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来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/28 12:07:33
1 DWI基本原理
弥散是指组织中水分子的不规则随机运动, 即布朗(Brownian)运动, 他是DWI的基础. 在梯度磁场下, 弥散运动分子中的质子依磁场梯度随机移动, 以不同频率自旋, 以致质子回波时不能再聚焦, 产生不一致的相位位移, 导致信号衰减, 从而构成磁共振弥散图像的对比[7-9]. 因此, 通过对成像序列的设计, 即在常规自旋回波(SE)T2加权序列的180度脉冲两侧对称地施加一对大小相等、方向相反的弥散敏感梯度脉冲(DSGP), 对于静止的水分子, 第一个梯度脉冲所致的质子自旋去相位会被第二个梯度脉冲完全再聚合, 信号强度不受影响; 而运动的水分子, 在施加的梯度磁场方向会产生相位离散, 即使弥散效应微弱, 在第二个梯度脉冲时MR信号也不能完全再聚合, 从而导致信号强度随弥散时相而衰减, 至此, 不同的弥散强度以不同信号强度的方式被显示出来, 形成组织对比, 产生弥散图像. DWI图像实为组织形态与运动状态的结合图像[10-11], 以突出水分子的弥散效应作为图像对比的一种成像方法. DWI中组织信号强度主要与组织中水分子的自由度及施加的弥散敏感梯度(b)有关, 水分子运动越自由(弥散快), b值越大, 相位离散越重, 信号降低越明显.
弥散成像反映的是分子运动, 对运动有极高的敏感性, 成像质量不仅受微循环因素(如体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞膜通透性的方向等)影响, 也受宏观因素, 如各种生理活动的影响, 因此, 所得信号变化不能完全反映真正的弥散系数. 实际工作中常用表观弥散系数(apparent diffusion coeficient, ADC)来代替真正的弥散系数(difusion coeficient, DC)[12]. 通过不同b值的两个以上的弥散加权像, 我们可以计算出组织的ADC. 通过ADC值的测量, 组织分子的运动状态就可通过量化指标进行反映. 一般认为其内水分子运动相对自由的结构, 即弥散速度快的组织具有较高的ADC值. 在弥散加权图像上, ADC值越高, 信号越低; ADC值越小, 信号越高. 而在ADC图上则相反, ADC值越高, 信号越高; ADC值越小, 信号越低. 纯水中水分子的弥散运动充分自由, 而在活体组织中, 生物膜及体液中的大分子将限制水分子的运动. 不同的组织结构和分子环境对水分子运动的限制程度不同, DWI通过检测组织内水分子的运动状态来反映组织的结构特点, 病变组织与正常组织的水分子的离散程度不同, 其信号降低的程度与正常组织之间形成差别, 从而发现病变[7,13].
弥散是指组织中水分子的不规则随机运动, 即布朗(Brownian)运动, 他是DWI的基础. 在梯度磁场下, 弥散运动分子中的质子依磁场梯度随机移动, 以不同频率自旋, 以致质子回波时不能再聚焦, 产生不一致的相位位移, 导致信号衰减, 从而构成磁共振弥散图像的对比[7-9]. 因此, 通过对成像序列的设计, 即在常规自旋回波(SE)T2加权序列的180度脉冲两侧对称地施加一对大小相等、方向相反的弥散敏感梯度脉冲(DSGP), 对于静止的水分子, 第一个梯度脉冲所致的质子自旋去相位会被第二个梯度脉冲完全再聚合, 信号强度不受影响; 而运动的水分子, 在施加的梯度磁场方向会产生相位离散, 即使弥散效应微弱, 在第二个梯度脉冲时MR信号也不能完全再聚合, 从而导致信号强度随弥散时相而衰减, 至此, 不同的弥散强度以不同信号强度的方式被显示出来, 形成组织对比, 产生弥散图像. DWI图像实为组织形态与运动状态的结合图像[10-11], 以突出水分子的弥散效应作为图像对比的一种成像方法. DWI中组织信号强度主要与组织中水分子的自由度及施加的弥散敏感梯度(b)有关, 水分子运动越自由(弥散快), b值越大, 相位离散越重, 信号降低越明显.
弥散成像反映的是分子运动, 对运动有极高的敏感性, 成像质量不仅受微循环因素(如体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞膜通透性的方向等)影响, 也受宏观因素, 如各种生理活动的影响, 因此, 所得信号变化不能完全反映真正的弥散系数. 实际工作中常用表观弥散系数(apparent diffusion coeficient, ADC)来代替真正的弥散系数(difusion coeficient, DC)[12]. 通过不同b值的两个以上的弥散加权像, 我们可以计算出组织的ADC. 通过ADC值的测量, 组织分子的运动状态就可通过量化指标进行反映. 一般认为其内水分子运动相对自由的结构, 即弥散速度快的组织具有较高的ADC值. 在弥散加权图像上, ADC值越高, 信号越低; ADC值越小, 信号越高. 而在ADC图上则相反, ADC值越高, 信号越高; ADC值越小, 信号越低. 纯水中水分子的弥散运动充分自由, 而在活体组织中, 生物膜及体液中的大分子将限制水分子的运动. 不同的组织结构和分子环境对水分子运动的限制程度不同, DWI通过检测组织内水分子的运动状态来反映组织的结构特点, 病变组织与正常组织的水分子的离散程度不同, 其信号降低的程度与正常组织之间形成差别, 从而发现病变[7,13].