中枢神经系统疾病MR扩散峰值成像李传亭教授.pptx

中枢神经系统疾病MR扩散峰值成像 扩散成像布朗运动影响因素：组织结构，生化特性，温度外加使局部组织运动的因素体素内不相干运动（IVIM)扩散加权成像 扩散张量成像 高斯分布扩散峰度成像：非高斯分布 扩散加权成像和扩散张量成像3 × 3 tensor matrix with three eigenvectors oriented along the three principal axes of the diffusion ellipsoid假定生物组织内水分子的扩散呈高斯分 布，可提供沿扩散张量受限方向上的微结构信息不同b值下扩散信号的衰减呈线性扩散加权成像bADC (Apparent diffusion coefficient) 两个不同b值计算出来 消除了 “T2 shine-through” 效应 单位为 (mm2/sec) 肿瘤细胞结构 “Tumor cellularity” Cellularity ? Diffusion restriction ? ADC ADC扩散张量成像 水分子在组织中的自由进动 表现为: 正常，受限和增加各向异性anisotropic和各向同性isotropic DTI,FiberTractography扩散张量成像DWI 三个方向 DTI, 至少6个方向显示主要的神经纤维束MD (Mean diffusivity): 平均扩散率FA (Fractional Anisotropy) (0-1): 各向异性系数Courtesy Prof A Rossi, Genoa, ItalyCourtesy Prof A Rossi, Genoa, Italy扩散峰度成像Diffusion kurtosis imagingDKI技术最早于2005年由纽约大学Jensen教授提出探查非高斯分布的水分子扩散特性的方法，反映组织微观结构的变化当b＞1000 s/mm2，水分子扩散信号的衰减开始偏离线性，呈非高斯分布理论上DKI模型最大b值至少需大于2000 s/mm2。DKI能同时推导出扩散系数和峰度系数，可定量分析水分子扩散受限情况和组织复杂度DKIDKI指标平均峰度(mean kurtosis, MK)，表示沿所有扩散方向的扩散峰度平均值，反映水分子扩散受限的程度径向峰度(radial kurtosis,RK)是MK的垂直分量，为非零的扩散受限，其扩散受限主要在径向方向峰度各向异性(kurtosis anisotropy, KA)指为测量组织不均匀度的各向异性指数，在某种程度上类似于FADKIDKI至少施加15个扩散敏感梯度场方向数据采集需要收集多b值沿着不同扩散方向的DWI图像,至少三个3 × 3 × 3 × 3 tensor matrix representsa more complex spatial distributionDKI临床应用：脑肿瘤胶质瘤的分级：MK值随胶质瘤级别的增高而增大，而各向异性分数(fractional anisotropy, FA)值无明显改变，平均扩散率(mean diffusivity, MD)值在两者中并无显著差异DKI 能够显示胶质瘤组织微观结构的变化，可以帮助区分胶质瘤的分级Radiology2012 May;263(2):492-501脑胶质瘤： MK升高脑胶质瘤 compared with the conventional diffusion metrics, the kurtosis metrics were more promising imaging markers in distinguishing high-grade from low-grade gliomas and distinguishing among grade II, III and IV gliomas; the kurtosis metrics also showed great potential in the prediction of Ki-67 expression. MKMDFAJiang R ,et al.Oncotarget 2015DKI参数在鉴别胶质瘤分级Jiang R ,et al. Oncotarget 2015脑损伤的早期诊断白质异常情况：急性脑损伤后，发生细胞肿胀(细胞毒性水肿)、细胞外间隙减小等一系列改变，表现为MD值减小和/或FA值升高；而在慢性脑损伤后，随着细胞膜的裂解、细胞凋亡，血管源性水肿，导致细胞外间隙增宽，MD值增加和/或FA值降低灰质的扩散分布被认为主要是各向同性的，对其不敏感 DWI脑损伤脑损伤的诊断大鼠模型MD和FA在脑损伤急性期时变化有意义，在亚急性期回归到基线水平MK无论在急性还是亚急性期都有着明显变化DKI技术对于神经胶