DWI基本原理及其在脑部疾病中的应用.ppt

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1、DWI基本原理及其在脑部疾病中的应用内容DWI概述原理扩散现象DWI成像基本原理DWI图像的影响因素DWI常见伪影目前常用的DWI序列DWI上高信号病变正常脑组织在脑部疾病中的应用DWI概述MR扩散加权成像（diffusion-weightedimaging,DWI）是20世纪90年代初中期发展起来的MRI新技术，国内于90年代中期引进该技术并在临床上推广应用。DWI提供真实描述组织水分子扩散相对速度的图象对比。与传统的MR技术不同，它主要依赖于水分子的运动而不依赖于自旋质子密度、T1或T2。是目前

2、唯一能够检测活体组织内水分子扩散运动的无创性方法。原理扩散（diffusion）的概念扩散（diffusion）是指分子热能激发而使分子发生一种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。DWI技术就是检测扩散运动的方法之一，由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息间接反映组织微观结构的变化。在自旋回波T2WI的基础上，在某一方向上施加一对大小相等、方向相反的梯度脉冲。如果水在体素内能自由移

3、动（扩散），则此处会失相位，因此信号降低。反之如果水的弥散受限制则很少失相位，因此信号较高。在相应的方向上测量水分子的运动。DWI基本原理扩散梯度扩散加权梯度与SE序列融合时90°180°RFφsGs扩散梯度扩散梯度φm两个扩散敏感梯度位于180°的两侧．扩散加权梯度与GRE序列融合时αRFφsGs扩散梯度扩散梯度φm两个扩散敏感梯度场极性相反，互相抵消．计算公式S2=S1×exp(-b.ADC)ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)S1、S2不同b值时的DWI信号强度exp指数函数b扩散敏感系

4、数ADC表观弥散系数DWI参数扩散敏感系数－b定义：成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反映弥散加权的程度，单位s/mm2。与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和间隔时间有关。“表观”：为组织内许多复杂过程的平均测量ADC是不同方向的分子弥散运动的速度和范围，反映水分子移动的自由度ADC值主要根据DWI图像上的信号强度的变化来计算，由两幅不同b值（0，1000）的图像计算得出：ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)表观扩散系数－ADCApparentdiffusioncoefficientDWI和A

5、DC的图像对比一般情况下，ADC图主要反映水分子扩散的幅度，其黑白度往往与DWI相反。ADC值下降，DWI像呈高信号--扩散受限。DWI和ADC的图像对比ADCDWI急性/亚急性期脑梗死，细胞毒性水肿为主，ADC值降低，DWI为高信号，扩散受限。DWI和ADC的图像对比多发性硬化DWI高信号ADC稍高信号DWI图像的影响因素在水分子扩散自由的区域，检测到的DWI信号应为低信号，同时测量得到高的ADC值。但在临床实践中，我们看到的DWI图像实际上会受到组织T1、T2，甚至毛细血管灌注等多种因素的影响，

6、导致DWI图像并不表现为理想的情况。DWI图像的影响因素DWI信号强度的数学公式可以表达为：SDW∝r(exp[-TE/T2])×exp(-b∙D)SDW为DWI信号强度；r是质子密度；D是水分子的扩散系数DWI的信号强度主要取决于组织内水分子的扩散系数（D）和T2以及扩散敏感梯度因子b值。DWI图像的影响因素——b值b值为0时，DWI图像近似T2加权图像。较小的b值得到的图像信噪比较高，但对水分子扩散运动的检测不明高，而且组织信号的衰减受其它运动的影响比较大，如组织血流灌注造成的水分子运动等，这些

7、运动模式相对水分子的扩散运动来说要明显的多。DWI图像的影响因素——b值在b值较低时，由于受血流灌注等因素的影响，所测得的ADC值偏高，而且b值越小，测得的ADC值越偏高。但一般当b值>500s/mm2时可基本消除血流灌注对DWI及ADC值测量的影响。脑组织的b值选择范围一般为800-1500s/mm2。DWI图像的影响因素——b值随着b值增加，扩散加权信号的权重加大，且较高的b值能够增加病灶和正常组织之间的对比度，但同时DWI信号强度减低，图像整体的信噪比逐渐减低。DWI图像的影像因素——T2在b

8、值一定的情况下，DWI图像实际上是由组织内水分子的扩散加权信号和T2加权信号两种成分的权衡构成。DWI图像的影像因素——T2T2效应：T2效应嵌合于DWI中,T2干扰使DWI并不能准确反映病灶的扩散特征。T2透射（shine-through）效应T2廓清（washout）效应T2暗化（blackout）效应T2效应的消除生成ADC图或指数ADC(eADC)图均可消除T2效应，来反应组织真实的扩散情况。T2-FLAIRTDWIADC图eADC图GE的后处理软件平台能提供