擴散是細胞代謝反應過程中發生的主要物理過程。第一個彌散加權MP圖像建於1985年。在臨床實踐中,擴散MRI伴隨著第三代的MRI掃描儀。為了獲得擴散加權X線斷層圖,使用具有相同幅度和持續時間的兩個擴散梯度的回波平面脈衝序列“自旋回波”EPI。為了量化水在組織中的擴散特性,構建參數擴散圖,在其上每個像素的顏色對應於所測量的擴散係數。在擴散圖上,具有高擴散率水的組織以紅白色調著色,具有低擴散率的組織以藍黑色著色。
分子擴散能力與方向的依賴性稱為擴散的各向異性。在大腦的白質中,水分子容易沿著神經纖維擴散,但是在纖維之間,它們的運動受到不可穿透的髓鞘的限制。
為了可視化組織中水擴散的各向異性,使用擴散張量MRI。
的擴散張量MRI取向橢圓體擴散體素確定形成與擴散張量的相互連接的特徵向量的神經路徑中的神經纖維的過程中。連接算法相當複雜,因此使用了各種計算方法,從而可以“繪製”形成神經束的一組神經纖維的走向。正因為如此,張量MRI通常被稱為纖維束成像術 - 一種可視化神經束的過程的方法。在組織中的水分子的擴散運動的最簡單的形式局部各向異性擴散編碼彩色和成像方向由具有取決於特徵向量的方向特定顏色的像素染色進行(紅色 - 對X軸,綠色 - 在Y軸上,藍 - Z軸)。
擴散張量-MRI揭示了腦,這是本體方法和疾病扭曲解剖結構或破壞性的白色固體是特別重要的部件之間的結構關係(腫瘤,頭部損傷,脫髓鞘疾病和其它。)。
彌散加權和擴散張量MRI的臨床應用。測量的腦組織擴散係數的減少是缺血性疾病和缺血嚴重程度的敏感指標。迄今為止,使用擴散加權圖像的 - 在其發展的早期階段的最迅速和高特異性診斷方法缺血性腦梗塞中的一個(前6小時)時,有一個“治療窗口”溶栓和血流量的部分或完全恢復在受影響的腦組織。在擴散加權圖像的腦卒中急性期,腦損傷區具有典型的高MP信號,而正常腦組織看起來很暗。在測量的擴散係數的地圖上,情況正好相反。測量擴散係數診斷工具鋼缺血和急性中風和缺血誘導的隨後的慢性組織變性的發展動態監測的地圖。彌散加權圖像的非侵入性和快速應用預先確定了該方法在缺血性腦損傷的初步診斷中的主要重要性。
所有的擴散研究都是在沒有引入造影劑的情況下進行的,對於嚴重患者和從宮內開始的兒童腦發育專業研究而言,造影劑是重要的。在後一種情況下,擴散MRI可以獲得額外的定性(可視化)和定量的組織特徵,為開發過程中研究腦組織的微觀結構開闢了新的可能性。
彌散加權成像和擴散地圖提供用於腦腫瘤的與T1和T2加權MRI(神經膠質瘤腫瘤與環形造影劑攝取),瘤週水腫(血管源性和細胞毒性)類似表現分化附加診斷信息,提供關於是否存在的信息或不存在囊腫等瘤內的。
對於如此短的掃描時間的寶貴信息,彌散加權圖像的使用在腦和脊柱的炎性病變(例如,腦膿腫,膿胸)的診斷中給出。膿性膿腫內容物以高MP信號為特徵,並且在包括術後在內的任何治療階段都很容易觀察到。某些腦腫瘤,如腦膜瘤和神經瘤的結構組織的特徵,允許擴散加權成像的具有高可靠性的應用,甚至手術前預測的組織學類型的腫瘤。根據這種方法的數據,表皮樣和蛛網膜囊腫被精確區分。
Traktografiya - 一種新的有前途的技術,可以非侵入性地“看到”大腦的傳導方式。儘管仍然存在技術困難,但應用於神經外科手術的第一個結果似乎很有希望。它已成為通過使用彌散張量MRI,知道由於它們的病理過程(位移/變形或損壞和侵入)的興趣傳導路徑的位置和可能的,計劃操作訪問和卷手術摘除腦腫瘤。