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DWI DTI DKI DSI IVIM HARDI

 疯批美人 2022-08-23 发布于四川

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弥散又叫扩展,主要是基于磁共振无创检查水分子的扩散运动的。扩散现象反映水分子的随机运动,即布朗运动。

磁共振弥散成像诞生于1980年代,最早用于显示急性脑梗死。在很长的一段时间里DWI的临床应用主要仍集中于中枢神经系统。这是因为常规弥散加权序列使用了双极梯度场来标记水分子弥散,并利用连续的梯度切换来读出回波信号(即EPI),具有独特的迂回式k空间填充方式。这样的填充方式往往容易产生相位误差的累积,反映在图像上就是磁敏感伪影形变

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q-space成像系列之概念篇

微结构成像(中放27次会议吴丹老师视频)

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*****DWI*****

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一、DWI(Diffusion Weighted Imaging)

DWI是通过单指数模型定量计算出反映组织内水分子扩散状态的ADC值
二、IVIMIntra-Voxel Incoherent Motion)
IVIM双指数模型是运用多组b值采用双指数拟合算法,通过公式:Sb/S0=(1-f)×exp(-bD)+fexp(-bD*)拟合得出相关参数,从而真正分离体素内水分子扩散和灌注成分。IVIM双指数模型所得参数有灌注参数(D*、f)及扩散参数D

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三、拉伸指数模型

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*****DTI&DKI*****

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四、DTI(diffusion tensor imaging)

单一B值弥散成像/弥散张量成像(DTI) DTI扩散张量成像是基于DWI技术上新的磁共振成像技术,通过施加6个以上方向的扩散敏感梯度场,从而在三维空间内能更全面的获得体素内水分子的各向异性程度及弥散情况。基于高斯模型单指数扩散成像的基础上,利用各向异性扩散张量重建组织微观结构。常用的参数有:平均弥散率(mean diffusivity,MD)及各向异性程度,前者反映弥散程度,后者可以同时反映弥散程度及方向,其中FA(fractional anisotraphy,FA)图因显示脑白质纤维束的独特优势,在脑肿瘤中应用广泛。
DTI包含了方向信息的向量图,主要用于评价组织结构的完整性,主要应用于脑、脊髓、心脏、及骨骼肌等具有规律走形的纤维束结构。DTI图像反映脑白质纤维素的走行方向,水分子垂直于神经纤维走向的弥散运动困难,水分子平行于神经纤维走向的弥散运动容易。
多B值弥散成像/高角分辨率弥散成像(HARDI)
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五、DKIDiffusion Kurtosis Imaging)

DKI扩散峰度成像是研究b值超过1000s/mm2时水分子偏离高斯分布的程度,它在描述组织微观结构优于传统的扩散成像。DKI的获取是采用两个以上非零b值在超过15个非线性方向上采集得到的数据,通过此模型,能够获得反映组织微观结构敏感性及特异性较高的平均扩散峰度(mean kurtosis,MK)、轴向扩散峰度(axial kurtosis,AK)、径向扩散峰度(radial kurtosis,RK)。

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六、NODDI

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七、DSI (Diffusion Spectrum Imaging) 

DSI扩散谱成像是一种独特的扩散磁共振成像技术。与 DTI、DKI 等不同,它不基于任何模型,而是直接探测水分子的扩散分布,有着非常好的白质纤维束追踪效果是广义q采样成像(generalized q-sampling imaging,GQI)方法中的一种,其成像原理基于扩散MR信号和潜在的扩散位移之间的傅立叶变换关系。通过对q空间点采样,且每个采样点都对应一个特异方向和强度的扩散梯度波矢量,产生的MR信号的强度通过傅立叶变换,得到体素水平的概率密度函数(probability density function,PDF),该函数与自旋位移相关,代表体素内平均相对自旋位移密度。通过PDF在径向投影的积分得到方向分布函数(orientation distribution function,ODF),表示扩散传播函数的角度信息,反映潜在的组织各向异性。

q空间(扩散编码空间)是11立方的笛卡尔网格,具有限定在单位球体上的515个q空间点。

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八、AQP MRI

AQP MRI是在分子谱获得数据的基础上对其进一步处理获得细胞膜上AQP信息,也被称为AQP MR分子成像。AQP MRI是在分子谱获得数据的基础上对其进一步处理获得细胞膜上AQP信息,也被称为AQP MR分子成像。在高端、具有特殊硬件和图像处理系统基础上的MRI,采用“分子谱”(Molecular Spectroscopy, MS)”技术实现AQP MR分子成像。
分子谱(MS)是指在水分子加权成像过程中采用连续、多个b值获得水分子在组织细胞的分子谱,通过对分子谱的进一步处理后,获得单纯水、血清、红细胞、全血、细胞间隙和组织细胞等不同分子成分的信息。

英文缩写

DWI (Diffusion Weighted Imaging):扩散加权成像
D(Diffusion):扩散运动扩散系数
ADC(Apparent Diffusion Coefficient):表观扩散系数
eADC:(Exponential Apparent Diffusion Coefficient):指数化表观扩散系数
IVIM(Intro-Voxel Incoherent Movement):体素内不相干运动
f:体内毛细血管容积占整个容积的比值
Dslow(同D):真实组织中水分子的扩散运动
Dfast(同D*):毛细血管网的微循环灌注信息
DTI(Diffusion Tensor Imaging):扩散张量成像
FA(Fractional Anisotraphy):部分各向异性
RA(Relative Anisotraphy):相对各向异性
MD(Mean Diffusivity,同ADC值):平均弥散率
AD(Axial Diffusion):轴向扩散张量
RD(Radical Diffusion):径向扩散张量
DSI(Diffusion Spectrum Imaging):弥散频谱成像
HARDI(High Angular Diffusion Magnetic Imaging):高角分辨率弥散加权成像
DKI(Diffusion Kurtosis Imaging):扩散峰度成像
FAK(Fractional Anisotropy Of Kurtosis):同FA类似
MK(Mean Kurtosis):平均峰度系数,所有方向上K值的平均值
AK(Axial Kurtosis):轴向峰度系数
RK(Radial Kurtosis):径向峰度系数
SEM(Stretched Exponential Mode):拉伸指数模型
High Order-Tensor Mode:高阶张量模型
DDC(Distributed Diffusion Coefficient):扩散分布系数
AQP(Aquaporin):水通道蛋白
FQC(Fractional Order Calculus):分数阶微分模型
CS(Compressed Sensing Or Compressed Sampling):压缩感知
NODDI(neurite orientation dispersion and density imaging):神经突离散度和密度成像

参考文章

神经系统磁共振检查到底有哪些序列

MRI检查技术专家共识

DWI的扩展应用及各种高级弥散模型概述

磁共振扩散成像技术IVIM、DTI、DKI在胶质瘤分级中的研究进展

弥散加权成像数据处理

DTI后处理步骤和参数含义

扩散谱成像DSI简介

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