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磁共振扩散加权成像(DWI)基本原理及中枢神经系统应用综述

时间:2017-06-10  来源:影像园cn-diwater.com  作者:本站整理复制分享】【讨论-纠错】【举报

  到目前为止,磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)是能够在活体组织中进行水分子弥散测量的唯一方法。DWI反映了水分子的微观扩散运动,是从细胞及分子水平研究疾病的病理生理状态的一种188bet.com,可用于判断功能及定性。DWI主要用于脑缺血的早期,近年来随着MR188bet.com的飞速发展,DWI在中枢神经系统及全身各系统病变的应用日益广泛并受到重视。ZAe影像园cn-diwater.com

  1、DWI基本原理ZAe影像园cn-diwater.com

  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,称为分子的热运动或布朗运动。如果水分子的扩散运动不受任何约束,我们称为自由扩散。事实上,生物组织内的水分子因受周围介质的约束,其扩散运动将受到不同程度的限制,称之为限制性扩散。在人体中,脑脊液、尿液等水分子扩散运动所受到的限制相对小,被视为自由扩散,而一般组织中水分子的扩散运动则属于限制性扩散。在人体组织中由于组织结构的不同,限制水分子扩散运动的阻碍物的排列和分布也不同,水分子的扩散运动在各方向上受到的限制可能是对称的,称为各向同性扩散;也可能是不对称的,称为各向异性扩散。DWI188bet.com就是检测人体组织内水分子的这种微观扩散运动的一种新型的MRI检查188bet.com。ZAe影像园cn-diwater.com

  DWI是利用MRI对运动物质的敏感性,反映出移动状态的水所携带的质子在横向磁化产生的相位偏移。当在DWI序列时,随着梯度强度的加大,增加局部磁场的非均匀性,使T2弛豫过程明显缩短,加大由弥散所导致的信号衰减程度,结果在图像上呈现低信号,信号的下降与ADC值的关系可用下面的公式表示:ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2),S2与S1是不同b值条件下弥散加权像的信号强度;b为弥散敏感系数,弥散加权的程度由b值来决定,b值越高产生的弥散梯度场越强,造成信号下降越大,对病灶显示越清晰。通过结合至少两次以上的b值可得到弥散加权图像。DWI是平面回波成像(EPI)加自旋回波(SE)所产生的一种特殊T2加权图像,用于观察水分子的弥散过程,水分子弥散正常时,其图像显示为等信号,水分子弥散受限时DWI上就会出现异常高信号,EPI188bet.com是目前公认的最快的空间信号采集成像方法,成像时间可达30ms,可以克服运动等伪影。ZAe影像园cn-diwater.com

  b值为施加的扩散敏感梯度场参数,或称扩散敏感系数。在常用的SE-EPI DWI序列中公式如下ZAe影像园cn-diwater.com

  b值=γ2G2δ2(Δ-δ/3)ZAe影像园cn-diwater.com

  式中γ代表旋磁比;G代表梯度场强度;δ代表梯度场持续时间;Δ代表两个梯度场间隔时间。ZAe影像园cn-diwater.com

  b值越高对水分子扩散越敏感,但太高的b值得到的DWI信噪比(SNR)可能很低,较小的b值得到的DWI信噪比较高,但对水分子扩散运动的检测不敏感,而且组织信号对水分子的扩散运动来说要明显的多,如组织血流灌注造成水分子运动等。这些运动模式相对水分子的扩散运动来说要明显的多。因此,扩散敏感梯度场参数(扩散敏感系数)b又称为弥散权重系数。ZAe影像园cn-diwater.com

  在DWI上造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动,水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动都造成组织信号的衰减,如组织血流灌注中水分子运动及其他生理运动等。SE-EPI由于采集速度很快,基本可以冻结组织多数的生理运动,但无法消除血流灌注对组织信号的影响。因此,通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测,在得知b值的情况下可以计算组织的扩散系数,但不是真正的扩散系数,因其是受到其他形式水分子运动的影响的,所以只能把检测到的扩散系数称为表观扩散系数(Apparent diffusion coefficient,ADC)。MRI可对感兴趣区计算出每一像素的ADC值,根据各像素ADC值即可构成ADC图,使MR对水分子弥散变化的观察更直观,更精确。ADC图不是一个独立的检查序列188bet.com,而是在DWI检查后,利用工作站处理而得到的、反映ADC高低的黑白灰节图像。DWI原理.jpg

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