弥散张量成像：DKI和IVIM介绍.ppt
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Focus DWI
High Resolution
DWI
多b值 定量
多b值
AQP
IVIM
DKI
多方向 DTI DSI
HARDI
DTI-DKI
模型构建
DTI
3D张量 至少６个以上方向
DＫI
至少需要两个以上非零ｂ值，最大b值≥2000s/mm2 (Brain DKI要求) 每个ｂ值１５个方向以上
弥散峰度－Diffusion Kurtosis
Kurtosis ? normalized and standardized fourth central moment of the
water displacement distribution ? 四阶中心距，主要用来衡量随机分布变量的分布在均值附
近的陡峭程度
四阶张量模型
弥散峰度参数意义
MK(mean kurtosis):MK 类似于MＤ，所有方向上Ｋ值的平均值
弥散成像介绍
DKI IVIM
近8年CNKI DTI，DKI，IVIM应用文章查询比较 400 350 300 250 200 150 100
50 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
DTI DKI IVIM
技术层 面改进
Resolved DWI
DWI-IVIM
单指数模型
双指数模型
体素内不相干运动-IVIM
D为水分子弥散系数-Dslow，D*是水分子伪弥散系数，快速扩散 运动成分-Dfast，取决于血流速度和毛细血管形态，f是灌注分数
IVIM
? 体素内不相干运动成像 -Intro-voxel Incoherent Movement
? 快速扩散Fast D ：微循环灌注 ? 慢速扩散Slow D：细胞内外水分子扩散
? 肝癌、肝纤维化 ? 肾肿瘤、 ? 前列腺癌 ? 周围型肺癌 ? 宫颈癌 ? 乳腺….
? 头颈部
? 脑胶质瘤 灌注 ? 脑梗死 ? 鼻咽癌….
关注重点：灌注
Slow ADC 反映的是组织水分子的弥散特性，而Fast ADC反 映的是灌注情况，与3D ASL 较吻合
影像因子：IVIM灌注受b值个数和大小等 脑脊液干扰 准确性 值得商榷
? MK 的大小取决于感兴趣区内组织的结构复杂程度，结构越复杂非正态分布水分子 扩散受限越显著， MK 也即越大
K∥ (Axial kurtosis)and K ⊥(Radial kurtosis) : 平行和垂直弥散主特 征向量 e1
? K⊥越大表明在该方向非正态分布水分子扩散受限越明显，反之则表明扩散受限越弱
DKI vs IVIM
多b值成像 较常规DWI DTI提供更多参数，显示精细微观结构复杂性上有优势
? DKI
? 中枢应用为著 ? 前列腺癌评估
? IVIM
? 灌注相关疾病 ? 腹部应用广泛
局限性： b值选择、数据测量、扫描方式和模型拟合数学方式需统一和完善
Any more information please give some questions
FAK (fractional anisotropy of kurtosis ) ：类似于 FA
? KA 越小即表示越趋于各向同性扩散 ; 若组织结构越紧密越规则， KA 越大
by SE EPI with TR/TE?=?2300/109?ms, slice thickness?2?mm, FOV 256?×?256?mm2, data matrix?128?×?128, NEX?=?2,
ASL：体位、延迟标记时间PLD、静脉污染等
T2 fs Slow ADC
Slow ADC 女，53岁
融合常 规DWI
Fast ADC
A
B
C
D
E
F
? A： 增强后wibe 强化前后T1mapping值为：998-652， 同层脂肪信号为 304,303
? B： 常规ADC 0.000665 C： trace ? D： slow ADC 0.000583 E： fast ADC 0.00704 ? F：Fraction of fast ADC 0.405
? 体部 MK用于肿瘤良恶性Fra Baidu bibliotek别
各向异性不强，无需多方向扫描——减少扫描时间 – 前列腺癌检出 – 肝胆管癌分级
Peter Raab etc. 2010 脑星形细胞瘤AS 和多形性胶母细胞瘤GBM
鉴别AS2和AS3，MK，ADC和FA的ROC曲线
水弥散模型
IVIM
AQP MR 三指数模型 更高b值
6 b-values (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 2.5?ms/μm2)
along 30 directions using a 3T Siemens scanner
DKI 模型的应用
? 中枢
灰白质微观结构的高度敏感性和特异性 – 脑缺血和脑梗死 – 脑创伤（TBI） – 脑肿瘤-区别高低级别胶质瘤 – 神经退行性疾病
? 模型拟合：
? 常规ADC只需两个b值 ? IVIM模型拟合需要多个b值 GE 头部IVIM 18个b 值20, 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500,1800, 2000, 2200, 2500, 3000，4000
