DWI_临床应用进展

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1、DWI临床应用进展（一）DWI基本理论FIG.001DWI(DiffusionWeightedImaging)扩散或弥散加权成像一、扩散的基本概念扩散（diffusion）是指分子热能激发而使分子发生一种微观、随机的平移运动并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。任何分子都存在扩散运动。通过一些特殊的技术可以检测这种分子的微观扩散运动。DWI技术就是检测这种微观扩散运动的方法之一。由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上检测的是人体组织内水分子的扩散运动。如果水分子扩散运动不受任何约束，我们称之为自由扩散运动。事实上，生物组织

2、中的水分子因受周围介质的约束，其扩散运动将受到不同程度的限制，称之为限制性扩散。在人体中，脑脊液、尿液等水分子扩散运动所受限制相对小，被视为自由扩散，而一般组织中水分子的扩散运动属于限制性扩散。在人体组织中，由于组织结构的不同，限制水分子扩散运动的阻碍物的排列和分布也不同，水分子的扩散运动在各方向上受到的限制可能是对称（称为各向同性扩散），也可能是不对称的（称为各向异性扩散）。实际上DWI就是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度，间接反映组织微观结构的变化。FlG.002二、DWI原理:常用的SE-SSEPI(SpinEcho-SingleShot

3、EchoPlanar以目前:Imaging,自旋回波•单次激发回波平面成像）序列为例简单介绍。各施加一个强度、持续时间和方向均相同的扩散敏想梯度场・180。复相脉冲将产生一个自旋回波侑号,其他MR信号利用EPI技术进行采集。图50b为DWI原理示怠图。方框我示…个体素，圆圏表示其中的水分子，带有箭头者表示在扩散敏感梯度场方向上具有扩散运动的水分子。由于180。购侧的梯度场完全相同，没有位置移动的水分子中质子将不会因为梯度场而发生相位离散.而在扩散梯度场方向上位置移动的质子相仗将发生离败，从而引起组织信号信号衰减。】.「価駁FlG.003三、DWI上组织信号衰减的

4、影响因素DWI是通过另外施加扩散敏感梯度场而获得，与未施加扩散敏感梯度场的序列相比，DWI上各种组织的信号均衰减，只是衰减的程度有所不同而已。DWI上组织信号强度的衰减程度与下列因素呈正相关：1）扩散敏感梯度场的强度；2）扩散敏感梯度场持续的时间;3）两个扩散敏感梯度场的时间间隔；4）在扩散敏感梯度场施加方向上组织中水分子的扩散自由度。FlG.004四、b值及其对DWI的影响b值为施加的扩散敏感梯度场参数，或称扩散敏感系数。在常用SE-EPIDWI序列中b值公式如下：b值二y2G262（A-8/3）式中Y代表旋磁比；G代表梯度场强度；6代表梯度场持续时间;A代表

5、两个梯度场间隔时间。b值越高对水分子扩散越敏感，但太高的b值得到的DWI信噪比（SNR）可能很低；较小的b值得到的DWI信噪比较高，但对水分子扩散运动的检测不敏感，而且组织信号的衰减受其他运动的影响较大，如组织血流灌注造成水分子运动等，这些运动模式相对水分子的扩散运动来说要明显的多。因此，扩散敏感梯度场参数（扩散敏感系数）b又称为弥散权重系数。FIG.005五、扩散系数和表观扩散系数IIIir.i在DWI上造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动，水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动（或位置移动）都造成组织信号的衰减，如组织血流灌注中水分子运动，即其他生理

6、运动等。SE-EPI由于采集速度很快，基本可以冻结组织多数的生理运动，但无法消除血流灌注对组织信号的影响。因此，通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测,在得知b值的情况下可以计算组织的扩散系数，但不是真正的扩散系数，而将会是受到其他形式水分子运动的影响。所以，只能把检测到的扩散系数称为表观扩散系数（ApparentDiffusionCoefficient,ADC）。其计算公式如下:ADC=ln（SI低/SI高）/（b高・b低）式中In为自然对数；b高、b低分别表示高b值和低b值；SinSI高分别表示低b值、高b值DWI上组织的信号强度。从式中可以看出，要计算

7、组织的ADC值，至少需要利用2个以上不同的b值。ADC图不是一个独立的检查序列技术，而是在DWI检查以后，利用工作站处理而得到的、反映ADC值高低的黑白灰节图像。FlG.006六、注意点IllIf1、ADC穆是反映水分子弥散和毛细血管微循环（灌注）的人工参数，在小b值情况下受灌注的影响更大。用小b值进行DWI,在一定程度上反映了局部组织的微循环血流灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理运动的影响,不能有效反应水分子的弥散运动。用大b值进行DWI,所测得的ADC值受血流灌注影响较小，能较好反映组织内水分子的弥散运动。因此，大b值进行DWI称高弥散加权成

8、像，小b值进行DWI称低