如何做好弥散(DWI)序列

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dwi弥散梯度

dwi弥散梯度

dwi弥散梯度
弥散加权成像(DWI)是一种磁共振成像(MRI)技术,用于测量组织中水分子的扩散。

水分子在组织中的扩散受多种因素的影响,包括组织的结构、细胞类型和疾病状态。

DWI可用于诊断多种疾病,包括脑梗死、中风、白质病变、脑肿瘤等。

DWI原理是利用磁场梯度来改变水分子在组织中的扩散方向。

当水分子受到磁场梯度的影响时,它们会沿着磁场梯度方向扩散。

随着水分子扩散的距离增加,其信号强度会逐渐减弱。

这一现象称为扩散磁化率。

DWI图像通常以表观扩散系数(ADC)值表示。

ADC值越低,水分子扩散越慢。

因此,DWI图像上高ADC值的区域对应于水分子扩散较快的区域,而低ADC值的区域对应于水分子扩散较慢的区域。

DWI图像可用于诊断多种疾病。

例如,在脑梗死的早期,脑组织内的水分子扩散受限,DWI图像上会显示出高ADC值的区域。

随着病情的发展,脑组织内的水分子扩散速度会逐渐恢复,DWI图像上高ADC值的区域会逐渐消失。

DWI还可用于诊断白质病变。

白质病变是指脑白质中的结构损伤。

DWI图像上白质病变区域的ADC值通常较低。

弥散加权成像(DWI)原理及其在肝占位性病变中的应用 丘

弥散加权成像(DWI)原理及其在肝占位性病变中的应用  丘
延迟期
南京军区福州总医院医学影像中心
肝脓肿
DWI
ADC
Байду номын сангаас
肝脓肿内由于致病菌感染引起的肝细胞和肝脏基质破坏, 脓腔内脓液因粘度高限制了水分子的扩散运动导致DWI较 高信号,ADC图较低信号
南京军区福州总医院医学影像中心
患者杨某,女,39 岁,因“体检发现 肝占位3天”入院。 上腹部MR提示肝右 叶血管瘤。 。
门脉期
T2WI
延迟期
南京军区福州总医院医学影像中心
肝囊肿
DWI
ADC
肝囊肿内为自由水,信号衰减大,b=800时, DWI图上为低信号,ADC图上为高信号
南京军区福州总医院医学影像中心
患者陈某,男,35 岁,因“右上腹疼 痛5天”入院,上 腹部MR提示肝左 叶脓肿。
肝脓肿
T1WI
动脉期
门脉期
T2WI
南京军区福州总医院医学影像中心
ADC值与b值的关系
•不同b值所测得病变的ADC值不同,应当选择合适b值 •b值小,由于受部分微循环血流灌注的影响,ADC波动 范围较大 •b值大,忽略血流灌注的影像,ADC值较接近实际D值( 弥散系数),较稳定,但病灶显示欠清楚,无法选取感 兴趣区,影响测量
南京军区福州总医院医学影像中心
• B值为一常数,由施加的梯度场强参数控制 • B值越大对水分子的弥散运动越敏感,可引起的信号衰减
越大,DWI图像上信号越低 • 计算公式:
B 值代表扩散敏感系数; r 代表磁旋比; G 代表梯度场强度; δ 代表梯度场持续时间; Δ 代表两个梯度场间隔时间
南京军区福州总医院医学影像中心
ADC值与图像
细胞毒性水肿的组织 运动受限的水分子

弥散加权成像DWI-原理和临床应用

弥散加权成像DWI-原理和临床应用

善 弥
,一个重要因素就是降低EPI因 子.如下
① 减少相位编码步数(这也是为什么DWI分辨率不高

的原因)

② 使用并行采集技术,如ASSET,减少相位编码步数. ③ 使用半扫描技术,Halfscan技术,可减少相位编码

采集.

二.采用脂肪抑制,防止化学位移伪

影.

