磁共振弥散加权成像(谷风医疗)课件.ppt

1、磁共振弥散加权成像的原理及临床应用1医疗学识弥散的概念弥散的概念v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。2医疗学识DWI基本原理v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（Ficks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。v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)。3医疗学识vDWI

2、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。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。4医疗学识vDWI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。v 表观弥散系数（表观弥散系数（apparent di

3、ffusion 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。5医疗学识 ADCln(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）。6医疗学识v 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。v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。v即b值越大，对水分子运动的检测越敏感，但图像

4、的信噪比相应的下降。v通常b值取1000s/mm3，成二组图像：b=0和b=1000。7医疗学识vDWI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）vADC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）8医疗学识DWI成像原理v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v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。9医疗学识 b=0 b=100010医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系

5、统v脑梗塞v缺血缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤v乳腺 11医疗学识vDWI在脑梗塞的应用vDWI对超急性和急性脑梗塞的检出敏感性为88100，特异性为86100。v能够鉴别新鲜与陈旧性梗塞灶，并能评估预后。v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）。12医疗学识脑梗死不同时期的脑梗死不同时期的DWI表现表现v超急性、急性期v细胞毒性水肿期或血管源性水肿早期v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v亚急性期v血管源性水肿期v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”v慢性期v细胞液化坏死

6、更多，组织含水量更多，ADC值升高，DWI呈低信号，T2WI呈高信号13医疗学识脑梗死不同时期的脑梗死不同时期的DWI表现表现超急性期6h急性期6h3d亚急性期3d3w慢性期3w3mT2等高高高DWI高极高高等/低ADC低极低低高14医疗学识超急性期脑梗死（3h）治疗3d后15医疗学识急性期脑梗死（24h）16医疗学识亚急性期脑梗死（10d）17医疗学识慢性期脑梗死（3m）18医疗学识脑缺血的演变过程脑缺血的演变过程v早期梗死：ADC起决定作用，DWI为高信号v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v后期：T2对DWI的贡献无变化，但ADC明显升高，使DW

7、I的信号下降。19医疗学识ADC曲线的变化规律v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v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20医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系统v脑梗塞v缺血缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤 21医疗学识v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）22医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系统v脑梗塞v缺血缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤 23医疗学识v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

8、高粘滞度和脓肿的多细胞性有关。vDWI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。vDWI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。24医疗学识脑脓肿25医疗学识多形胶质母细胞瘤26医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系统v脑梗塞v缺血缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤 27医疗学识v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。v可靠鉴别脱髓鞘和梗死灶。28医疗学识多发性硬化急性细胞毒性斑块 29医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系统v脑梗塞v缺血

9、缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤 30医疗学识v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。31医疗学识表皮样囊肿 32医疗学识蛛网膜囊肿 33医疗学识表皮样囊肿34医疗学识弥散成像在乳腺中的应用35医疗学识弥散成像在乳腺中的应用v恶性肿瘤的肿瘤细胞生长活跃，繁殖旺盛，细胞密度较高，细胞外间隙小，同时生物膜的限制和大分子物质对水分子的吸附作用也增强 ,恶性肿瘤水分子弥散受限 ,ADC均明显降低v良性病变的ADC无明显降低36医疗学识DWI临床应用临床应用v中枢神经系统v脑梗塞v缺血缺氧性脑病v感染v脱髓鞘病变v肿瘤v乳腺 37医疗学识弥散成像在乳腺中的应用v以ADC值1.2281 0-3mm2s作为界值评价乳腺病变的性质，敏感性为87.5，特异性为80v如结合ADC值与时间-强化曲线对病灶良恶性分析，敏感性为9 3.8，特异性为9 0。38医疗学识39医疗学识v谢谢!40医疗学识