磁共振彌散加權(quán)成像和彌散張量成像(已修改)
2025-01-30 20:49 本頁面
【正文】 磁共振彌散加權(quán)成像和彌散張量成像 Diffusion Weighted Imaging and Diffusion Tensor Imaging 彌散的概念 ? 彌散是自然界中最基本的物理現(xiàn)象，指分子的不規(guī)則隨機運動，即布朗運動。通常用于描述分子等顆粒由高濃度向低濃度區(qū)擴散的微觀運動。 ? DWI上水分子隨機微觀運動的大小用彌散系數(shù)來描述，單位為平方毫米／秒。彌散系數(shù)越大，代表分子彌散運動越強。 DWI的歷史及進展 ? 1950年 —— Hahn提出彌散對 MRI信號強度的影響； ? 1954年 —— Carr和 Purcell以 SE序列為基礎(chǔ)測得水的彌散系數(shù)； ? 1961年 —— Woessner擴展到利用受激回波序列的測量； ? 1965年 —— Stejskal和 Tanner引入脈沖梯度進行彌散敏化； ? 1986年 —— Le Bihan等首次將 DWI應用于生物組織中。 DWI基本原理 ?物理基礎(chǔ) 人體中大約有 70％的水，與 DWI有關(guān)的彌散主要指體內(nèi)水分子（包括自由水和結(jié)合水）的隨機位移運動。水分子隨機運動過程中不斷相互碰撞，每次碰撞后水分子發(fā)生偏向并旋轉(zhuǎn)，使其位置與運動方向發(fā)生隨機變化。在存在濃度梯度情況下，分子彌散運動遵循一定規(guī)律（ Fick’s定律）。即在無外力作用下，分子總是從濃度高的一方向濃度低的一方位移。 ? 受限彌散 細胞膜或大分子蛋白等生物組織中的天然屏障使得水分子的彌散受到限制，稱為受限彌散（ ristricted diffusion)。 ? 各向同性彌散 在均勻介質(zhì)中，水分子任何方向的彌散系數(shù)都相等，稱為各向同性彌散 (isotropic diffusion)，即彌散不受方向的限制； ? 各向異性彌散 同一介質(zhì)在三個彌散梯度方向（相位、層面和讀出方向）上呈現(xiàn)不同的彌散運動，引起不同的信號表現(xiàn)，稱為各向異性彌散（ anisotropic diffusion)。 ? DWI信號形成機制 活體組織中，水分子的彌散運動包括細胞外、細胞內(nèi)和跨細胞運動以及微循環(huán)（灌注），細胞外運動和灌注是組織 DWI信號衰減的主要原因。組織內(nèi)水分子的隨機運動越多，在 DWI中的信號衰減越明顯。 自由水比固體組織有極高的彌散系數(shù)，導致信號大量丟失，在 DWI上呈明顯低信號。 ? DWI成像序列 SEEPI（單次激發(fā)多層面自旋回波－回波平面加權(quán)成像）序列，即在自旋回波序列的基礎(chǔ)上在 3個互相垂直的方向上于180度脈沖前后分別施加成對的彌散敏感梯度脈沖。 ? 優(yōu)點： 明顯減少成像時間； 降低運動偽影 —— propeller技術(shù)應用； 增加因分子運動而使信號強度變化的敏感性。 ? DWI定量分析 彌散系數(shù)直接反映組織的彌散特性，為衡量生物組織中分子彌散程度的絕對值。但受限彌散、彌散時間、血流、運動、RF脈沖等因素均可影響測得的彌散系數(shù)。 ? 表觀彌散系數(shù)（ apparent diffusion coefficient， ADC)— DWI上測得的生物組織整體結(jié)構(gòu)特征的彌散系數(shù)，反映水分子彌散和毛細血管微循環(huán)（灌注）的人工參數(shù)。 ADC是水分子移動的自由度。在正常腦組織中，水分子向三維空間各個方向擴散的量不同，存在各向異性擴散，水分子在平行于神經(jīng)
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