介紹
(diffusion weighted imaging,DWI) DWI是目前惟一能夠檢測活體組織內水分子擴散運動的無創方法。
原理為射頻脈衝使體素內質子的相位一致,射頻脈衝關閉後,由於組織的T2弛豫和主磁場不均勻將造成質子逐漸失相位,從而造成巨觀橫向磁化矢量的衰減。除了上述兩種因素以外,我們在某個方向上施加一個擴散梯度場,人為在該方向上製造磁場不均勻,造成體素內質子群失相位,然後在施加一個強度與持續時間完全相同的反向擴散梯度場,則會出現兩種情況:在該方向上沒有位移的質子不會受兩次梯度場強的影響而失相位,而移動的質子因兩次梯度場引起的相位變化不能相互抵消,而失相位信號衰減。體素中水分子都存在一定程度的擴散運動,其方向是隨機的,而在擴散梯度場方向上的擴散運動將造成體素信號的衰減,如果水分子在敏感梯度場方向上擴散越自由,則在擴散梯度場施加期間擴散距離越大,經歷的磁場變化也越大,組織信號衰減越明顯。DWI通過測量施加擴散敏感梯度場前後組織發生的信號強度變化,來檢測組織中水分子擴散狀態(自由度及方向),後者可間接反映組織微觀結構特點及其變化。
特點:
1、DWI上組織信號強度的衰減主要因素:(1)擴散敏感梯度場的強度,強度越大組織信號衰減越明顯;(2)擴散敏感梯度場持續的時間,時間越長組織信號衰減越明顯;(3)兩個擴散敏感梯度場的間隔時間,間隔時間越長,組織信號衰減越明顯;(4)組織中水分子的擴散自由度,在擴散敏感梯度場施加方向上水分子擴散越自由,組織信號衰減越明顯。
2、b值對DWI的影響:DWI技術中把施加的擴散敏感梯度場參數稱為b值或稱擴散敏感係數。常用SE-EPI DWI序列中,b值=gGδ。(
3、DWI的方向性:DWI是反映擴散敏感梯度場方向上的擴散運動,為了全面反映組織在各方向上的水分子擴散情況,需要在多個方向上施加擴散敏感梯度場。如果在多個方向(6個以上方向)分別施加擴散敏感梯度場,則可對每個體素水分子擴散的各向異性作出較為準確的檢測,這種MRI技術稱為擴散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)。利用DTI技術可以很好地反映白質纖維束走向,對於腦科學的研究將發揮很大的作用。
4、擴散係數和表觀擴散係數
在DWI上組織信號衰減不僅由於水分子的擴散運動,水分子在擴散敏感梯度場方向上各種形式的運動(或位置移動)還將造成組織信號的衰減,如血流灌及其他生理運動等。因此利用DWI上組織信號強度變化檢測到的不是真正的擴散係數,會受到其他形式水分子運動的影響。為此,我們把檢測到的擴散係數稱為表觀擴散係數(apparent diffusion coeffecient,ADC)。計算組織的ADC值至少需要利用2個以上不同的b值,其計算公式如下: ADC= ln(SI低/SI高)/(b高-b低)。式中SI低表示低b值DWI上組織的信號強度(b值可以是零);SI高表示高b值DWI上組織的信號強度;b高表示高b值;b低表示低b值;ln表示自然對數。
DWI 的臨床套用
DWI在臨床上主要用於超早期腦缺血診斷的套用:急性腦缺血缺氧造成的主要是細胞毒性水腫,尤其是神經元/膠質細胞細胞毒性水腫,如急性腦梗死、早期壞死灶(未液化者)、缺氧缺血性腦病,在DWI上表現為高信號,與常規SE序列相比,能更早的發現梗塞區的信號異常。需要鑑別注意的是有些腦組織病變在DWI上也表現為高信號,如多發硬化的活動病灶、Wallerian變性,如髓鞘內(裂)水腫(神經髓鞘細胞水腫),進行性多灶性腦白質病,胺基酸代謝異常(如苯丙酮尿症等),透神經元性變性、軸索水腫及部分腫瘤、血腫、膿腫等。其他臟器也可行DWI檢查,但目前在這些方面的經驗還不多,需要進一步研究。
利用DTI技術進行的腦白質束成像不僅可用於腦科學的研究,在臨床上也能提供一些有價值的信息,如腫瘤對周圍白質束的影響、術前提示手術時應該避免損傷的重要白質纖維束等
其他解釋
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Disaster Welfare Information 災難福利的信息
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