DWI.DTI的原理和临床应用
- 格式:ppt
- 大小:2.20 MB
- 文档页数:17
一、磁共振信号的来源不是基于SE(自旋回波序列)就是基于GRE(梯度回波序列)。
二、SE的xy平面信号(所测量用来形成图像的信号)来源是90度脉冲把Z轴的质子宏观向量“翻转”到xy平面。
GRE的xy平面信号来源是小角度(通常小于90度)脉冲把Z轴的质子宏观向量稍微倾斜,而在xy平面上通过矢量分解得到的磁场强度分向量。
三、这两种基础序列上,发展出各种各样的序列,原理就是不断添加各种附加的“条件式”磁场脉冲,修改TE和TR,从而得到想要的目的图像。
比如SE类别下发展出以下各种序列:RARE(弛豫增强快速采集)SS-RARE(单次激发RARE)HF-SS-RARE(半傅立叶采集单次激发RARE)IR(反转恢复)TIR(快速翻转恢复)而GRE类别下则有:扰相梯度回波(Spoiled GRE)稳态进动快速成像(FISP)真实稳态进动快速成像(True FISP)快速梯度回波序列(Fast GRE)PISF(梯度回波序列中的自旋回波)DESS序列CISS序列四、其中,在SE类别中FSE则是为了提高扫描成像速度而诞生的一个序列,全称为快速自旋回波成像(fast spin echo)。
在欧洲厂家飞利浦和西门子的磁共振机器中称之为TSE (tubor spin echo)。
快速SE是一个90º激励射频脉冲后跟随多个或一串180º聚焦射频脉冲,每个聚焦射频脉冲对应不同的相位编码梯度,这样必然得到一串MR回波。
这种技术被称为弛豫增强快速采集(rapid acquisition with relaxation enhancement,RARE)。
理论上,在施加了一次90度脉冲后,只要在横向弛豫完全结束前,施加足够多的180度脉冲,可以得到相应的多次回波信号。
这当然又是一个理论上的美好设想,在实际应用中,当回波链长度不断加长是,随着采集的进行,横向矢量逐渐接近于零,可探测到的人体组织磁共振信号已经衰减到无法形成有诊断价值的图像。
DWI原理和应用一、DWI的概念 1.定义:弥散又称扩散,是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串的、小的、随机的位移现象并相互碰撞,也称分子的热运动或布朗运动。
2. DWI技术就是检测扩散运动的方法之一,由于一般人体MR成像的对象是质子,主要是水分子中的质子,因此DWI 技术实际上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间接反映组织微观结构的变化。
3. 生物组织内的水分子的扩散分为三大类:细胞外扩散,细胞内扩散,跨膜扩散,且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。
4. 影响水分子弥散的因素:膜结构的阻挡,大分子蛋白物质的吸附,微血管内流动血液的影响(?)。
5. DWI中的水分子:1)无创探测活体组织中水分子扩散的唯一方法 2)信号来源于组织中的自由水 3)结合水尽管运动受限,但仍不能产生信号 4)不同组织对自由水扩散限制程度不同 5)产生DWI对比 6)检测组织中自由水限制性扩散的程度 6. 常规DWI,主要对细胞外自由水运动敏感 T2WI基础上,施加扩散梯度,组织信号衰减 1)自由水扩散越自由=信号丢失多,DWI信号越低 2)自由水扩散越受限=信号丢失少,DWI信号越高 7. 在均匀介质中,任何方向的弥散系数都相等,这种弥散称为各向同性扩散(eg.脑脊液);在非均匀介质中,各方向的弥散系数不等,这种弥散称为各向异性扩散(eg.脑白质纤维素)。
各向异性扩散在人体组织中是普遍存在的,其中最典型的是脑白质神经纤维束。
水分子在神经纤维长轴方向上扩散运动相对自由,而在垂直于神经纤维长轴的方向上,水分子的扩散运动将明显受到细胞膜和髓鞘的限制。
二、 DWI的原理 1.以SE-EPI序列来介绍DWI的基本原理。
射频脉冲使体素内质子的相位一致,射频脉冲关闭后,由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位,从而造成宏观横向磁化矢量的衰减。
除了上述两种因素以外,我们在某个方向上施加一个扩散梯度场,人为在该方向上制造磁场不均匀,造成体素内质子群失相位,然后在施加一个强度与持续时间完全相同的反向扩散梯度场,则会出现两种情况:在该方向上没有位移的质子不会受两次梯度场强的影响而失相位,而移动的质子因两次梯度场引起的相位变化不能相互抵消,而失相位信号衰减。
[DTI/DWI]DTI(弥散张量成像)简介及原理磁共振弥散张量成像技术是利用水分子的弥散各向异性进行成像,可用于脑白质纤维研究,常用扫描技术包括单次激发平面回波成像(EPI),线阵扫描弥散成像, 导航自旋回波弥散加权成像(LSDI),半傅立叶探测单发射快速自旋回波成像等.每种成像技术各有其优缺点,EPI扫描时间短,图像信噪比高,但存在化学位移伪影、磁敏感性伪影、几何变形;LSDI精确度高,几乎无伪影及变形,但扫描时间过长;导航自旋回波弥散加权成像运动伪影少,但扫描时间长;半傅立叶探测单发射快速自旋回波成像扫描时间短,但图像模糊.综合比较,单次激发平面回波成像是用于临床研究较适宜的方法.(引自%26lt;%26lt;医学影像学杂志%26gt;%26gt;2006年04期王海燕, 赵斌, 于富华) 1827 Robert Brown 首次发现弥散现象1950 Hanh 从理论上提出用自旋回波测量水分子弥散过程的方法1985 Taylor 和Bushel 首次实现磁共振弥散成像1986 Denis LeBihan 首次将磁共振弥散成像应用于活体1990 Michael Moseley 发现弥散成像在早期脑缺血诊断中的价值1996 首次实现人脑弥散张量成像1999首次实现人脊髓弥散张量成像一、弥散张量成像的基本原理弥散张量成像(DTI)是利用弥散加权成像技术改进和发展的一项新技术,弥散张量不是平面过程,以三维立体角度分解,量化了弥散各向异性的信号数据,使组织微结构更加精细显示,弥散需要用张量显示,扫描应用多个梯度场方向,现用6-55个方向。
DTI:弥散具有方向依靠性,分子向各个方向弥散的距离不相等,则成为各向异性(anistrophic)。
而DWI则为水分子弥散的方向相一致,即相同性。
弥散张量成像的原理:在完全均质的溶质中,分子向各方向的运动是相等的,此种弥散方式为各向同性(isotrophic),其向量分布轨迹成一球形,而另一种弥散是在非均一状态中,分子向各方向运动具有方向依靠性,分子向各方向弥散的距离不相等,称为各向异性(anisotrophic),其向量分布轨迹成一椭圆形。