1、磁共振彌散加權(quán)像Diffusion Weighted Imaging DWI的臨床應(yīng)用,cge,概念,彌散是自然界中最基本的物理現(xiàn)象，指分子的不規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動，即布朗運(yùn)動。通常用于描述分子等顆粒由高濃度向低濃度區(qū)擴(kuò)散的微觀運(yùn)動。 DWI上水分子隨機(jī)微觀運(yùn)動的大小用彌散系數(shù)來描述，單位為平方毫米／秒。彌散系數(shù)越大，代表分子彌散運(yùn)動越強(qiáng)。,DWI 基本原理,物理基礎(chǔ) 人體中大約有70 ％的水，與DWI 有關(guān)的彌散主要指體內(nèi)水分子（包括自

2、由水和結(jié)合水）的隨機(jī)位移運(yùn)動。水分子隨機(jī)運(yùn)動過程中不斷相互碰撞，每次碰撞后水分子發(fā)生偏向并旋轉(zhuǎn)，使其位置與運(yùn)動方向發(fā)生隨機(jī)變化。在存在濃度梯度情況下，分子彌散運(yùn)動遵循一定規(guī)律（Fick’s 定律）。即在無外力作用下，分子總是從濃度高的一方向濃度低的一方位移 。 受限彌散 細(xì)胞膜或大分子蛋白等生物組織中的天然屏障使得水分子的彌散受到限制，稱為受限彌散（ristricted diffusion) 。,彌散方式,各向同性彌散 在均勻介質(zhì)

3、中，水分子任何方向的彌散系數(shù)都相等 ，稱為各向同性彌散(isotropic diffusion) ，即彌散不受方向的 限制 。各向異性彌散 同一介質(zhì)在三個彌散梯度方向（相位、層面和讀出方向）上呈現(xiàn)不同的彌散運(yùn)動，引起不同的信號表現(xiàn)，稱為各向異性彌散（anisotropic diffusion) 。, DWI 信號形成機(jī)制,活體組織中，水分子的彌散運(yùn)動包括細(xì)胞外、細(xì)胞內(nèi)和跨細(xì)胞運(yùn)動以及微循環(huán)（灌注），細(xì)胞外運(yùn)動和灌注是組織DWI信

4、號衰減的主要原因。組織內(nèi)水分子的隨機(jī)運(yùn)動越多 ，在DWI 中的信號衰減越明顯。 自由水比固體組織有極高的彌散系數(shù)，導(dǎo)致信號大量丟失，在DWI上呈明顯低信號。DWI 是在常規(guī)MRI序列的基礎(chǔ)上，在X、Y、Z軸三個互相垂直的方向上施加彌散敏感梯度，從而獲得反映體內(nèi)水分子彌散運(yùn)動狀況的MR圖像。優(yōu)點(diǎn)： 1 、明顯減少成像時間； 2 、降低運(yùn)動偽影——propeller 技術(shù)應(yīng)用； 3 、增加因分子運(yùn)動而使信號強(qiáng)度變化的敏感性。定量指標(biāo)：

5、 DWI圖 ADC圖,,,,彌散定量指標(biāo)（DWI.ADC）,DWI 定量分析 彌散系數(shù)直接反映組織的彌散特性，為衡量生物組織中分子彌散程度的絕對值。但受限彌散、彌散時間、血流、運(yùn)動、RF 脈沖等因素均可影響測得的彌散系數(shù)，是目前在活體上測量水分子彌散運(yùn)動與成像的唯一方法ADC表觀彌散系數(shù)（ apparent diffusion coefficient ）— DWI 上測得的生物組織整體結(jié)構(gòu)特征的彌散系數(shù)，反映水分子彌散和毛細(xì)血管

6、微循環(huán)（灌注）的人工參數(shù)。ADC 是水分子移動的自由度。 ADC ＝[ln(S1/S2)]/(b2-b1) ln 為自然對數(shù)。 S 為某一彌散敏感系數(shù)（b ）下的信號強(qiáng)度，S1 和S2 代表兩個不同b值感興趣區(qū)的信號強(qiáng)度。 b 值——彌散加權(quán)程度（彌散敏感系數(shù)）。 b=(γδA)( -δ △ ／3) γ 為旋磁比，δ 、△、A 分別為擴(kuò)散梯度持續(xù)時間、間隔時間及強(qiáng)度，b 值單位為秒/ 平方毫米。臨床應(yīng)用中一般固定δ 、△、γ ，僅

