弥散敏感因子b=Γ2G2δ2(Δ-δ/3) 。Γ代表旋磁比,G、δ、Δ分别代表脉冲梯度的振幅、宽度和间隔。梯度脉冲的强度与分子的位移成正比,快速移动的分子有较大的位移,最终体素的信号强度包含移动质子的T2信号及与弥散相关的信号下降。SI=SIo×EXP(-b×D),SIo 代表b=0或T2WI时的信号强度值,b为弥散敏感因子的取值,D为弥散系数。由于D值难精确测量,进一步用ADC值代替D值,则公式衍变为SI=SIo×EXP(-b×ADC)。ADC值与信号强度及b值的关系可用以下公式表示:ADC= Ln(S2-S1)/(b1-b2),S1、S2是不同为弥散敏感因子(b1、b2)下的信号强度,Ln为自然对数。ADC值增大,代表水分子弥散增加,而DWI信号降低,反之亦然。
三、弥散加权成像的序列
Stejskal与Tanner在1965年最早描述了DWI序列,他们应用一个自旋回波序列加上一个对称的梯度脉冲,这个序列可测量在一段时间一个方向上的水分子位移。这个序列成像时间长(6~8min)并需心电门控,仅能研究一个方向上的弥散。如果要获取人体的功能信息,或彻底消除运动(包括各种生理运动、自主或非自主运动)对图像的影响,则需要30~50ms范围内的毫秒级成像。回波平面成像(echo planar imaging,EPI)是目前临床实际应用中最快的扫描技术,能够在几十秒的时间内获得图像重建所需要的原始空间数据,可以在30ms之内采集一幅完整的图像,使每秒钟获取的图像达到20幅。如此高的成像速度,就不仅能使运动器官“冻结”,以便于清晰地观察胆囊、呼吸器官等的断层图像,而且不同b值的图像容易获得,这是进行弥散定量计算的基础。
与一般磁共振成像系统相比较,对允许进行EPI成像的磁共振成像系统有以下要求:
①单次激发采集时间