三.减少磁化率伪影,适当匀场,增
b =γ2Gδ2 (△–δ/3 )
b值是反映附加梯度场性 质的参数(s/mm2)
有效TE越长,信噪比越差 但是对弥散运动越敏感。
B值大小与TE及SNR关系
弥 散 图 像 信 号 读出E 方P 式I
EPI为梯度回波的一种特殊形式,在频率编码上梯度连续 正反切产生一序列回波填充对应相位编码的K空间,是目 前最快成像方法(<100ms/图像),结合单次激发对运动 不敏感。

III. 致密的肿瘤细胞

常见病变如下:

① 急性脑梗死、脓肿、肿瘤、脱髓鞘病、表皮

样囊肿、肉芽肿、急性和亚急性晚期血肿及

克雅病。

② 在原发性和转移性脑病变中,从受限变化至

不受限。
③ 淋巴瘤肿瘤细胞密集,且比其他肿瘤扩散受
限表现更加均一性。



b值越大,对弥散越敏感.

一.由于G值受限于物理因素,有最大 值的限制,所以提高b值可通过增大

弥散梯度场持续时间或两个梯度时 间间隔,这样带来后果是增加了TE,

降低了信噪比.

二.另一个重要参数是EPI因子,临床

大部分使用的DWI序列是单激发的 ,一次采集完成整个K空间填充.如

MRI技术--弥散加权成像(DWI和ADC图)

MRI技术--弥散加权成像(DWI和ADC图)

弥散加权成像检查有何临床意义?
在DWI序列信号采集时,如果在某一特定方向单独施加 运动敏感梯度,就可形成弥散张量成像(DTI)。目前 ,DWI多用于在活体显示脑脊髓神经组织中不同走向的 白质纤维束,研究一些与白质病变相关的病理过程。 DWI检查对MRI系统的软硬件配置有一定要求,例如, 中高场强MRI系统,较高的梯度切换率,EPI性能佳。 DWI易受磁敏感性伪影(尤其在鼻窦周围组织、颅底以 及邻近含气肠管的前列腺和子宫)、体液流动、病人运 动等因素干扰。
2、表皮样囊肿(胆脂瘤)
常规MRI:T1WI呈低信号,T2WI呈高信号 ,信号明显高于脑组织和脑脊液。 DWI:表皮样囊肿囊腔内为含有上皮碎屑 、角蛋白、胆固醇结晶及其他脂质成分 的豆渣样油腻液体,粘稠度极高,其内 水分子弥散受限,故病变在DWI呈高信号 ,其平均ADC值往往与正常脑白质的ADC 值接近。
弥散加权成像检查有何临床意义?
人体组织的ADC值一般为0.2~2.9×10-3mm2/s。由于不同病理状态 下ADC值改变不同,故DWI不仅可以在脑部区别水分子弥散受限的 急性脑梗死与非弥散受限的水肿病变(如血管源性水肿:静脉窦血 栓、可逆性后部白质脑病等),也常用以在体部区分良性与恶性肿 瘤。例如: 在乳腺鉴别诊断乳腺癌、纤维腺瘤和腺体增生等异常; 在肝脏鉴别诊断肝细胞癌、转移瘤和血管瘤等病变; 在胰腺区别分泌黏蛋白的肿瘤与其他肿瘤; 在盆腔显示前列腺癌、子宫内膜癌和宫颈癌; 发现局部或远处的转移淋巴结; 区分骨折的性质为病理性或外伤性; 评价骨挫伤; 对恶性肿瘤进行放疗或化疗后,当DWI显示肿瘤的信号强度降低或 是ADC值升高时,提示肿瘤组织对治疗产生反应,说明治疗有效。
4、脑肿瘤
颅内肿瘤的ADC值大小取决于肿瘤的细胞 密度。 淋巴瘤由于肿瘤密度较高,核浆比较大 ,细胞外含水量少,DWI高信号,ADC低 信号,弥散加权可以提供一些比较有用 的诊断信息。

MR灌注成像(PWI),MR弥散成像(DWI)及fMRI基本概念

MR灌注成像(PWI),MR弥散成像(DWI)及fMRI基本概念

MR灌注成像(PWI),MR弥散成像(DWI)及fMRI基本概念MR灌注成像(PWI),MR弥散成像(DWI)及fMRI 基本概念MR灌注成像(PWI)动态磁敏感增强灌注成像(DSCPWI)是最先用于脑部,多采用EPI序列、扫描10层~13层,每层20幅~40幅图像。

