪水分子中的氢原子，那么弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。

弥散张量成像图（呈现方式与以前的图像不同）可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接，引导医疗人员进行大脑手术。

它还可以揭示同中风、多发性硬化症、精神分裂症、阅读障碍有关的细微反常变化。

磁共振弥散张量成像( diffusion tensor imaging,DTI) 是弥散加权成像 ( diffusion weighted imaging,DWI)的发展和深化, 是当前惟一的一种能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法。

到2015年主要用于脑部尤其对白质束的观察、追踪, 脑发育和脑认知功能的研究, 脑疾病的病理变化以及脑部手术的术前计划和术后评估。

衡量弥散大小的数值称为弥散系数，用D表示，即一个水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围，单位是mm2/s。

D值越大，水分子弥散运动越强。

表观弥散系数ADC只代表弥散梯度磁场施加方向上水分子的弥散特点．而不能完全、正确地评价不同组织各向异性的特点。

DTI是弥散成像的高级形式, 可以定量地评价脑白质的各向异性主要参数【平均弥散率】（mean diffusivity MD），MD反映分子整体的弥散水平（平均椭球的大小）和弥散阻力的整体情况。

MD只表示弥散的大小，而与弥散的方向无关。

MD 越大，组织内所含自由水分子则越多。

【各向异性程度】反映分子在空间位移的程度，且与组织的方向有关。

用来定量分析各向异性的参数很多，有各向异性分数（fractional anisotropy，FA）、相对各向异性（relative anisotropy ，RA）、容积比指数（volume ratio ，VR）等。

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

dtidwi]dti(弥散张量成像)简介及原理

[DTI/DWI]DTI(弥散张量成像)简介及原理磁共振弥散张量成像技术是利用水分子的弥散各向异性进行成像,可用于脑白质纤维研究,常用扫描技术包括单次激发平面回波成像(EPI),线阵扫描弥散成像, 导航自旋回波弥散加权成像(LSDI),半傅立叶探测单发射快速自旋回波成像等.每种成像技术各有其优缺点,EPI扫描时间短,图像信噪比高,但存在化学位移伪影、磁敏感性伪影、几何变形;LSDI精确度高,几乎无伪影及变形,但扫描时间过长;导航自旋回波弥散加权成像运动伪影少,但扫描时间长;半傅立叶探测单发射快速自旋回波成像扫描时间短,但图像模糊.综合比较,单次激发平面回波成像是用于临床研究较适宜的方法.(引自%26lt;%26lt;医学影像学杂志%26gt;%26gt;2006年04期王海燕, 赵斌, 于富华) 1827 Robert Brown 首次发现弥散现象1950 Hanh 从理论上提出用自旋回波测量水分子弥散过程的方法1985 Taylor 和Bushel 首次实现磁共振弥散成像1986 Denis LeBihan 首次将磁共振弥散成像应用于活体1990 Michael Moseley 发现弥散成像在早期脑缺血诊断中的价值1996 首次实现人脑弥散张量成像1999首次实现人脊髓弥散张量成像一、弥散张量成像的基本原理弥散张量成像(DTI)是利用弥散加权成像技术改进和发展的一项新技术，弥散张量不是平面过程，以三维立体角度分解，量化了弥散各向异性的信号数据，使组织微结构更加精细显示，弥散需要用张量显示，扫描应用多个梯度场方向，现用6-55个方向。

DTI：弥散具有方向依靠性，分子向各个方向弥散的距离不相等，则成为各向异性(anistrophic)。

而DWI则为水分子弥散的方向相一致，即相同性。

弥散张量成像的原理：在完全均质的溶质中，分子向各方向的运动是相等的，此种弥散方式为各向同性(isotrophic)，其向量分布轨迹成一球形，而另一种弥散是在非均一状态中，分子向各方向运动具有方向依靠性，分子向各方向弥散的距离不相等，称为各向异性（anisotrophic）,其向量分布轨迹成一椭圆形。

磁共振弥散成像的基本原理及临床

磁共振弥散成像的基本原理及临床磁共振弥散成像的基本原理及临床顾雅佳一、磁共振弥散成像的基本概念1．弥散（diffusion）：是描述小分子在组织中微观运动的物理概念，是分子等微观颗粒由高浓度向低浓度弥散的微观移动，即布朗运动，单位为mm2/s。

2．受限弥散：弥散在生物体内的表现。

弥散运动将使溶液系统中的浓度梯度逐渐消失。

但是，在生物体中细胞内外或小器官内外却能保持不同的化学环境，这是由细胞膜的屏障作用决定的，也就是说，膜有阻碍分子自由通过的功能，从而使有些分子的跨膜弥散受到限制。

受限弥散构成了弥散成像的基础。

3．弥散加权成像（diffusion-weighted MR imaging，DWI）：人体中70%是水，通常所说的弥散主要指水分子或含水组织的弥散。

MR通过氢质子的磁化来标记分子而不干扰它的弥散过程。

在任一常规MR成像序列中加入弥散梯度突出弥散效应即可行弥散加权成像，可以对组织中水分子的弥散行为直接进行检测。

人体内水分子弥散运动速率与状态呈微米数量级的运动变化，与人体组织细胞的大小处于同一数量级。

因此，弥散加权成像使MRI对人体的研究深入到细胞水平的微观世界，反映着人体组织的微观世界几何结构以及细胞内外水分子的转运等变化。

4．弥散张量成像（difussion tensor imaging，DTI）：在均质的水中，水分子的弥散运动是一个三维的随机运动，在不同的方向上弥散程度相同，称为各向同性（isotropic）。

