2023年DWI在脑肿瘤评价方面的应用（教学课件）.ppt

DWI在脑肿瘤评价方面的应用 弥散弥散diffusion的概念的概念 弥散是指分子不断随机改变方向和位置的现象，即弥散是指分子不断随机改变方向和位置的现象，即布布朗运动朗运动。所有分子在高于绝对零度时都有布朗运动所有分子在高于绝对零度时都有布朗运动 DWI提供真实描述组织水分子扩散相对速度的图象比照 与传统的MR技术不同，它主要依赖于水分子的运动而不依赖于自旋质子密度、T1或T2 DWI提供了一种新的影像比照 DWIdiffusion weighted Imaging概述概述 在自旋回波在自旋回波T2WIT2WI的根底上，在某一方向上的根底上，在某一方向上施加一对大小相等、方向相反的梯度脉冲施加一对大小相等、方向相反的梯度脉冲 如果水在体素内能自由移动如果水在体素内能自由移动扩散扩散，那，那么此处会失相位，因此信号降低。反之如么此处会失相位，因此信号降低。反之如果水的弥散受限制那么很少失相位，因此果水的弥散受限制那么很少失相位，因此信号较高信号较高 在相应的方向上测量水分子的运动。在相应的方向上测量水分子的运动。MR弥散成像的物理根底弥散成像的物理根底 扩散梯度扩散梯度 EPI-DWI EPI技术是目前临床应用最快的扫技术是目前临床应用最快的扫 描技术描技术 EPI扩散成像是临床最常用、最实扩散成像是临床最常用、最实用的扩散成像技术。用的扩散成像技术。计算公式计算公式 S2=S1exp(-b.ADC)ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)S1、S2 不同不同b b值时的值时的DWIDWI信号强度信号强度 exp 指数函数指数函数 b 扩散敏感系数扩散敏感系数 ADC 表观弥散系数表观弥散系数 DWI参数参数 扩散敏感系数扩散敏感系数b 成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反映弥散加权的程度，单位映弥散加权的程度，单位s/mm2s/mm2 与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和间隔时间有关。目前设备提供的间隔时间有关。目前设备提供的b b值为值为0 010000s/mm210000s/mm2 水分子的弥散敏感性随着水分子的弥散敏感性随着b b值的增加而增值的增加而增加，但图像信噪比那么相应地下降。常用加，但图像信噪比那么相应地下降。常用b b值为值为1000 s/mm21000 s/mm2 Apparent diffusion coefficient 表观扩散系数是不同方向的分子弥散运表观扩散系数是不同方向的分子弥散运动的速度和范围动的速度和范围。ADCADC反映水分子移动反映水分子移动的自由度的自由度。ADCADC值主要根据值主要根据DWIDWI图像上的信号强度图像上的信号强度的变化来计算的变化来计算 ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)表观扩散系数表观扩散系数ADC ADC值与值与DWI信号的关系信号的关系 ADCADC值与值与DWIDWI信号呈负指数关系信号呈负指数关系 ADCADC值下降，值下降，DWIDWI像呈高信号扩散受限像呈高信号扩散受限 DWIDWI像上高信号不一定预示像上高信号不一定预示ADCADC值下降。值下降。T2T2穿透效应穿透效应 DWI信号与信号与ADC图信号相反图信号相反 ADC DWI 根本概念 T2T2穿透效应穿透效应 当受检组织的当受检组织的T2T2值明显增高时值明显增高时,会在会在DWIDWI上有明显的上有明显的T2T2图象比照存在，称之为图象比照存在，称之为T2T2穿透效应，这可能造成扩散受限的假阳穿透效应，这可能造成扩散受限的假阳性表现。性表现。重建指数图像重建指数图像(假假DWIDWI或或T2T2纠正过的纠正过的DWI)DWI)或或ADCADC图均可消除图均可消除DWIDWI的剩余的剩余T2T2效应效应 DWI T2T2穿透效应及其消除穿透效应及其消除 假-DWI ADC map 胶质母细胞瘤胶质母细胞瘤 T1WI C+影响水分子弥散的因素影响水分子弥散的因素 膜结构的阻挡膜结构的阻挡 大分子蛋白物质的吸附大分子蛋白物质的吸附 微血管内流动的血液微血管内流动的血液 DWIDWI上高信号的病灶上高信号的病灶1 1 细胞毒性水肿细胞毒性水肿 神经元神经元/胶质细胞水肿胶质细胞水肿 急性脑梗死急性脑梗死 脑外伤脑外伤 缺血缺氧性脑病缺血缺氧性脑病 髓鞘水肿髓鞘水肿 MSMS急性期，中毒性脑病急性期，中毒性脑病coco中毒中毒，代，代 谢性脑病谢性脑病ALDALD 轴索水肿轴索水肿 弥漫性轴索损伤弥漫性轴索损伤DAIDAI WallerianWallerian变性变性 DWIDWI上高信号的病灶上高信号的病灶2 2 细胞密度高、细胞外间隙小细胞密度高、细胞外间隙小 淋巴瘤淋巴瘤，原始神经外胚层肿瘤等，原始神经外胚层肿瘤等 粘滞度高粘滞度高 脑脓肿脑脓肿 表皮样囊肿表皮样囊肿 脑肿瘤不同成分的脑肿瘤不同成分的ADCADC值值 早期肿瘤坏死未液化者 ADC值正常脑实质 肿瘤坏死已液化者或囊性变 ADC值接近CSF的SI 伴大量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿 ADC值 正常脑实质 无或伴少量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿 ADC值正常脑实质者。