一种新的多b值弥散加权成像后处理模型
科研平台介绍:弥散峰度成像(DKI)

科研平台介绍:弥散峰度成像(DKI)背景:在上一期我们介绍了多b值弥散的体素不相干运动(IVIM)模型。
由于生物体内的组织结构复杂,包含多种组织成分,因此临床上常用的单e指数(mono-exponential)模型只能得到体素内的平均扩散系数,反映了扩散的一个总体情况。
为了获得更多的微观结构信息,出现了许多多b值弥散模型,从不同方面来揭示微观结构的弥散信息。
IVIM通过双e指数模型(bi-exponential)来计算得到快和慢两个弥散系数,能同时反映毛细血管灌注与组织弥散的信息。
本期我们将介绍另一个重要的多b值弥散模型:弥散峰度(DKI)模型。
DKI模型:DKI模型是有Jensen等人在2005年提出,其初始的目标是为了定量弥散偏离高斯分布的程度。
常规单e指数模型假设水分子弥散是不受阻碍的自由运动,如下图,水分子在随机运动的情况下其弥散运动位移满足高斯分布(Gaussiandistribution,即正态分布)。
而对于真实的生物组织,水分子的弥散实际上是在细胞间隙,细胞内运动,其运动必然不是自由运动,也因此真实的水分子弥散的运动位移是非高斯分布的。
水分子弥散的受周围环境的限制程度越大,体素内组织成分越混杂,弥散的非高斯性越显著。
本图为在不同弥散环境下的高斯与非高斯弥散位移分布。
图片源于文献(Andrew,2013)。
DKI模型的公式为Sb / S0 = exp(-b · D +1/6 · b2· D2· K)。
其中D为大家熟悉的表观弥散系数,K为弥散峰度(Kurtosis)系数,反映了弥散偏离高斯分布的程度,从而能反映组织结构的受限与组织成分混杂性的程度。
K= 0时弥散为高斯分布,K可以为任何值,但从多组分弥散模型的计算和经验上来看,K通常为非负值。
左图为峰度(kurtosis)对应的弥散位移概率分布。
右图弥散信号衰减曲线ln(S(b)/S(0))(蓝色圆圈),清楚显示衰减偏离线性弥散模型(绿线),并且DKI模型能很好的拟合该曲线(黑线)。
扩散峰度成像(DKI)在体部应用的研究进展

扩散峰度成像(DKI)在体部应用的研究进展周洋【摘要】扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)作为一种新兴的扩散磁共振技术,以非高斯分布模型为基础,相比传统弥散技术即弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI),对探测水分子在人体微环境内的扩散运动更加敏感,提供更丰富的扩散信息.DKI最初主要应用于中枢神经系统,近几年在体部应用方面也取得了初步结果.本文主要综述DKI 的原理及其在体部的应用现状和展望.【期刊名称】《复旦学报(医学版)》【年(卷),期】2018(045)006【总页数】6页(P911-915,920)【关键词】扩散峰度成像(DKI);非高斯扩散;峰度【作者】周洋【作者单位】上海市影像医学研究所上海 200032;复旦大学附属中山医院放射科上海 200032【正文语种】中文【中图分类】R445.2弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是一种在临床已经广泛应用的、检测活体组织内水分子随机布朗运动的成像序列。
目前,DWI和DTI通过检测水分子的微观运动,提供细胞密度和细胞外基质的相关信息,主要运用于病变的检测及定性,特别是对于肿瘤的良恶性鉴别、恶性肿瘤分级和预后判断或预测都起着重要的作用[1]。
DWI和DTI假设水分子在随机运动情况下满足高斯分布,然而对于真实生物而言,水分子的弥散受到局部组织结构和病变区特殊细胞形态的影响,其运动必然是非高斯的,并且生物分子水平细胞微环境越复杂,水分子运动受到的限制越大,非高斯分布越明显[2]。
2005年Jensen等基于DTI技术上的延伸,提出了扩散峰成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)技术[3]。
1.5T MRI设备高b值弥散加权成像对前列腺癌与前列腺增生疾病诊断价值对照研究

61前列腺疾病是临床上较为常见的疾病,患病群体多为老年男性,随着我国人口老龄化不断加剧,我国前列腺疾病的患病率也在逐渐增加[1]。
伴随患病率上升,广大医务人员也在积极探索有效的前列腺疾病诊治方法。
前列腺疾病当中,前列腺增生和前列腺癌有着较为相似的早期临床症状,对二者如何早期准确诊断显得十分重要[2]。
本次研究旨在分析探究1.5T MRI 设备上高b 值弥散加权成像对前列腺癌与前列腺增生疾病的诊断价值,希望能为各位医务工作者提供参考,现将具体内容报告如下。
