磁共振弥散加权成像和弥散张量成像.ppt

成像基础弥散张量是指水分子弥散的各向异性、不均匀性组织弥散特征。DWI只有ADC一个标量来描述弥散，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。第32页,共42页，星期六，2024年，5月人体内的水分子同体外水分子的运动不同，它不仅受组织细胞本身特征的影响，而且还受细胞内部结构的影响。在具有固定排列在具有固定排列顺序的组织结构中（如神经纤维束），人体内的水分子在各个方向的弥散是不同的，通常更倾向于沿着神经纤维束走行的方向进行弥散，而很少沿着垂直于神经纤维束走行的方向进行弥散。第33页,共42页，星期六，2024年，5月水分子弥散的各向异性可以用来追踪纤维走行，评估组织结构完整性和连通性。要评估弥散的各向异性，首先要确定整体弥散张量，这就要求至少在6个非共线方向上连续应用弥散梯度，来获得一组弥散加权图像。第34页,共42页，星期六，2024年，5月扫描应用序列单次激发自旋回波平面成像(EPI)序列。第35页,共42页，星期六，2024年，5月定量分析各向异性程度的参数FA（各向异性分数，FractionalAnisotropy)：最常用，临床应用中主要用来反映发育过程中脑白质的髓鞘化程度或变性病中纤维束的破坏。FA值的范围为0～1，0代表最大各向同性的弥散，1代表假想状况下最大各向异性的弥散。RA（相对各向异性度，relativeanisotropy)VR（容积比，volumeratio)第36页,共42页，星期六，2024年，5月弥散张量的示踪(trace)或平均弥散图需要联合应用相应的示踪ADC和FA图进行评价。在ADC图中，信号强度与ADC值呈正比，因此脑脊液为高信号而脑实质为低信号。在FA图中，脑白质各向异性最大，表现为高信号；相反，各向异性最低的脑脊液则表现为低信号。第37页,共42页，星期六，2024年，5月第38页,共42页，星期六，2024年，5月DTI中枢神经系统的临床应用大脑的发育梗塞变性性疾病：MS感染性病变肿瘤性病变其他：脑功能和精神改变第39页,共42页，星期六，2024年，5月DTI在其他系统的临床应用DTI在心脏的应用DTI在肾脏的临床应用DTI在骨骼肌的临床应用第40页,共42页，星期六，2024年，5月小结弥散成像是显示组织微观物理特性真正的定量方法。DTI是惟一的一种可以无创地跟踪脑内白质纤维并反映其解剖连通性的有效方法。DWI和DTI在中枢神经系统中有广泛的应用。第41页,共42页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第42页,共42页，星期六，2024年，5月关于磁共振弥散加权成像和弥散张量成像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。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。第2页,共42页，星期六，2024年，5月DWI的历史及进展1950年——Hahn提出弥散对MRI信号强度的影响；1954年——Carr和Purcell以SE序列为基础测得水的弥散系数；1961年——Woessner扩展到利用受激回波序列的测量；1965年——Stejskal和Tanner引入脉冲梯度进行弥散敏化；1986年——LeBihan等首次将DWI应用于生物组织中。第3页,共42页，星期六，2024年，5月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。水分子随机运动过程中不断相互碰撞，每次碰撞后水分子发生偏向并旋转，使其位置与运动方向发生随机变化。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。第4页,共42页，星期六，2024年，5月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（ristricteddiffusion)。各向同性弥散在均匀介质中，水分子任何方向的弥散系数都相等，称为各向同性弥散(isotropicdiffusion)，即弥散不受方向的限制；各向异性弥散同一介质在三个弥散梯度方向（相位、层面和读出方向）上呈现不同的弥散运动，引起不同的信号表现，称为各向