DWI 在颅内占位性病变中的应用在颅内占位性病变中的应用 DWIDWI在颅内占位性病变中的应用在颅内占位性病变中的应用 表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别别 肿瘤坏死与脓肿的鉴别肿瘤坏死与脓肿的鉴别 脑膜瘤恶性程度的鉴别脑膜瘤恶性程度的鉴别 淋巴瘤的诊断淋巴瘤的诊断 表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别 常规常规MRMR通常不能可靠地鉴别二者，均表现为通常不能可靠地鉴别二者，均表现为T1WIT1WI低信号和低信号和T2WIT2WI高信号改变高信号改变 表皮样囊肿在表皮样囊肿在DWIDWI上表现为高信号上表现为高信号 蛛网膜囊肿囊液的蛋白含量较多在蛛网膜囊肿囊液的蛋白含量较多在DWIDWI图像上图像上类似脑脊液，表现为低信号类似脑脊液，表现为低信号 表皮样囊肿切除后，在表皮样囊肿切除后，在DWIDWI图上低信号充满脑图上低信号充满脑脊液的囊腔与高信号的残留组织很容易区别脊液的囊腔与高信号的残留组织很容易区别 表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别 蛛网膜囊肿蛛网膜囊肿 表皮样囊肿表皮样囊肿 脑胶质瘤、转移瘤囊变脑胶质瘤、转移瘤囊变/坏死和脑坏死和脑脓肿的鉴别脓肿的鉴别 肿瘤生长迅速肿瘤生长迅速,病变中心缺血等引起坏死，坏死灶病变中心缺血等引起坏死，坏死灶中的细胞数量少中的细胞数量少,液体清亮液体清亮,黏稠度低黏稠度低,在在DWIDWI像上表像上表现为低信号。现为低信号。脓肿的脓液主要含有细菌、炎性细胞、黏蛋白、细脓肿的脓液主要含有细菌、炎性细胞、黏蛋白、细胞碎屑等胞碎屑等,较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制了较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制了水分子的运动水分子的运动,因此因此DWIDWI上呈高信号上呈高信号 T2WI T1c DWI ADC 坏死液化胶坏死液化胶质母细胞瘤质母细胞瘤的的DWIDWI表现表现 坏死囊变脑转移瘤坏死囊变脑转移瘤DWI表现表现 肿瘤中央肿瘤中央DWIDWI为低信号，平均为低信号，平均ADCADC值为值为1.81.81010-3 3mmmm2 2/s/s 脑脓肿包膜期脑脓肿包膜期DWI表现表现 脓腔脓腔DWIDWI呈高信号呈高信号，ADCADC平均值平均值0 0.6060 1010-3 3mmmm2 2/s/s 脑脓肿吸收期及脑脓肿吸收期及DWI表现表现 DWIDWI信号逐渐减低信号逐渐减低，ADCADC平均值平均值1 1.46461010-3 3 mmmm2 2/s/s 良、恶性脑膜瘤的鉴别良、恶性脑膜瘤的鉴别 脑膜瘤在脑膜瘤在DWIDWI上信号不定上信号不定 多数良性脑膜瘤在多数良性脑膜瘤在DWIDWI上为等信号，仅上为等信号，仅有有23%23%表现为略高信号，表现为略高信号，ADCADC正常或略有正常或略有升高升高 恶性脑膜瘤在恶性脑膜瘤在DWIDWI上多呈明显高信号，上多呈明显高信号，ADCADC值降低。值降低。良性脑膜瘤图像良性脑膜瘤图像 T2WI T1+C DWI等信号 脑脑 膜膜 瘤瘤 伴伴 脑脑 浸浸 润润 T2FLAIR T1WI+C 常规常规MRIMRI显示为良性脑膜瘤的表现。显示为良性脑膜瘤的表现。DWIDWI上为高信号，上为高信号，ADCADC值降低提示细胞密度较高值降低提示细胞密度较高 DWI ADC图 淋巴瘤淋巴瘤 DWI 淋巴瘤的强化局部在淋巴瘤的强化局部在DWIDWI上通常为高信上通常为高信号号 组织学检查可见细胞密度高，细胞外间组织学检查可见细胞密度高，细胞外间隙小，这些表现与隙小，这些表现与DWIDWI高信号相关。高信号相关。淋巴瘤淋巴瘤 病灶病灶T1T1增强显示明显强化，增强显示明显强化，DWIDWI上也为高信号上也为高信号 T1+C DWI T1WI T1+C T2FLARE ADC 淋巴瘤淋巴瘤 病灶病灶T1T1增强显示均匀强化，增强显示均匀强化，ADCADC图上显示弥散受限图上显示弥散受限 ADC范围范围 平均ADC 特殊 I级级 1.3021.3021.9211.921 1.6591.659 DNT2.546 II级级 1.2701.2701.7761.776 1.5301.530 中枢神经细胞瘤1.009 III级级 1.0451.0451.5761.576 1.2451.245 IV级级 0.7690.7691.4221.422 1.0791.079 PNET0.835 淋巴瘤淋巴瘤 0.5040.5041.0671.067 0.7250.725 脑膜瘤脑膜瘤 0.7960.7962.6772.677 1.0361.036 与恶性程度及亚型无关与恶性程度及亚型无关 转移瘤转移瘤 0.8870.8871.5811.581 1.1491.149 常见脑肿瘤的常见脑肿瘤的ADC 值值 Fumiyuki