1 资料与方法1.1 一般资料选取我院2019年12月—2020年10月收治的51例患有前列腺疾病患者作为研究对象,其中前列腺增生患者32例,前列腺癌患者19例,患者均经过临床或病理证实。
患者年龄42~93岁,平均年龄为(69.75±3.15)岁。
1.2 纳入与排除标准1.2.1纳入标准 ①磁共振成像检测后经临床或手术病理证实,并且穿刺或手术的时间同磁共振成像检测的时间间隔≤1个月;②磁共振成像检测前未曾进行穿刺活检、内分泌或放射等治疗;③磁共振成像检测序列完整;④患者及患者家属配合进行磁共振检查,签署磁共振检查同意书。
1.2.2排除标准 ①磁共振成像检测中因为移动或伪影等原因使得图像质量不佳;②磁共振成像检测之后因为失访、放弃治疗等原因没有办法进行病理证实。
1.3 方法借助我院飞利浦1.5T Ingenia 磁共振扫描仪扫描患者,扫描之前提醒患者半充盈膀胱与排便,扫描时患者处于仰卧位,将体线圈作为射频发射线圈,将盆腔放于其中,冠、矢、横三方位扫描患者的前列腺与周边组织。
横断面图像记录不同b 值(1000 s /m m 2、2000 s /m m 2、2500 s/mm 2)时的结果[3]。
1.4 图像与数据后处理本院两名医师实行独立阅片,(由低到高对不同b 值)图像进行分析,对病灶性质进行判断,若两名医师出现不同意见则协商达成一致。
1.5 统计学方法文中所有涉及需要比较分析的数据均应用统计学软件包SPSS 22.0执行,涉及到计数资料χ2检验均以[n (%)]表达,涉及到计量资料t 检验均以(x - ± s )表达,P <0.05提示检验结果有统计学意义。
计算弥散加权成像在乳腺癌诊断中的应用

计算弥散加权成像在乳腺癌诊断中的应用许化致; 周洁洁; 袁湘芝; 叶小合; 叶琼; 李建策【期刊名称】《《温州医科大学学报》》【年(卷),期】2017(047)007【总页数】5页(P485-489)【关键词】乳腺肿瘤; 磁共振成像; 计算弥散加权成像【作者】许化致; 周洁洁; 袁湘芝; 叶小合; 叶琼; 李建策【作者单位】温州医科大学附属第一医院放射影像中心浙江温州325015【正文语种】中文【中图分类】R816.4乳腺多参数磁共振成像(multi-parameter magnetic resonance imaging,mpMRI)可提供乳腺肿瘤多种特征信息,其在乳腺癌的检出、诊断以及新辅助化疗后疗效评价等方面具有较高价值[1-4]。
其中弥散加权成像(di-ffusion-weighted imaging,DWI)及其衍生的表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)图作为一种功能磁共振成像技术,可在宏观图像中反映活体组织水分子的微观运动信息,从而间接评价组织细微构造及细胞结构。
研究表明,乳腺癌由于肿瘤细胞密度的增大而限制了组织内水分子的弥散,在DWI图像表现为高信号[5-6]。
而且癌组织和正常组织之间的信号强度对比与参数弥散敏感梯度即b值正相关[7]。
目前常规乳腺DWI扫描b值范围为600~1 000 s/mm2[8],更高b值DWI需要更强的梯度磁场和更长的回波时间(time of echo,TE),所采集的图像信噪比(signalnoise ratio,SNR)较低,同时存在涡电流图像失真等。
近来新出现的计算弥散加权成像(compute diffusion-weighted imaging,cDWI)通过直接采集的≥2个低b值DWI图像数据,应用单指数模型拟合重建高b值cDWI图像,克服了直接采集高b值图像的难题[9-10]。
高b值(b=2 000s/mm2)cDWI具有良好的图像质量,其对原发性前列腺癌的诊断效能优于低b值(b=1 000 s/mm2)直接采集的mDWI图像[11]。
磁共振动态增强和多b值弥散加权成像在椎体良恶性压缩骨折诊断价值

磁共振动态增强和多b值弥散加权成像在椎体良恶性压缩骨折诊断价值摘要:目的探讨磁共振动态增强和多b值弥散加权成像在椎体良恶性压缩骨折诊断中的临床价值。
方法选择2016年1月至 2017年 10月期间在本院经手术病理证实为恶性肿瘤椎体压缩骨折的40例患者作为恶性组,另选择同期经手术病理证实为良性椎体压缩性骨折的40例患者作为良性组。
两组患者先行磁共振动态增强检查,再行多b值弥散加权成像,对扫描中病变椎体进行观察,分析两组良恶性椎体病变检出情况,并分析多b值弥散加权成像扫描中病变椎体对应信号改变。