顺磁性对比剂高压注射后,以2ml/s或更快速率,对10层~13层,反复成像,观察对比剂通过组织信号变化情况,在T2WI中,对比剂通过时,组织信号强度下降,而对比剂通过后,信号会部分恢复。

忽略T1效应,则T2WI的信号强度变化率与局部对比剂浓度成正比,与脑血溶量成正比。

连续测量,产生时间一信号强度曲线,分析曲线、对每个像素积分运算得到rcBV、rcBF、MTT、TTP图、DSCPWI临床应用,PWI 早期发现急性脑缺血灶,观察血管形态和血管化程度评价颅内肿瘤的不同类型。

PWI可早期发现心肌缺血,还可评价肺功能和肺栓塞、肺气肿。

MR弥散成像(DWI)DWI是在常规MRI序列的基础上,在x、y、z轴三个互相垂直的方向上施加弥散敏感梯度,从而获得反映体内水分子弥散运动状况的MR图像。

所谓弥散敏感梯度是在常规序列中加入两个巨大的对称的梯度脉冲。

在DWI中以表观弥散系数(ADC)描述组织中水分子弥散的快慢,并可得到ADC图。

将每一像素的ADC值进行对数运算后即可得到DWI图。

弥散张量成像(DTI)是在DWI的基础上,在6个~55个线方向上施加弥散敏感梯度而获得图像。

DTI主要参数为平均弥散率(DCavg),各向异性包括FA、RA、VR,还可分别建立FA、RA、VR图。

DWI的临床应用是缺血性脑梗死的早期诊断,常规MRI为阴性,而DWI 上可表现为高信号。

DTI的临床应用,动态显示并监测脑白质的生理演变过程,三维显示大脑半球白质纤维束的走行和分布、避免术中纤维束损伤。

MR功能成像(fMRI)脱氧血红蛋白主要缩短T2驰豫时间,引起T2加权像信号减低,当脑活动区域静脉血氧合血红蛋白增加,脱氧血红蛋白浓度相对减低时,导致T2时间延长,在T2WI上信号增强。