而在人体组织中，水分子在三维空间的弥散要受多种局部因素如细胞膜及大分子物质的影响。

尤其在有髓鞘的神经纤维中，水分子沿轴突方向的弥散速度远大于垂直方向的弥散，此种有很强方向依赖性的弥散，即弥散的各向异性(anisotropic)，即水分子的活动在各个方向上其弥散规律不是随机均等的，而是有弥散方向的不均匀性。

这个现象在脑白质、骨骼肌、心肌等多种组织中均可见到。

各向异性的程度用量化指标来测定，并用向量图或彩色编码来表示即为弥散张量成像。

MRI弥散张量成像DTI的基本原理及其在中枢神经系统中的应用

►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：
►
均质介质中可以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
&
b=0
►
=
b=1000 ADC
ADC反映了水分子的扩散运动的能力,指水分子单位时间内扩散运动的范围，越高代表水分子扩散能力越强。
A
B
正常组织随机运动的水分子---低信号
细胞毒性水肿的组织运动受限的水分子---高信号
组织内影响水分子弥散的因素
► 细胞内外的体积变化 ► 水分子通过细胞膜的渗透作用 ► 细胞外间隙形态的改变
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
前言
磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging, 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。 ► 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。
胼胝体
内囊
扣带回
冠辐射
皮质脊髓束
DTI在中枢神经系统的临床应用
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
► 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

磁共振弥散加权成像

❖ 亚急性期
❖ 血管源性水肿期 ❖ 组织含水总量较前增加，水分子弥散程度较前增加，DWI呈稍
高信号，ADC值“假正常化”
❖ 慢性期
❖ 细胞液化坏死更多，组织含水量更多，ADC值升高， DWI呈低信号
，T2WI呈高信号
第十三页，编辑于星期三：十九点二分。
脑梗死不同时期的DWI表现
超急性期急性期亚急性期慢性期＜6h 6h～3d 3d～3w 3w～3m
（包括自由水和结合水）的随机位移运动。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（ristricted diffusion)。
第二十一页，编辑于星期三：十九点二分。
❖ 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。
细胞毒性水肿（缺血缺氧性脑病——2d）
第二十二页，编辑于星期三：十九点二分。
DWI临床应用
❖ 中枢神经系统
❖ 脑梗塞
❖ 缺血缺氧性脑病 ❖ 感染 ❖ 脱髓鞘病变
❖ 肿瘤
第二十三页，编辑于星期三：十九点二分。
第十八页，编辑于星期三：十九点二分。
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。
第十九页，编辑于星期三：十九点二分。
ADC曲线的变化规律
❖ 表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC)—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。

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)

dti的原理及应用

dti的原理及应用1. dti的概述DTI，即弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging），是一种基于磁共振成像（MRI）的图像处理技术，用于观察生物组织中水分子的扩散行为，从而研究组织的微观结构和纤维束的定向。

1.1 弥散张量成像弥散张量成像是通过测量水分子在组织中的热扰动，得出水分子扩散的方向和强度。

这一成像技术在神经科学领域得到广泛应用，尤其是对于研究脑部结构和连接的定向和连通性有着很大的作用。

1.2 dti的优势与局限性•优势：DTI可以非侵入性地观察生物组织内部微观结构，提供关于纤维束方向和连通性的信息，有助于研究脑部、神经系统和其他生物组织的结构与功能关系。

•局限性：DTI对于水分子扩散的定量测量相对比较复杂，受到噪声、局部磁场异质性等因素的影响。

2. dti的原理DTI的原理基于扩散加权成像和磁共振成像技术，利用水分子在组织中的自由扩散特性。

通过对多个不同方向的扩散梯度进行成像，可以得到对应于每个方向上水分子扩散行为的数据。

利用这些数据，可以计算扩散张量DT，即通过对应矩阵的特征值和特征向量计算出来的。

2.1 dti的基本方程DTI的基本方程可以表示为：D = (Dxx, Dxy, Dxz,Dyx, Dyy, Dyz,Dzx, Dzy, Dzz)其中，D代表着扩散张量，Dxx、Dyy和Dzz分别表示沿三个主轴方向的方差，而Dxy、Dxz、Dyx、Dyz、Dzx和Dzy则表示不同轴之间的协方差。

2.2 dti的参数计算基于DTI的数据，可以计算出以下常见的参数： - FA（Fractional Anisotropy）：表示水分子在不同方向上扩散的差异性，范围在0到1之间，值越大表示组织内部扩散的方向性越强。

- MD（Mean Diffusivity）：表示扩散的平均速率，即水分子在三个轴上扩散方向的平均。

- RD（Radial Diffusivity）：表示垂直于纤维束方向的扩散速率。

dtidwi]dti(弥散张量成像)简介及原理

DTI：弥散具有方向依靠性，分子向各个方向弥散的距离不相等，则成为各向异性(anistrophic)。

而DWI则为水分子弥散的方向相一致，即相同性。