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(yè)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(jī)運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)。通常用于描述分子等顆粒由高濃度向低濃度區(qū)擴(kuò)散的微觀運(yùn)動(dòng)。 ? DWI上水分子隨機(jī)微觀運(yùn)動(dòng)的大小用彌散系數(shù)來(lái)描述，單位為平方毫米／秒。彌散系數(shù)越大，代表分子彌散運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)。 DWI的歷史及進(jìn)展 ? 1950年 —— Hahn提出彌散對(duì) MRI信號(hào)強(qiáng)度的影響； ? 1954年 —— Carr和 Purcell以 SE序列為基礎(chǔ)測(cè)得水的彌散系數(shù)； ? 1961年 —— Woessner擴(kuò)展到利用受激回波序列的測(cè)量； ? 1965年 —— Stejskal和 Tanner引入脈沖梯度進(jìn)行彌散敏化； ? 1986年 —— Le Bihan等首次將 DWI應(yīng)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(jī)位移運(yùn)動(dòng)。水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)方向發(fā)生隨機(jī)變化。在存在濃度梯度情況下，分子彌散運(yùn)動(dòng)遵循一定規(guī)律（ Fick’s定律）。即在無(wú)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(xì)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(gè)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(yùn)動(dòng)，引起不同的信號(hào)表現(xiàn)，稱為各向異性彌散（ anisotropic diffusion)。 ? DWI信號(hào)形成機(jī)制 活體組織中，水分子的彌散運(yùn)動(dòng)包括細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)和跨細(xì)胞運(yùn)動(dòng)以及微循環(huán)（灌注），細(xì)胞外運(yùn)動(dòng)和灌注是組織 DWI信號(hào)衰減的主要原因。組織內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)越多，在 DWI中的信號(hào)衰減越明顯。 自由水比固體組織有極高的彌散系數(shù)，導(dǎo)致信號(hào)大量丟失，在 DWI上呈明顯低信號(hào)。 ? 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(gè)互相垂直的方向上于180度脈沖前后分別施加成對(duì)的彌散敏感梯度脈沖。 ? 優(yōu)點(diǎn)： 明顯減少成像時(shí)間； 降低運(yùn)動(dòng)偽影 —— propeller技術(shù)應(yīng)用； 增加因分子運(yùn)動(dòng)而使信號(hào)強(qiáng)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(duì)值。但受限彌散、彌散時(shí)間、血流、運(yùn)動(dòng)、RF脈沖等因素均可影響測(cè)得的彌散系數(shù)。 ? 表觀彌散系數(shù)（ apparent diffusion coefficient， ADC)— DWI上測(cè)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(xì)血管微循環(huán)（灌注）的人工參數(shù)。 ADC是水分子移動(dòng)的自由度。在正常腦組織中，水分子向三維空間各個(gè)方向擴(kuò)散的量不同，存在各向異性擴(kuò)散，水分子在平行于神經(jīng)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1