DWI的临床应用

DWI的临床应用

DWI: 病变在DWI上表现与病程进展密切相关。
在病变急性期,DWI表现为高信号;
在缓解-复发阶段,DWI呈环形或圆形高信号;
在缓解静止期,DWI呈稍高信号。
多发性硬化
近年来, 对脑肿瘤的多项研究结果显示, ADC
值与肿瘤组织有相关性。
1.星形细胞肿瘤(I级良性,II级间变性,III、IV级恶性)
``````
磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging DWI)是目前唯一能对机体内水分子弥散进行定量分析的无 创性MRI检查方法。自1986年应用于活体后, 经过十几年的 发展, 在疾病的诊断中发挥着越来越重要的作用。
1.扩散
也称弥散,指分子热能激发而产生的一种无规则的、 随机的、相互碰撞的运动过程,也称分子热运动或布朗运 动。人体组织内的水分子总是处于热运动状态,这种运动 方式也是弥散加权成像的基础。
DWI表现:DWI呈高信号,ADC值为相应的低信号。
急性期
3.亚急性期(3d-10d) 病理表现:血管源性水肿加重,细胞外间隙水分增多,弥
散速度加快,直到与脑组织相同。
常规MRI表现:长T1长T2信号,即T1WI低信号,T2WI高 信号,压水像呈高信号。
DWI表现:DWI信号呈下降趋势,ADC值逐渐增加,达到 并高于正常值,期间在ADC图上梗死灶可以表现为等信号, 出现“假性正常化”。
DWI表现:DWI上呈高信号,ADC值下降。
DWI
T2WI
T1WI
2.急性期(7-72h)
病理表现:此期病理表现和超急性期区别不大,也是表现 为水分子从细胞外进入细胞内产生细胞毒性水肿,使水分 子弥散受限。
常规MRI表现:长T1长T2信号,即T1WI低信号,T2WI高 信号,压水像(FLAIR)呈高信号。

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

弥散加权成像(DWI)的应用

弥散加权成像(DWI)的应用

弥散加权成像(DWI)的应用磁共振新技术-弥散加权成像(DWI)的应用DWI即磁共振弥散加权成像,是利用水分子的弥散运动特性进行成像的。

DWI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几何结构以及细胞内外水分子的转运等变化,是目前惟一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创方法。

DWI上水分子随机微观运动的大小用弥散系数来描述,弥散系数越大,代表分子弥散运动越强。

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。

弥散系数直接反映组织的弥散特性,为衡量生物组织中分子弥散程度的绝对值。

水分子在细胞外间隙内由各种动力驱使下的空间移动称表观弥散;通常应用表观弥散系数(ADC)标示弥散的大小,即水分子移动的自由度;通常情况下,每一种组织均有自己特有的表观系数,同一种组织在不同的病理情况下,亦能导致弥散系数发生改变。

DWI图:弥散受限组织和长T2组织均表现为高信号ADC图:弥散程度高的组织信号高,弥散受限组织表现为低信号。

B值-为弥散加权程度(弥散敏感系数)受灌注影响大,b值越大,越能够较好的反映组织内水分子的弥散运动,即对水分子运动的检测越敏感。

通常取b=0和b=1000。

b=0 b=1000DWI临床应用一、中枢神经系统1、脑血管疾病:①超早期脑梗死的诊断②缺血半暗带的检出:DWI与灌注成像(PWI)不匹配区域定义为缺血半暗带2、感染性病变与肿瘤性病变鉴别诊断①脑脓肿:脓腔于DWI呈均匀高信号,ADC低信号--弥散受限,与脓液的高粘滞度和脓肿的多细胞性有关。

②胶质母细胞瘤:中心坏死于DWI呈均匀低信号,ADC高信号--弥散不受限,与肿瘤坏死液化粘滞度较低有关。

3、胆脂瘤与蛛网膜囊肿鉴别:胆脂瘤含大量肌固醇晶体和脂肪会限制水分了的弥散运动,从而DWI为高信号,ADC为低信号;蛛网膜囊肿含脑脊液样液体,弥散不受限,从而DWI为低信号,ADC为高信号;3、脱髓鞘病变①多发性硬化(MS):急性期DWI呈高信号,慢性病灶呈等信号。

如何做好弥散DWI序列及

如何做好弥散DWI序列及