结果磁共振动态增强诊断恶性组恶性椎体检出率(86.15%)显著低于多b值弥散加权成像诊断(95.38%),差异显著p<0.05;磁共振动态增强诊断良性组良性椎体检出率(88.33%)显著低于多b值弥散加权成像诊断(95.00%),差异显著p<0.05。
恶性组ADC 值(1.71±0.34× 10- 3mm2/ s)和SAR 值(0.15±0.08)均显著低于良性组(2.45±0.29× 10-3mm2/ s,0.48±0.17),差异显著p<0.05;恶性组SIR 值(1.35±0.19)显著高于良性组(0.59±0.11),差异显著p<0.05。
结论磁共振多b值弥散加权成像对于椎体良恶性压缩骨折诊断价值较高,优于单纯磁共振动态增强,可为椎体良恶性病变鉴别提供一定参考依据。
关键词:磁共振动态增强;多b值弥散加权成像;椎体良恶性压缩骨折;诊断价值恶性椎体压缩骨折预后较差,这就使早期诊断及早期治疗在该疾病的临床治疗中显得尤为重要,因此,进一步提高诊断水平已成为目前迫切需要解决的问题。
目前,椎体良恶性压缩骨折的临床诊断技术主要为CT和 MRI,而现代MRI技术对于椎体微小病变的诊断效果更为理想,因此也受到临床领域的广泛关注。
本次研究选择2016年1月至 2017年 10月期间在本院经手术病理证实为恶性肿瘤椎体压缩骨折的40例患者和40例良性椎体压缩性骨折患者作为研究对象,对比分析了磁共振动态增强和多b值弥散加权成像在椎体良恶性压缩骨折诊断中的临床价值,现报道如下。
胰腺癌磁共振弥散成像中b值的选择

胰腺癌磁共振弥散成像中b值的选择郭立;杨达宽;袁曙光;闫东;王家平【摘要】目的:探讨胰腺癌磁共振弥散加权成像(DWI)中b值的最佳选择范围.方法:对73例检查者(胰腺癌41例,正常胰腺32例)进行MRI平扫及不同b值组合[(0,50)、(0,400)、(0,700)、(0,1000)s/mm2]的DWI扫描,对胰腺癌的表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient,ADC)图进行评分,并分别测量胰腺癌肿、癌周胰腺及正常胰腺组织ADC值.结果:b值组合为(0,400)s/mm2时病变图像质量评分最高.不同b值组合,胰腺癌的ADC值与正常胰腺及癌周胰腺组织间具有统计学差异.结论:b值组合为(0,400)s/mm2时ADC图中病变显示清楚、伪影较少,有利于胰腺癌的诊断.【期刊名称】《中国临床医学影像杂志》【年(卷),期】2010(021)002【总页数】3页(P87-89)【关键词】胰腺肿瘤;磁共振成像;弥散【作者】郭立;杨达宽;袁曙光;闫东;王家平【作者单位】昆明医学院第二附属医院放射科,云南,昆明,650101;昆明医学院第二附属医院放射科,云南,昆明,650101;昆明医学院第二附属医院放射科,云南,昆明,650101;昆明医学院第二附属医院放射科,云南,昆明,650101;昆明医学院第二附属医院放射科,云南,昆明,650101【正文语种】中文【中图分类】R736.7;R445.2磁共振弥散加权成像(DWI)是一种观察活体组织水分子弥散运动的无创成像技术,它通过检测生物体内水分子运动状态的改变而间接反映组织空间结构和病理变化。
近年来随着回波平面技术(EPI)的不断成熟,DWI在腹部的运用越来越受到重视。
b值为DWI成像中最重要的参数,但胰腺癌b值的选择争论较大。
本研究对目前争论较大的几个b值组合进行比较,从中选择出最适合胰腺癌DWI的b值。
1 资料与方法1.1 一般资料胰腺癌患者41例,其中男25例,女16例,年龄39~82岁,平均61.2岁,其中胰头癌35例,胰体尾癌6例。
心肌磁共振多b值DWI的初步探讨_李志伟

作者单位:430030 武汉,华中科技大学附属同济医学院同济医院放射科作者简介:李志伟(1985-),男,江西南昌人,博士研究生,主要从事心脏MR成像工作。
通讯作者:夏黎明,E-mail:xialiming88@yahoo.com.cn·心血管影像学·心肌磁共振多b值DWI的初步探讨李志伟,袁思殊,黄璐,马晓玲,夏黎明【摘要】 目的:探讨心肌磁共振多b值扩散加权成像的可行性。
方法:11例健康志愿者行心脏多b值扩散加权扫描,由两位放射科医师对图像质量进行评估。
符合要求的图像在标准横断位和心脏短轴位上分别测量室间隔前部、后部、上部、下部及游离壁的ADCslow值、ADCfast值和f值。
所得数据进行Bland-Altman分析和Pearson相关分析。
