磁共振扩散加权成像

2021-03-01 10:59:05 浏览:947

定义

是能够在活体组织中进行水分子弥散测量的唯一方法。

扩散现象最早由英国植物学家布朗发现,其本质就是分子的一种热运动,所以扩散现象也称为布朗运动。人体内各种组织中的水分子也在不断的进行着这种热运动。由于每种组织的结构不同,其内水分子的扩散运动也不同,这就有可能为磁共振成像带来一种新的对比机制。

磁共振扩散加权成像正是通过扩散加权成像这一特殊成像序列实现了在活体状态下探测水分子的运动行为。磁共振扩散加权成像是一种新的MR成像技术,有别于传统的T1、T2加权成像。DWI可以表述分子(尤其是水分子)在生物组织中的扩散的过程,组织中的分子扩散并不是自由的,因此可以反映与许多障碍物的相互作用,如大分子、纤维和膜,水分子扩散模式可以揭示组织结构的微观细节,无论是正常状态还是患病状态,利用这种对比度,通过特定的MRI序列和软件从产生的数据中生成图像,即为磁共振扩散加权成像。

DWI主要用于脑缺血的早期诊断,近年来随着MR技术的飞速发展,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。

重要公式:

为了使磁共振图像对扩散敏感,磁场强度通过脉冲场梯度线性变化。由于进动与磁体强度成正比,因此质子开始以不同的速率进动,导致相位分散和信号损耗。另一个梯度脉冲被施加在相同的幅度,但方向相反,以重新聚焦或重相的自旋。对于在脉冲间隔时间内移动的质子来说,重新聚焦并不完美,核磁共振仪测量的信号也会降低。这种“场梯度脉冲”方法最初是由Stejskal和Tanner为核磁共振设计的,Stejskal和Tanner通过以下方程发生的扩散量相关的脉冲梯度得出信号的减少:

S0是不带扩散加权的信号强度;S为带梯度的信号;γ是磁旋比;G是梯度脉冲的强度;δ是脉冲持续时间;Δ是两个脉冲之间的时间;D为扩散系数。

在活体中,扩散是多种因素的综合作用,因此,所测D值不完全代表扩散,所以用表观扩散系数(ADC,Apparent Diffusion Coefficient)来表示人体中所测得的D值,用ADC来描述每个体素内分子的综合微观运动。

S1与S2分别为低b值(b2)及高b值(b1)所测得的DWI信号强度。

同时考虑到MRI序列中存在许多脉冲,结果很快变得非常复杂,作为一个简化,Le Bihan建议以“b因子”(仅取决于采集参数)收集所有梯度项,以便信号衰减变得简单:

b为扩散梯度因子,表示应用的扩散梯度磁场的时间、幅度、形状。

应用

常规DWI最常见的应用是急性脑缺血。DWI以细胞毒性水肿的形式直接显示脑梗死的缺血性坏死,在动脉闭塞后几分钟内出现高DWI信号。

参考文献

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磁共振

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