这样导致,临床DWI序列及图像有以下特点: 1.分辨率受限; 2.图像有变形(而且变形发生在相位编码方向); 3.化学位移也发生在相位编码方向(传统序列化学位移发生在频率编码方向); 4.对磁化率敏感,易产生磁敏感伪影; 5.序列扫描过程中,梯度震荡,频率高,噪音大。
除了这些,弥散序列最重要的一个参数,大家都听过,叫做弥散敏感度,又叫B值。
一、弥散的概述
弥散,英文Diffusion,可以翻译为:弥散、扩散。弥散、扩散运动是指分子(磁共振中主 要是指水分子)在温度的驱使下无规则、随机的、相互碰撞的过程,即布朗运动。
磁共振中水分子的弥散运动遵循什么规律(规则)呢?爱因斯坦提出了一个方程: <X>2=2DTd。方程中,分子弥散或者叫扩散位移的距离(大小)与弥散的时间(测量 时间)和组织弥散系数成正相关。D大约为10-3mm2/s,Td为50ms,x=10μm,即自由水的弥散 距离大约为10μm,这与人体的很多结构是同一个数量级的。当然,弥散还会受到温度大小 的影响。但是在活体磁共振检查中,这个因素可以相对不考虑。
弥散技术可以检测活体水分子的弥散情况,来评估组织情况和推测反映微观形态及结 构特点。
二、DWI序列原理
和常规的加权序列相比,弥散序列由于要检测水分子的弥散情况,所以在传统序列 的基础上,施加了一个弥散梯度场。
这个弥散梯度又叫双极梯度。什么意思呢?就是这个梯度的相关是相反的,通过这 个双极梯度,可以检测水分子弥散情况。
B值的公式,如上图所示。B值 反映了施加的弥散梯度的大小 (效能)。公式中,G代表弥 散梯度的幅度,δ代表了一个 梯度施加的持续时间,Δ代表 两个弥散梯度之间的时间。
B值的公式,如上图所示。B值反映了施加的弥散梯度的大小(效能)。公式中,G代表弥散梯度的幅度,δ代表 了一个梯度施加的持续时间,Δ代表两个弥散梯度之间的时间。

全身弥散DWI原理及临床应用

全身弥散DWI原理及临床应用

That’s all Thank you
ADC
病理基础
细胞坏死崩解组织 水分子运动不受限制
DWI仍然是高信号!!!
弥散序列
1800 900
回波
TE
time
T2穿透效应
DWI
弥散
T2
弥散加权图像包含有T2、弥散变化的综合 信息,我们把T2的对比度在弥散图像上反 映的现象称为透过效应(shine through) 。
全身弥散
扫描多段,拼接成 一个整体,这就是 “全身弥散”。
但是背景(正常组 织)的信号很强, 干扰了病变的显示 ,特别是小病灶。
全身弥散序列-STIR-DWI
180o Inversion
Technique: STIR DWI
加上 STIR
没有 STIR
加上 STIR
没有 STIR
STIR-DWI
•全身DWI存在假阴性和假阳性。
• 假阴性常见原因:肿瘤组织比正常组织细胞间的间隙并不狭窄, 水分子弥散比正常组织并不更受限。
• 假阳性常见原因:部分非肿瘤组织常规组织细胞间隙狭窄,水分 子弥散比正常组织更受限;或是存在较重T2穿透效应。
•全身DWI需与常规MR序列结合诊断会减小假 阴性和假阳性带来的误诊。
ADC



DWI(B=1000) T2(B=0)
ADC
ADC
1W 2W 3W 4W
ADC值下降
ADC值升高
That’s all Thank you
急性脑梗塞病人
•急性脑梗塞病人, 有明显症状。 •在T2, T1, FLAIR图像 上都未见异常。DWI 上清晰显示病灶区。
体部弥散 全身弥散
弥散成像在全身其他部位的应用

“旧书新读”之DWI(弥散加权成像)原理

“旧书新读”之DWI(弥散加权成像)原理

“旧书新读”之DWI(弥散加权成像)原理
核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)检查已经成为神经科医生诊断颅脑疾病的常用工具,神经科医生几乎每天都在看核磁,即使这样仍然不可能将所有影像特点记住,了解一些核磁序列的成像原理,应用于临床,提供诊断思路,明确诊断方向,可起到事半功倍的效果。

急性脑梗死患者颅脑核磁DWI序列成像
核磁共振弥散加权成像(Diffusion Weighted Imaging,DWI)序列在诊断急性缺血性脑血管病早期病变起到关键作用,对脓肿、囊肿、炎症、肿瘤都有一定鉴别意义,下图为DWI序列原理示意图。