结果:8例(73%)志愿者检查成功,共获得了16组符合定量测量要求的图像,其中Ⅰ级图像6组(6/16,37.5%),Ⅱ级图像10组(10/16,62.5%),在标准横轴面和心脏短轴位上分别测量室间隔前部、后部、上部、下部及游离壁的ADCslow值(0.0027±0.0009)×10-3~(0.0051±0.0029)×10-3 mm2/s、ADCfast值(0.1478±0.0832)×10-3~(0.1935±0.0817)×10-3 mm2/s和f值(0.1377±0.1380)~(0.2957±0.1166),根据Bland-Altman图和Pearson相关分析得到参数测量在观察者间具有良好的一致性[95%一致性界限(-1.5599,1.4510),相关系数r=0.814]。
结论:在呼吸训练和心率控制的前提下,经过恰当的参数选择,能获得清晰的心肌多b值扩散加权图像,且参数测量在观察者间具有良好的一致性。
【关键词】 扩散加权成像;多b值;磁共振成像;心肌【中图分类号】R445.2;R541 【文献标识码】A 【文章编号】1000-0313(2013)03-0337-04A preliminary study of magnetic resonance myocardial multi-b values diffusion weighted imaging LI Zhi-wei,YUAN Si-shu,HUANG Lu,et al.Department of Radiology,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science andTechnology,Wuhan 430030,P.R.China【Abstract】 Objective:To investigate the feasibility of myocardial magnetic resonance multi-b values diffusion-weightedimaging.Methods:Eleven healthy volunteers underwent myocardial multi-b values diffusion-weighted imaging.Image qualitywas evaluated by two radiologists independently.ADCslow,ADCfastand fraction of ADCfastwere measured in anterior and pos-terior ventricular septal and free wall on the standard axis and cardiac short axis images.The agreement of two radiologistswas evaluated by Bland-Altman plot and Pearson correlation analysis.Results:8volunteers(73%)obtained images of ClassI(6/16,37.5%)or Class II(10/16,62.5%)on standard axis and cardiac short axis images.According to the Bland-Altmanplot and Pearson correlation analysis,ADCslowvalue[(0.0027±0.0009)×10-3~(0.0051±0.0029)×10-3 mm2/s],ADCfastvalue[(0.1478±0.0832)×10-3~(0.1935±0.0817)×10-3 mm2/s]and fraction of ADCfast[(0.1377±0.1380)~(0.2957±0.1166)]measurement had a good inter-observer agreement[95%limits of agreement(-1.5599,1.4510),cor-relation coefficient r=0.814].Conclusion:With breathe training,heart rate control and appropriate scanning parameters ap-plication,it is feasible to obtain myocardial multi-b values diffusion-weighted images,and have a good inter-observer agree-ment of the measurements.【Key words】 Diffusion weighted imaging;Multi-b values;Magnetic resonance imaging;Myocardium 在临床工作中,心肌的灌注情况是评估患者心肌状况、监测治疗效果的重要指标。
