DWI-DTI-PWI原理及临床应用

DWIDTIPWI原理及临床应用襄城县人民医院医学影像科蔡林波2016-12-21扩散加权成像（DWI）扩散张量成像(DTI)灌注加权成像(PWI)扩散加权成像（DiffusionWeightedImaging，DWI）目前在人体内进行水分子扩散测量与成像的唯一影像学方法在宏观成像中反映活体组织中水分子的微观扩散运动DWI的出现是MRI发展的一个里程碑扩散的概念扩散：分子的随机运动（布朗运动）高浓度区分子向低浓度区的运动自由扩散：无浓度梯度时，水分子的随意运动限制性扩散：人体内生理条件下，水分子的扩散受组织内许多天然屏障（如细胞膜、大分子蛋白等）的影像，随方向改变而改变，具有很强的方向依赖性。实际上扩散成像就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，来间接反映组织微观结构的变化。自由水分子的扩散不受限生物体内水分子的扩散受各种生物膜及大分子结构的限制正常组织随机运动的水分子--低信号细胞毒性水肿的组织运动受限的水分子--高信号AB通过施加扩散敏感梯度场来显示生物体内水分子扩散情况，反映组织微观结构的变化，从而达到某种疾病的诊断和鉴别诊断的MR成像方法即扩散加权成像（DWI）b值扩散敏感因子（所施加的梯度场参数）目前设备提供的b值为0-10000s/mm2。表观扩散系数（ApparentDiffusionCoefficientADC,):反映水分子扩散和灌注的人工参数ADC图DWI图DWI的信号强度与ADC值之间存在负指数函数关系ADC=ln(SI低/SI高)/(b高-b低)ADC值越低,DWI的信号强度越高纯水中水分子扩散速度快，表现为低信号结合水中水分子扩散速度慢，表现为高信号影响组织内水分子扩散的因素•水分子通过细胞膜的渗透作用•细胞体积和细胞外间隙的改变•细胞碎屑•大分子物质•温度•b值大小•T2透过效应•组织血流灌注CerebralabscessVirchow-RobinSpaceEpidermoidcystandarachnoidcyst扩散张量成像(DTI)完全均质的溶液中各向同性各方向的运动相等非均质的溶液中各方向的运动具有方向依赖性各向异性在大脑白质水分子的扩散表现为各向异性，水分子沿白质纤维通道方向的扩散速度快于垂直方向DiffusionTensorImaging---DTICourtesyofV.Wedeenetal.,MGH,MA,USA256张量方向弥散张量方向数越多，成像越敏感、越准确。挑战：速度快速DTI：科研走进临床T2-TSE-TRATA:1:00FOV:240*240Matrix:384*384SL:5EPITA:0:38FOV:240*240Matrix:220*220SL:5DTI-Direction-20可见神经纤维走形中断灌注加权成像(PWI)灌注是指单位时间内通过一定组织的血容量，其定量单位为每分钟100g组织有多少毫升血液ml/(100g.min)，正常成年人的平均脑血容量（CBV）为40-60ml/(100g.min)。四个重要参数血容量（CBV）血流量（CBF）平均通过时间（MTT）达峰时间（TTP）两种技术动态磁敏感对比增强（DSC）动脉自旋标记（ASL）动脉自旋标记（ASL）ASL中将感兴趣层面称为成像层面，将组织血流上游进行动脉血自旋标记的层面称为标记层面。自标记至采集标记图像的时间为翻转时间（TI）分别获得成像层面未标记时和标记时的图像，两者相减即得到组织的PWI图。