DWI原理示意图解释:
DWI成像原理是基于自由水分子热运动即布朗运动(1827年布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉颗粒时,发现花粉颗粒在水中不停地作无规则运动。

将悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动)。

脑组织自由水分子不停的随机运动,即布朗运动,当其受到细胞微环境内细胞膜,细胞外基质等影响时,分子热运动受限,经过核磁DWI以信号呈现出来。

水样液体如脑脊液等为低信号,正常脑组织为等信号,细胞毒性水肿、肿瘤、囊肿、脓肿、坏死囊变时为高信号。

希望对大家中枢神经系统影像学习有所帮助。

MRI应用技术---扩散加权成像(DWI)

MRI应用技术---扩散加权成像(DWI)

MRI应用技术---扩散加权成像(DWI)扩散(或称弥散)加权成像(diffusion weighted ima-ging.DWI)是利用水分子布朗运动反应病变内部情况,结合核磁平扫或增强序列达到明确诊断的一种技术方法。

优点是无损伤,易操作,对微小病变检出率高,诊断脑梗超急性期发病30分钟即可发现病变,为临床争取宝贵的溶栓治疗时间;在肿瘤良、恶性的鉴别及恶性肿瘤治疗后评估也具有较大优势。

ADC值也称之为表观扩散系数,是利用DWI序列衍生出的另外一项参考指标,ADC值能间接反应病变密度,经临床大量研究,对肿瘤的良、恶性及脑梗的具体分期具有参考价值。

将DWI与ADC特性的优势相结合,便能够更好地对病变获得尽可能多的形态学和代谢学信息,有利于病变的定性和分期,显著提高诊断的准确率,为临床选择最优化的治疗方案提供最有效的信息。

具体临床应用如下:①神经系统中的应用:多数脑梗死在梗塞30min后即可在DWI上发现扩散受限,ADC值降低,至8~32h达最低,持续3~5d。

急性期DWI上呈现高信号,ADC图上呈低信号②脑部肿瘤诊断中的应用:胶质瘤、转移瘤以及脑膜瘤的DWI表现各异。

部分病变于DWI上呈高信号,ADC呈低信号或高信号。

ADC 值的大小取决于肿瘤的密度,高级别胶质瘤的瘤体实质ADC值明显低于低级别胶质瘤,主要由于胶质瘤恶性程度越高,细胞数目越多,细胞间隙越小,而且细胞异型性增高导致水分子更加受限。

另一方面ADC值的降低则倾向于恶性或非典型性脑膜瘤,因此DWI对良、恶性脑膜瘤也具有较大意义。

其次,淋巴瘤由于肿瘤密度较高,核浆比较大,细胞外含水量较少,在DWI上呈现显著高信号,ADC呈低信号,结合MRI其他序列的表现DWI能够可靠的鉴别淋巴瘤与其他性质的肿瘤。

③体部肿瘤诊断中的应用:a、恶性肿瘤DWI多数呈受限高信号,ADC呈低信号,数值较低。

该应用广泛用于肝脏、胰腺、子宫、附件、消化道、骨、乳腺等诸多器官病变良恶性诊断及治疗后疗效评估。

弥散加权成像(DWI):从原理到临床

弥散加权成像(DWI):从原理到临床

弥散加权成像(DWI):从原理到临床前⾔磁共振成像(MRI)是神经科疾病最重要的检查⼿段之⼀,对神经科疾病的临床诊疗有着深远⽽持续的影响。

MRI序列繁多,每个序列都能侧重反映组织间某种特性的差别(所谓的侧重即是MRI中经常说的“加权”的意思,⽐如最常⽤的T1加权成像(T1WI)侧重反映组织间的T1弛豫时间对⽐,T2加权成像(T2WI)侧重反映组织间的T2弛豫时间对⽐)。

弥散加权成像(diffusion weighted image,DWI)则是侧重反映组织间⽔分⼦弥散情况的对⽐,是⽬前颅脑MR成像最常⽤的序列之⼀,也可以说是神经科医⽣“最喜欢”的序列之⼀,其成像速度快,对很多疾病的诊断都能起到⾮常重要的作⽤。

本⽂将以神经系统疾病为例,简单阐述DWI形成的原理、阅⽚注意事项以及常见的临床应⽤,希望对各位读者特别是临床医⽣和MR初学者有所助益。

⼀、什么是弥散?什么是弥散受限?弥散(diffusion)是⼀种物理现象,指的是分⼦(MRI中主要指⽔分⼦)随机杂乱⽆章的运动。

正常脑脊液中的⽔分⼦状态接近⾃由⽔,可以⾃由运动⽽⽆所限制,⽆弥散受限(图1)。

⼀些特殊的病理⽣理过程会影响⽔分⼦这种⾃由运动(⽐如细胞毒性⽔肿),则称之为弥散受限(图2)。

⼀种组织是否有弥散受限可以通过DWI序列检测出来,会在DWI和ADC图中有相应的信号改变(灰⽩对⽐度改变)。

