磁共振弥散加权成像精品PPT课件

磁共振弥散加权成像的原理 及临床应用
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弥散的概念
❖ 弥散是自然界中最基本的物理现象，指分子的不规则随机运 动，即布朗运动。通常用于描述分子等颗粒由高浓度向低浓 度区扩散的微观运动。
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DWI基本原理
❖ 物理基础
人体中大约有70％的水，与DWI有关的弥散主要指体内水 分子（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。
❖ DWI对细菌性脑膜炎并发的硬膜下（外）积脓和炎 性渗出物有鉴别诊断意义，从而有利于指导临床治 疗。
❖ DWI鉴别脑脓肿和肿瘤囊变（坏死），后者囊性部 分于DWI呈低信号，ADC值升高。
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脑脓肿
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多形胶质母细胞瘤
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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
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❖ DWI图：弥散受限组织和长T2组织均表现为高信号。——不是 纯粹的弥散图，包含T2WI成分。（脑脊液是黑的）
❖ ADC图：弥散程度高的组织信号高（亮），弥散受限组织表现 为低信号。（脑脊液是白的）
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DWI成像原理
❖ 磁共振弥散成像即在已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。最常用的脉冲序列是SE 序列
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❖ b值受灌注影响大，小b值主要反映局部组织的微循环血流灌 注，测得的ADC值不稳定。b=0产生无弥散权中的T2像。
❖ 大b值所测得ADC值受血流灌注影响小，较好反映组织内水分 子的弥散运动。
❖ 即b值越大，对水分子运动的检测越敏感，但图像的信噪比相 应的下降。
❖ 通常b值取1000s/mm3，成二组图像：b=0和b=1000。
T2
等
高
高
高
DWI
高
极高
高
等/低
ADC
低
极低
低
高
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超急性期脑梗死 （3h）
治疗3d后
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急性期脑梗死（24h）
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亚急性期脑梗死 （10d）
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慢性期脑梗死 （3m）
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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
❖ 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
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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
❖ 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)。
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❖ DWI信号形成机制
活体组织中，水分子的弥散运动包括细胞外、细胞内和跨 细胞运动以及微循环（灌注），细胞外运动和灌注是组织DWI 信号衰减的主要原因。组织内水分子的随机运动越多，在DWI 中的信号衰减越明显。
❖ 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。
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ADC＝[ln(S1/S2)]/(b2-b1)
ln为自然对数。 S为某一弥散敏感系数(b）下的信号强度，S1和S2代表两个 不同b值兴趣区的信号强度。 b值——弥散加权程度（弥散敏感系数）。
❖ 后期：T2对DWI的贡献无变化，但ADC明显升
高，使DWI的信号下降。
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ADC曲线的变化规律
❖ 发病5小时以内----水分子的ADC值开始下降 几小时内达到最低水平 维持一较低水平 逐渐上升 达峰值
❖ 病灶中心区的ADC值随时间的延长由低至高，于5-10 天出现假性正常化表现
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DWI临床应用
❖ 能够鉴别新鲜与陈旧性梗塞灶，并能评估预后。 ❖ 存在假阴性（病灶较小、空间分辨率有限）和假阳性（磁
敏感效应所致）。
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脑梗死不同时期的DWI表现
❖ 超急性、急性期
❖ 细胞毒性水肿期或血管源性水肿早期
❖ 细胞肿胀，细胞外间隙明显缩小，水分子弥散严重障碍， DWI呈高信号，ADC值减低
❖ 亚急性期
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❖ 多发性硬化（MS）：分期：急性期DWI呈高信号，慢性病 灶呈等信号，急性期硬化斑ADC值明显低于慢性硬化斑。
❖ 可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶。
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多发性硬化——急性细胞毒性斑块
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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
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❖ 鉴别蛛网膜囊肿与表皮样囊肿：蛛网膜囊肿——DWI低信号， ADC明显高信号；表皮样囊肿——DWI高信号，ADC类似 脑实质低于CSF信号。
❖ 质子在沿梯度场进行弥散运动时，其自旋频率会发生改变。结 果是回波时间内相位不能重聚，导致信号下降。
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b=0
b=1000
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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
❖ 乳腺
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❖ DWI在脑梗塞的应用
❖ DWI对超急性和急性脑梗塞的检出敏感性为88％～100％， 特异性为86％～100％。
❖ 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
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❖ 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）
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பைடு நூலகம்
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
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❖ 化脓性感染：脓腔于DWI呈均匀高信号，ADC降 低——弥散受限，与脓液的高粘滞度和脓肿的多细 胞性有关。
自由水比固体组织有极高的弥散系数，导致信号大量丢失， 在DWI上呈明显低信号。
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❖ DWI定量分析
DWI上水分子随机微观运动的大小用弥散系数来描述，单
位为平方毫米／秒。弥散系数越大，代表分子弥散运动越强。
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。但受限弥散、弥散时间、血流、运动、 RF脉冲等因素均可影响测得的弥散系数。
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