MRI Physics:表面扩散系数（译）

一切权利归原作者所有。

二次转载翻译，仅供学习交流使用，严禁用作商业用途。

网站：http://www.xrayphysics.com/

原著：Mark Hammer

表面扩散系数

如上所述，DWI图像本质上是t2加权的。因此，T2长弛豫的病变即使不限制扩散也会显得明亮。这种影响在低b值图像上尤其明显，在低b值图像中，扩散权重较小(即快速扩散的病变没有丢失太多信号，因此仍然是明亮的)。由于其非常长的T2，自由水(如脑脊液、囊肿)即使在相对较高的b值图像上也会很亮。我们希望消除T2效应，以获得更准确的扩散限制图像，消除虚假亮点。为了做到这一点，我们实际上可以使用几个不同b值的DWI级数来计算扩散系数。
表面扩散系数。我们用MRI测量的扩散系数代表了整个体素和每个扩散方向的平均值(见后面关于各向异性和DTI的讨论)。因此，我们用“明显”这个词来描述我们计算的值。特定组织的信号随着b值的增加呈指数级下降。给定表观扩散系数D，则信号强度I为

I = I0 * e-b * D, where I0 depends on T2 characteristics

如果我们获得至少2个具有不同b值的DWI序列，我们可以将它们代入方程求解d。通常，使用至少3个不同的b值来改善噪声(例如40,400和800);我们可以取强度的对数来线性化图形，然后使用线性回归得到最佳拟合的D。通过为每个像素绘制D，我们就得到了ADC图像(有时也称为ADC分布图)。

模拟不同的b值如何影响DWI图像的外观以及如何计算ADC。左侧，模拟DWI图像在低b值图像上显示CSF明亮，在高b值图像上显示左额卒中可见性增强。中心，不同组织信号强度的对数图(蓝色，脑脊液;灰色、大脑;棕色，描边)在变化的b值。连接这一点的直线的斜率就是ADC。对，模拟ADC图像;中心图上坡度最平缓的扩散限制区域在ADC图像上的信号最暗。

在高b值图像上，扩散受限的区域会失去最小的信号(因为它们的质子没有移动)。DWI图上这条线的斜率(见上图)将是平的，因此ADC值将很小(因此是暗像素)。另一方面，随着b值的增加，快速扩散区域将失去最多的信号，从而在ADC图像上产生较大的斜率和明亮的像素。重要的是，T2穿透-即组织中与T2信号相关的DWI图像亮度只影响DWI图中点的初始位置;它不影响斜率，因此ADC图像独立于T2透光-它只反映扩散。
临床上，我们通常仍然使用DWI图像，因为明亮的异常比黑暗的异常更容易看到(你可以在上面的模拟中注意到这一点)。人们已经开发了几种将ADC图像转换为“亮=坏”分布图的策略;例如，指数ADC (EADC)图采用ADC值的指数，从而产生更类似于DWI的倒置刻度(但同样消除了T2透光效应)。使用DWI图像的另一个重要原因是，由于ADC图像依赖于多个DWI图像，因此它本身比单个DWI图像更容易受到伪影的影响。最后，对于许多异常，它们不仅限制扩散，而且在T2上是亮的;因此，我们实际上可以利用T2透光效应使病变更加明显，从而在ADC图上确定真正的扩散限制。

引用;

  1. Hagmann P, et al. 'Understanding Diffusion MR Imaging Techniques: From Scalar Diffusion-weighted Imaging to Diffusion Tensor Imaging and Beyond.' Radiographics 26(S1): S205.

  2. Koh D, et al. 'Intravoxel Incoherent Motion in Body Diffusion-Weighted MRI: Reality and Challenges.' Am J Roentgenol 188(6): 1622.

  3. Dietrich O, et al. 'Technical aspects of MR diffusion imaging of the body.' Eur J Radiol 76: 314.

  4. 'Chemical Shift: Phase Effects.' MRI-Questions - discussion about exaggeration of chemical shift in EPI sequences

  5. If you are interested in the original (highly technical!) paper on DWI: Stejskal EO and Tanner JE. 'Spin Diffusion Measurements: Spin Echoes in the Presence of a Time Dependent Field Gradient.' J Chem Phys 42 (288): 288

赞 (0)

相关推荐