弥散受限在DWI表现为⾼信号,在ADC图中表现为低信号。

在熟知⼀些疾病的病理⽣理过程和弥散受限常见的成因的前提下,DWI和ADC图的信号改变就能帮助我们做出某些疾病的倾向性诊断。

图1:圆形代表⽔分⼦,箭头⽅向和长度表⽰运动⽅向和速度⼤⼩,⾃由⽔中,⽔分⼦运动杂乱⽆章。

图2:弥散受限。

某些原因(图中杂乱的线条表⽰)导致了⽔分⼦运动⽅向和速度的限制(箭头长度⼩于图1,表⽰速度减低)。

这种弥散受限可以通过DWI探测出来。

⼆、DWI序列是如何成像的,DWI和ADC图各有什么意义?⾸先,要明确⼀点的是,DWI序列并不是单纯的反映⽔分⼦弥散信息的序列,因为序列的特殊性,他始终都有不同程度的T2权重,为什么这么说呢?这与其成像技术有关。

弥散磁共振成像和纤维束追踪技术

弥散磁共振成像和纤维束追踪技术

弥散磁共振成像和纤维束追踪技术1. 引言嘿,大家好!今天我们要聊的可是个神奇的领域,听上去有点高大上的弥散磁共振成像(DWI)和纤维束追踪(DTI)技术。

别被这些名词吓到,其实它们跟我们的大脑和身体有着密不可分的关系,简直就像是探险家,带我们深入了解人体内部的神秘世界。

说起大脑,这个小小的家伙,真是个令人惊叹的存在,里面藏着无数的神经连接,就像是一张复杂的地图,每一条纤维都是一条通往知识与记忆的道路。

2. 弥散磁共振成像(DWI)2.1 什么是DWI?首先,我们得搞清楚DWI到底是个啥。

简单来说,DWI是一种利用磁共振成像技术,来观察水分子在组织中的运动。

想象一下,水分子就像是在一场舞会上跳舞,它们的舞步可以告诉我们组织的健康状况。

水分子在正常的脑组织里自由地移动,而如果有病变,比如脑卒中,那这些水分子的舞蹈就会受到影响,变得僵硬,不再那么灵活。

听上去是不是很酷?2.2 DWI的应用DWI不仅仅是个好玩的技术,它在医学上可是个大杀器!医生们可以利用它快速检测出脑卒中、肿瘤等问题。

想想吧,如果你有朋友突然昏迷不醒,DWI就像是个侦探,能迅速揭示背后的真相,帮助医生们做出及时的决策,简直是救命的利器。

每当医生看到清晰的DWI图像时,心里都得乐开花,因为这意味着他们有了更清晰的诊断依据。

3. 纤维束追踪(DTI)3.1 什么是DTI?接下来,我们来说说DTI。

这项技术就像是用望远镜看大脑的神经通道。

它能追踪大脑中不同神经纤维的走向,给我们描绘出一幅美丽的神经网络图。

简单地说,DTI帮助我们了解大脑的连接方式,就像是在查看一张复杂的地铁图,让我们知道每一条线路怎么走。

想象一下,如果大脑的每条神经纤维都是一条河流,那么DTI就是那条能把所有河流都连起来的桥梁,让我们看得更加清晰。

3.2 DTI的临床价值那么,DTI有什么用呢?这可不仅仅是为了好看。

它在神经科学研究中发挥着重要作用,帮助科学家们揭开了许多与神经疾病相关的谜团。

如何做好弥散(DWI)序列及

如何做好弥散(DWI)序列及

五、DWI的临床应用
目前DWI序列应用在全身各个部位,使用最多的是头颅、腹部,盆腔。 在头颅中的应用比较简单,采用传统的SE-EPI序列,15-40秒可以完成头颅的2D全脑扫描,然后生成ADC图, 根据DWI图和ADC图判断有无弥散受限和信号异常。 在腹部的应用中,由于肝脏会上下移动,前后翻滚。所以,做腹部DWI的时候,我们会考虑如何冻结呼吸运动。 磁共振扫描如何冻结呼吸运动 腹部DWI序列,根据不同厂家,不同医院的习惯,有几种方法:
磁化率伪影:由于DWI序列采用EPI读出,180°重聚脉冲很少(或没有),导致对磁敏感非常敏感,在组织 交界区,磁敏感变化区形成很重的磁敏感伪影。 化学位移伪影:普通序列中,如果是非压脂序列会有化学位移伪影,但是一般比较轻,而且是出现在频率 编码方向;但是在弥散序列中,由于分辨率低,又采用EPI读出。化学位移伪影发生在相位编码方向,会导致 体素的移位,影响图像的观察和ADC值的精准测量。
腹部DWI,B值800,扫描时间2分10秒,呼吸触发,图像清晰。
体部中,在腹部中,目前,国内大部分医院,达成的共识是: 1.5T中,腹部使用两个或3个B值,最高B值为600,中间可以设置一个20或50的B值 。即3个B值:0,20(50),600; 3.0T中,腹部常规使用两个或三个B值,最高B值800,中间可以设置一个20或50的B值。 即3个B值:0,20(50),800。 有人可能会问,一个20或者50的低B值意义何在。