磁共振成像动态增强联合弥散加权成像诊断乳腺癌的准确性

器材应用与技术研究世界复合医学2024年1月第10卷第1期磁共振成像动态增强联合弥散加权成像诊断乳腺癌的准确性卢叶1,卢梁2,蔡蕾1,文令华1[摘要]目的探讨磁共振成像动态增强联合弥散加权成像(Diffusion-weighted Imaging, DWI)诊断乳腺癌的准确性。
方法方便选取2021年1月—2023年4月岳阳市中心医院收治的343例疑似乳腺癌患者为研究对象,所有患者均行磁共振动态增强成像、多b值DWI检查及两者联合检查,金标准为病理诊断。
对比动态增强扫描、DWI、联合诊断的检出结果及诊断效能。
结果联合诊断的灵敏度、特异度、准确度为89.58%、96.69%、92.71%,高于动态增强扫描(75.00%、85.43%、79.59%)及DWI(76.56%、86.75%、81.05%)单一诊断,差异有统计学意义(χ2=15.611、12.297、27.013,P均< 0.05)。
结论磁共振成像动态增强联合DWI对乳腺癌的诊断准确度显著高于单一诊断,在乳腺癌早期诊断中效能显著。
[关键词]乳腺癌;磁共振成像动态增强;弥散加权成像;准确度[中图分类号]R4[文献标识码]A[文章编号]2095-994X(2024)01-0099-04DOI:10.11966/j.issn.2095-994X.2024.10.01.27Accuracy of Magnetic Resonance Imaging Dynamic Enhancement Combined with Diffusion-weighted Imaging in Diagnosing Breast CancerLU Ye1, LU Liang2, CAI Lei1, WEN Linghua11. Imaging Center, Yueyang Central Hospital, Yueyang, Hunan Province, 414000 China;2. Departmentof Emergency Medicine, Yueyang Central Hospital, Yueyang, Hunan Province, 414000 China[Abstract] Objective To investigate the accuracy of magnetic resonance imaging dynamic enhancement combined with diffusion-weighted imaging (DWI) in the diagnosis of breast cancer. Methods 343 patients with suspected breast cancer admitted to Yueyang Central Hospital from January 2021 to April 2023 were conve⁃niently selected as the study subjects, all of whom underwent magnetic resonance imaging dynamic enhance⁃ment, multi-b-value DWI examination and the combination of the two, with the gold standard of pathological diagnosis. Compared the detection results and diagnostic efficacy of dynamic enhancement scanning, DWI, and combined diagnosis. Results The sensitivity, specificity, and accuracy of the combined diagnosis were 89.58%, 96.69%, and 92.71%, which were higher than those of the single diagnosis of dynamic enhancement scanning (75.00%, 85.43%, and 79.59%) and DWI (76.56%, 86.75%, and 81.05%), and the differences were statistically significant (χ2=15.611, 12.297, 27.013, all P<0.05). Conclusion The diagnostic accuracy of magnetic reso⁃nance imaging dynamic enhancement combined with DWI diagnosis is significantly higher than that of single diagnosis, and the efficacy is significant in the early diagnosis of breast cancer.