弥散加权成像在椎体骨折和良、恶性病变鉴别中的应用价值.doc

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1、弥散加权成像在椎体骨折和良、恶性病变鉴别中的应用价值【摘要】磁共振弥散加权成像(DWI)能够在微观水平上检测组织液中无序的水分子运动，可以对正常和病理情况下活体组织的水分子弥散运动加以分析。本文就DWI对椎体骨折和良、恶性病变鉴别方面的价值，它们之间存在的信号差异，治疗后的效果评价以及其在脊柱应用方面的进展作一综述。【关键词】弥散加权成像原理骨折鉴别诊断　　磁共振弥散加权成像(Diffusion_weightedimaging，DWI)是利用磁共振成像(MRI)的特殊序列观察活体组织中水分子的微观弥散运动的一种成像技术，使得MRI对人体的研究深入到了更加微观水平。在临床应用中，DWI除了可

2、以直接观察组织信号改变外，更重要的是能够进行弥散系数(Apparentdiffusioncoefficient，ADC)值的计算，有利于对病变进行量化分析，其在中枢神经系统疾病的诊断和鉴别诊断，尤其是对急性脑梗死的诊断已经得到肯定［1］。然而目前使用DWI来对脊柱良、恶性病变进行鉴别诊断的文献尚较少，本文就其在椎体病理性骨折和椎体良、恶性病变的鉴别诊断的应用价值作一综述。　　1DWI的基本原理　　水分子在活体组织内的运动呈布朗运动，可用ADC值(mm2/s)来表示。体内细胞膜、基底膜等膜性结构的分布、细胞核浆比例以及胞浆内大分子物质如蛋白质的分布等均影响组织内水分子的弥散。病理状态下，组织

3、细胞内、外的大分子分布发生改变以及膜结构的完整性遭到破坏，使其中水分子的弥散速度发生改变，从而形成DWI上信号的异常［2］。组织的ADC值与组织细胞的构成关系，可以用公式计算：ADC＝ln(S低/S高)/(b高－b低)，这里S低和S高分别表示低b值与高b值弥散成像信号的强度。b值(s/mm2)为弥散敏感系数：b＝γ2G2δ2(Δ－δ/З),这里γ为磁旋比，G和δ分别为弥散脉冲的强度、持续时间，Δ为两个脉冲的时间间隔。b值的大小和数量影响着对组织弥散的测量，在一个脉冲序列采用2种不同的b值即可获得所测组织的ADC值或拟合得到ADC图，而b值越多、b值差值越大，ADC值就越精确，所拟合的ADC

4、图就越真实。DWI信号强度与ADC值呈负函数相关关系：弥散快的组织，则其信号衰减大，ADC值较高，DWI上呈低信号，ADC图上呈高信号；弥散慢的组织，则呈相反表现［3］。DWI受b值和弥散方向双重影响，而ADC图不受b值影响，比DWI能更真实地反映组织水弥散变化，但受到弥散敏感梯度方向的影响［4］。　　2脊柱MRDWI的相关技术　　对脊柱弥散信号的测量可有多种序列，然而就目前所有的技术都面临着如何才能获得较好的信噪比(Signal_noiseratio，SNR)和较高质量的弥散图像，最大程度地降低伪影，缩短检查时间等问题。6　　平面回波DWI(EPI_DWI)序列在脊柱弥散成像方面是目前较

5、常用和较成熟的技术，包括有单次激发EPI_DWI(SS_EPI_DWI)和多次激发EPI_DWI(MS_EPI_DWI)。其具有快速成像及切换梯度磁场、运动伪影少，还可与自旋回波、梯度回波序列匹配的优点，已成为DWI的主要技术。但EPI存在明显的磁敏感性伪影，可以通过结合导航校正技术以减轻运动的影响,提高成像质量［5］。　　另外还有其它所采用的序列：包括自旋回波DWI(SE_DWI)、受激回波DWI(STE_DWI)、稳态自由进动DWI(SSFP_DWI)。SE_DWI序列不需要特别快和强的梯度磁场，磁敏感效应较弱，能够获得较为理想的SNR，但是需要较长的信号采集时间以及对运动高度敏感，易

6、出现运动伪影［6］。STE_DWI序列获得的SNR较低，其T2闪入效应较低，能与导航技术相结合降低运动功能伪影，但需要较长的信号采集时间［7］。SSFP_DWI序列可以获得较好的SNR，信号采集时间较短，在中等梯度场强即可获得较好的弥散敏感性，但是b值不易测得，因而无法获得精确的ADC值［8］。SE_DWI、STE_DWI及EPI_DWI均建立在Stejskal_Tanner成像序列的基础上，并可进行量化分析。　　3正常椎体结构和DWI表现　　正常椎体主要由骨组织、红骨髓、黄骨髓组成。正常成人椎体内红骨髓脂肪的含量为25％～30％，随着年龄的增大红骨髓逐渐减少，脂肪的含量逐渐增多，而附件骨

7、的脂肪含量变得比椎体多。儿童椎体含有较多的红骨髓，在常规SE序列T1和T2WI上均表现为等信号，在T1WI上椎体的信号等于或略高于椎间盘，随着年龄的增大，椎体与椎间盘的信号对比变得更为明显。Dietrich等［9］在1.5T磁共振机上利用经过导航更正技术的SE_EPI_DWI序列(b值450s/mm2)的研究发现，使用DWI可以较好地区别正常椎间盘和椎体结构，测得正常椎体和椎间盘的平均ADC值分别为0.3×10－3mm2