由于采用了TSE读出,所以图像变形非常小,而且对磁化率伪影不敏感。 这样的最大优势是用在磁化率敏感区,比如:桥小脑三角区,颈部等部位。 传统上,由于这些部位含有大量气体,导致磁敏感加剧,普通弥散序列变形大, 伪影大,根本无法满足临床诊断;而使用飞利浦的DWI-TSE则可以轻松搞定这些部位。
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如何做好弥散(
一、弥散的概述
二、DWI序列原理
DWI
很多特有的缺陷和伪影。


三、DWI序列特点及参数
DWI序列,临床常用的是SE-EPI,即有一个自旋回波,然后后面采用EPI方式去快速读出信号,而且多以single-shot单激发为主。

什么叫单激发,就是一次射频脉冲激发,就要采集完一幅图像,TR时间理论上为无限大。

由于基本上是采用单激发做的,就不能要求分辨率过高(矩阵过大),因为不能在一个TR内采集完所有的相位编码线(如果分辨率过高的话)。

这样导致,临床DWI序列及图像有以下特点:
1.分辨率受限;
2.图像有变形(而且变形发生在相位编码方向);
3.化学位移也发生在相位编码方向(传统序列化学位移发生在频率编码方向);
4.对磁化率敏感,易产生磁敏感伪影;
5.序列扫描过程中,梯度震荡,频率高,噪音大。

B 值的公式,如上图所示。

了一个梯度施加的持续时间, 那么我们知道 那么我们可以通过上面方法增大 首先是增大弥散梯度场不可能无限制的增大,当梯度场达到一个最大值的时候,这个时候就不能通过 其次,通过
由于弥散梯度场的大小是有限制的(最大值),所以,当
的持续时间或者两个梯度的时间间隔来实现的。

这样,为了增大弥散梯度持续时间或者两个梯度间时间间隔,我们的 当其他因素不变的情况下,
另一个重要的参数叫做
那么,如何降低
1.
原因);
2.
3.
为了做好
另外,
又容易变形。

如果不抑制脂肪组织,则
四、DWI序列相关的伪影
DWI
弥散序列特有的伪影。

N/2 ghost
双极梯度快速切换,采集信号,导致相位信息不能精准。

磁化率伪影:由于
交界区,磁敏感变化区形成很重的磁敏感伪影。

化学位移伪影:普通序列中,如果是非压脂序列会有化学位移伪影,但是一般比较轻,而且是出现在频率编码方向;但是在弥散序列中,由于分辨率低,又采用
体素的移位,影响图像的观察和
五、DWI的临床应用
目前
在头颅中的应用比较简单,采用传统的
根据DWI
在腹部的应用中,由于肝脏会上下移动,前后翻滚。

所以,做腹部
磁共振扫描如何冻结呼吸运动
吸不均匀,有时候效果也不好。

一般很多飞利浦的用户推荐用这种。

3.完全自由呼吸扫描。

腹部DWI
触发快;图像质量比屏气扫描好。

缺点是:分辨率不会太高;有时候也会有较明显的伪影。

这种情况下,一般飞利浦,西门子的
另外,为什么自由呼吸扫描腹部
影响一个体素内的不相干运动(
六、DWI序列如何选择B值
小B
导致肝内的小血管信号流空,被散掉了,这样可以判断一些微小的病灶,突出肝内的对比度。

盆腔中,目前临床比较推荐高
如果
DWI
另外,也有医院常规做脊柱信噪比和敏感度。

针对
激发的
EPI
对磁敏感伪影不敏感。

对磁化
率伪影不敏感。

为了提高
提高分辨率。

GE
可以保证在使用很小的视野做
又没有加过采样,相对的,如果矩阵不变的话,等于体素缩小,分辨率做高,提高了
九、DWI序列的创新及演进
传统
很多办法。

单激发由于
然而,采用多激发后,图像变形确实小了,但是多激发的扫描时间比单激发长太多,而且图像对运动伪影
西门子从单纯的读出入手,你不是一次读出容易导致
K空间采集技术来减少
另外,传统的
实际上,这种最简单的模型,考虑的模型太过理想化。

没有考虑弥散的各向异性,方向性。

把这个加上去吧,于是有了
没有考虑多个指数模型的情况。

把这个加上去吧,于是有了双指数模型的
没有考虑组织机构的复杂性,我们传统弥散模型考虑的都是高斯分布情况,没有考虑非高斯分布。

把这个加上去吧,于是有了。

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