7、通過改變A 的 大小而獲得不同的b 值。,b 值受灌注影響大，小b 值主要反映局部組織的微循環(huán)血流灌注，測得的ADC 值不穩(wěn)定。b=0 產(chǎn)生無彌散權(quán)中的T2 像 。大b 值所測得ADC 值受血流灌注影響小，較好反映組織內(nèi)水分子的彌散運(yùn)動。即b 值越大，對水分子運(yùn)動的檢測越敏感，但圖像的信噪比相應(yīng)的下降。通常b值取1000s/mm 3 ，成二組圖像：b=0 和b=1000 。 DWI 圖：彌散受限組織和長T2 組織均表現(xiàn)為高信號?！?/p>

8、是純粹的彌散圖，包含T2WI 成分。（腦脊液是黑ADC 圖：彌散程度高的組織信號高（亮），彌散受限組織表現(xiàn)為低信號。（腦脊液是白的）  eADC 圖：彌散受限組織信號高，自由彌散組織信號低——消除了T2 穿透（shine through ）效應(yīng)的影響。（腦脊液是黑的 ）,DWI，b=1000,DWI，b=0,ADC,DWI的臨床應(yīng)用,中樞神經(jīng)系統(tǒng) 骨骼肌肉系統(tǒng)  肝臟  乳腺  卵巢子宮腎臟；前列腺心臟血  ,

9、中樞神經(jīng)系統(tǒng),超急性期和急性期腦缺血  感染  脫髓鞘病變  腫瘤 ,DWI早期診斷腦缺血機(jī)理,缺血后幾分鐘鈉-鉀泵功能失調(diào) 細(xì)胞內(nèi)鈉、水潴留 水分子擴(kuò)散下降（ADC值下降） 局部區(qū)域信號增高（DWI）,,,,病例1：張壯上，男性，,,超急性期和急性期腦缺血,DWI 對超急性和急性腦梗塞的檢出

10、敏感性為88 ％～ 100 ％，特異性為86 ％～100 ％。能夠鑒別新鮮與陳舊性梗塞灶，并能評估預(yù)后。存在假陰性（病灶較小、空間分辨率有限）和假陽性（磁 敏感效應(yīng)所致）。  對新生兒急性缺血缺氧性腦病顯示敏感，且能準(zhǔn)確預(yù)測病灶范圍。  對一過性缺血發(fā)作（TIA ）顯示優(yōu)于常規(guī)MRI 。,病例2：鄧碧瑩，女，歲,,T1,,病例3：翟國開，男，歲,,病例4，黎自軍，男，歲,,病例5，粟素群，女,,感染,化膿性感染：膿腔于DWI

11、 呈均勻高信號，ADC 降低——彌散受限，與膿液的高粘滯度和膿腫的多細(xì)胞性有關(guān)。對細(xì)菌性腦膜炎并發(fā)的硬膜下（外）積膿和炎性滲出物有鑒 別診斷意義，從而有利于指導(dǎo)臨床治療。一定程度上鑒別皰疹性腦炎和顳葉浸潤性膠質(zhì)瘤。,脫髓鞘病變,多發(fā)性硬化（MS ）：分期：急性期DWI 呈高信號，慢性病灶呈等信號，急性期硬化斑ADC 明顯高于慢性硬化斑。  可靠鑒別脫髓鞘和梗死灶。,腫瘤鑒別,鑒別蛛網(wǎng)膜囊腫與表皮樣囊腫：蛛網(wǎng)膜囊腫——DWI 低信號，A

12、DC 明顯高信號；表皮樣囊腫——DWI 高信 號，ADC 類似腦實(shí)質(zhì)低于CSF 信號。  鑒別腦膿腫和腫瘤囊變（壞死）。  膠質(zhì)瘤分級。    表皮樣囊腫術(shù)后殘存 腦膿腫 多形膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,肝臟MR擴(kuò)散成像,DWI是目前唯一能在活體上進(jìn)行分子擴(kuò)散測量，分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組織成分，反映活體組織功能狀態(tài)的功能性成像,EPI技術(shù)+脂肪抑制（FS），選擇不同的b值（100，500，1000s/mm2）。ADC值測量：DWI圖像上，

13、每個病變部位選擇興趣區(qū)（3個）， 測量信號強(qiáng)度ADC值計算： ADC=（In[S低/S高]）/（b高-b低）,,,,,肝臟MR擴(kuò)散成像,肝臟各病變的ADC值范圍及平均ADC值 （×10-3 mm2 ) （×10-3 mm2/s）病變類別 ADC值范圍 平均ADC值

14、 肝細(xì)胞癌 0.87~1.59 1.35±0.18肝轉(zhuǎn)移瘤 0.92~1.87 1.41±0.12肝血管瘤 1.00~2.91 2.39&