MR弥散加权和张量成像

• 弥散图像包含有T2、质子和弥散程度变化的综合信息
T2
spin
弥散
影
DWI
响
因
素
&
=
b=0
b=1000
ADC
MR弥散和张量成像
ADC：表观弥散系数
弥散梯度场、b值和ADC值
900
G
1800
G
d
d
D
S0
*
exp(-g2G2d2(D-d/3)D)
=
S
S0
*
exp(-
b ADC ) = S
b=0
MR弥散和张量成像
MR弥散加权和张量成像
弥散现象 (Diffusion)
• 水分子的热运动，即布朗运动
弥
• 随机和无规律
散
• 人体组织大部分是水
现
弥散系数 (Diffusion Coefficience, DC)
象
• 衡量水分子弥散的程度，弥散系数越大，
水分子弥散的距离越大。
• 组织的病变引起弥散系数的变化，用表观
弥散系数来表示。
MR弥散和张量成像
弥散的影响因素
• 组织结构
弥
• 生化特性 • 温度
散
• 外加使局部组织运动的因素
现
象
弥散的测量
• 生物、物理方法
• 放射活性或荧光标记
• 核磁共振成像（目前在人体上进行水分子
弥散测量与成像的唯一方法）
MR弥散和张量成像
弥 散 成 像 原 理
成像原理
• 基本脉冲序列：SE EPI
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
肿
瘤
•移Βιβλιοθήκη Baidu—FA正常或轻度降低，位置异常
周
•水肿—FA降低，位置和方向正常
围
•浸润—FA降低，彩色方向图上仍可辨，
白
但存在非占位效应导致的色彩异常变化
质
•破坏—FA显著降低，方向图上不可辨
束
• 磁共振弥散成像在原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。
b =γ2Gδ2 (△–δ/3 )
b值是反映附加梯度场性 质的参数
MR弥散和张量成像
弥散加权成像中的弥散运动
水分子弥散程度决定了信号降低的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数； 反之，水分子弥散受限的程度决定了信号增高的程度，通过测量信号降低的程度反算弥散系数；
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
MR弥散和张量成像
弥 散 系 统 的 正 常 范 围
表观弥散系统的正常范围
• 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
右方向，绿色代表前后方向
• 常使用FA值进行加权，FA值越大的部
位色彩越亮
MR弥散和张量成像
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
典 型 层 面 彩 色 方 向 图
MR弥散和张量成像
分
类
MR弥散和张量成像
脑肿瘤中的应用
移位-低级别胶质瘤 MR弥散和张量成像
脑肿瘤中的应用
水肿—转移瘤 MR弥散和张量成像
脑肿瘤中的应用
浸润—间变性星形细胞瘤 MR弥散和张量成像
脑肿瘤中的应用
破坏—胶质母细胞瘤 MR弥散和张量成像
谢 谢！
MR弥散和张量成像
射频场 900
1800 弥散梯度场对
梯度场
1 静止水分子
23
4 信号强度
弥散水分子
MR弥散和张量成像
弥
散
图
像
的
影
响
T2WI, B=0
DWI, B=1000
因
素
MR弥散和张量成像
ADC：表观弥散系数
弥 散 图 像 的
• 体内各种因素的变化影响弥散运动 • 呼吸、心跳、毛细血管灌注、组织结构等
• T2透过效应 （T2 shine through) • 由于DWI图像以SE-EPI序列扫描，含有不同程度的 质子加权和T2成分，不能真正反映脑组织的弥散系数
b=1200 s/mm2
弥
散
加
• 病变组织弥散改变的病理基础
权
• 弥散加权成像在急性脑梗塞中的应用和影像学表现
成
• T2透过效应( T2 Shine Through)
像
• 弥散加权成像在临床上的应用范围
的
应
用
MR弥散和张量成像
弥 散 改 变 的 病 理 基 础
A
B
正常组织 随机运动的水分子---低信号
0.4x10-3mm2/s —— 2.5x10-3mm2/s
MR弥散和张量成像
• 彩色方向图是使用不同的色彩表示体素
彩
内最大本征值走行方向的图像，可以看
色
做是一个二维的纤维结构图 • 直接反映了最大本征值的方向
方
• 3D纤维束图像则需要通过多个条件的假
向
设才能重建获得，可能因此产生错误
图
• 一般以蓝色代表头足方向，红色代表左