[Key words]Breast cancer; Magnetic resonance imaging dynamic enhancement; Diffusion-weighted im⁃aging; Accuracy乳腺癌属于女性多发恶性肿瘤的一种,是由于乳腺上皮组织因各种致癌因素的作用,发生异常增殖导致的,该病在早期临床症状并不显著,当患者出现症状入院诊治时,多数病情已【作者单位】1.岳阳市中心医院影像中心,湖南岳阳 414000;2.岳阳市中心医院急诊科,湖南岳阳 414000【作者简介】卢叶(1989-),女,本科,主治医师,研究方向为乳腺影像诊断器材应用与技术研究World Journal of Complex Medicine Vol.10 Number 1 January 2024发展到了晚期,从而错过最佳治疗窗口,因此对乳腺癌进行早期有效诊断,有利于患者早期治疗,对提高生存率至关重要[1-2]。
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一种新的多 b 值弥散加权成像后处理模型第 1 部分改良三指数模型的提出及其- 与双指数模型和传统三指数模型的比
较目的:建立多b值DWI后处理新模型并与双指数模型和传统三指数模型进行比较。
材料和方法:本研究通过了浙二医院伦理委员会评审,纳入了6例健康受试者,采集多b值DWI影像资料,包含从0 s/mm2到8000 s/mm2的17个b值。
在白质区域选取了6个感兴趣区(ROI),在灰质区域选取了1个ROI。
采用前16个b值所得DW信号值分别对三个模型进行拟合,拟合方法采用最速下降法, 计算得到各个参数图以及拟合残差平方和(RSS)和赤池信息量修正准则(AICc), 并预测
b=8000s/mmm时的DWI信号值,进而计算得到预测平方差(SPE)。
本研究将RSS和AICc视为模型拟合程度的评价指标,而将SPE视为模型可预测性评价指标。
结果:在所有白质区域内,改良三指数模型的RSS值均显著低于其他两个模型(p<0.05), 传统的三指数模型的AICc显著高于其他两个模型
(p<0.05), 而双指数模型的SPE显著高于其他两个模型(p<0.05)。
白质的f0 中位值介于11.9%到19.6%之间,而灰质的f0 中位值仅为0.8%。
白质区域的ADC very-slow中位数(0-7 X10-6mm2/s)远小于在灰质区域的ADCvery-slow 中位数(487 X 10-6 mm2/s)。
结论:采用新模型拟合多b值DWI影像效果优于其他两个模型。
新模型可以用来探测组织中弥散严格受限的组分, 而传统的三指数模型不能探测此组分。
第2部分改良三指数模型在胶质瘤分级及胶质瘤鉴别诊断中的价值目的:探索改良三指数模型在胶质瘤分级及胶质瘤鉴别诊断中的价值。
材料和方法:研究纳入了18例低级别胶质瘤(LGG),45例高级别胶质瘤(HGG以及5例原发性中枢
系统淋巴瘤(PCNSL)。
术前弥散加权成像序列包含了9 个 b 值。
通过拟合得到改良三指数模型的参
数图。
对比3个不同组间的参数,并用受试者工作曲线(ROC来确定各个参数用于鉴别LGG和HGG以及鉴别胶质瘤和PCNSL勺最佳截断值,以及对应的特异度和敏感度。
结果:fO均值在PCNS组为13.98%,在HGGA为6.98%,在LGG组为3.14%, 三组之间存在显著差异(p<0.05) 。
fslow, ffest 以及ADCsiow三个指标在LGG组和HGGS之间也存在显著差异
(p<0.05)。
采用f0作为指标,鉴别HGG^ LGG的曲线下面积、敏感度、特异度分别为0.901、82.2%和83.3%;鉴别胶质瘤和PCNS的曲线下面积、敏感度、特异度分别为0.981 、100%和96.8%。
所有的参数均与Ki-67 指数相关(p<0.05) 。
结论:f0 是高度恶性肿瘤的一个重要组分。
改良三指数模型在胶质瘤分级以及胶质瘤和PCNS鉴别诊断中具有重要价
值。