IVIM应用
? 体部
High Resolution
DWI
多b值 定量
多b值
AQP
IVIM
DKI
多方向 DTI DSI
HARDI
DTI-DKI
模型构建
DTI
3D张量 至少６个以上方向
DＫI
至少需要两个以上非零ｂ值，最大b值≥2000s/mm2 (Brain DKI要求) 每个ｂ值１５个方向以上
弥散峰度－Diffusion Kurtosis
Kurtosis ? normalized and standardized fourth central moment of the
water displacement distribution ? 四阶中心距，主要用来衡量随机分布变量的分布在均值附
近的陡峭程度
四阶张量模型
弥散峰度参数意义
MK(mean kurtosis):MK 类似于MＤ，所有方向上Ｋ值的平均值
弥散成像介绍
DKI IVIM
近8年CNKI DTI，DKI，IVIM应用文章查询比较 400 350 300 250 200 150 100
50 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
DTI DKI IVIM
技术层 面改进
Resolved DWI
DWI-IVIM
单指数模型
双指数模型
体素内不相干运动-IVIM
D为水分子弥散系数-Dslow，D*是水分子伪弥散系数，快速扩散 运动成分-Dfast，取决于血流速度和毛细血管形态，f是灌注分数
IVIM
? 体素内不相干运动成像 -Intro-voxel Incoherent Movement
? 快速扩散Fast D ：微循环灌注 ? 慢速扩散Slow D：细胞内外水分子扩散
? 肝癌、肝纤维化 ? 肾肿瘤、 ? 前列腺癌 ? 周围型肺癌 ? 宫颈癌 ? 乳腺….
? 头颈部
? 脑胶质瘤 灌注 ? 脑梗死 ? 鼻咽癌….
关注重点：灌注
Slow ADC 反映的是组织水分子的弥散特性，而Fast ADC反 映的是灌注情况，与3D ASL 较吻合
影像因子：IVIM灌注受b值个数和大小等 脑脊液干扰 准确性 值得商榷
? MK 的大小取决于感兴趣区内组织的结构复杂程度，结构越复杂非正态分布水分子 扩散受限越显著， MK 也即越大
K∥ (Axial kurtosis)and K ⊥(Radial kurtosis) : 平行和垂直弥散主特 征向量 e1
? K⊥越大表明在该方向非正态分布水分子扩散受限越明显，反之则表明扩散受限越弱
DKI vs IVIM
多b值成像 较常规DWI DTI提供更多参数，显示精细微观结构复杂性上有优势
? DKI
? 中枢应用为著 ? 前列腺癌评估
? IVIM
? 灌注相关疾病 ? 腹部应用广泛
局限性： b值选择、数据测量、扫描方式和模型拟合数学方式需统一和完善
Any more information please give some questions
FAK (fractional anisotropy of kurtosis ) ：类似于 FA
? KA 越小即表示越趋于各向同性扩散 ; 若组织结构越紧密越规则， KA 越大
by SE EPI with TR/TE?=?2300/109?ms, slice thickness?2?mm, FOV 256?×?256?mm2, data matrix?128?×?128, NEX?=?2,
ASL：体位、延迟标记时间PLD、静脉污染等
T2 fs Slow ADC
Slow ADC 女，53岁
融合常 规DWI
Fast ADC
A
B
C
D
E
F
? A： 增强后wibe 强化前后T1mapping值为：998-652， 同层脂肪信号为 304,303
? B： 常规ADC 0.000665 C： trace ? D： slow ADC 0.000583 E： fast ADC 0.00704 ? F：Fraction of fast ADC 0.405
? 体部 MK用于肿瘤良恶性Fra Baidu bibliotek别
各向异性不强，无需多方向扫描——减少扫描时间 – 前列腺癌检出 – 肝胆管癌分级
Peter Raab etc. 2010 脑星形细胞瘤AS 和多形性胶母细胞瘤GBM
鉴别AS2和AS3，MK，ADC和FA的ROC曲线
水弥散模型
IVIM
AQP MR 三指数模型 更高b值
6 b-values (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 2.5?ms/μm2)
along 30 directions using a 3T Siemens scanner
DKI 模型的应用
? 中枢
灰白质微观结构的高度敏感性和特异性 – 脑缺血和脑梗死 – 脑创伤（TBI） – 脑肿瘤-区别高低级别胶质瘤 – 神经退行性疾病
? 模型拟合：
? 常规ADC只需两个b值 ? IVIM模型拟合需要多个b值 GE 头部IVIM 18个b 值20, 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500,1800, 2000, 2200, 2500, 3000，4000
IVIM应用
? 体部