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1、DWI的临床应用磁共振弥散加权成像(diffusionweightedimagingDWI)是目前唯一能对机体内水分子弥散进行定量分析的无创性MRI检查方法。自1986年应用于活体后,经过十几年的发展,在疾病的诊断中发挥着越来越重要的作用。一、关于DWI的几个基本概念1、扩散也称弥散,指分子热能激发而产生的一种无规则的、随机的、相互碰撞的运动过程,也称分子热运动或布朗运动。人体组织内的水分子总是处于热运动状态,这种运动方式也是弥散加权成像的基础。2、弥散加权成像(DWI)MR各成像序列对扩散运动的表现通过施加扩散敏感梯度场来实现;DWI就是通过此方法显示生物体内水分子扩散情况,反映组织微观结构
2、的变化,从而达到对某些疾病的诊断和鉴别诊断。3、b值:即所施加的梯度场参数,也称扩散敏感因子。是对扩散运动能力检测的指标。b=g2G22(-/3)(g旋磁比G梯度场强度梯度作用持续时间两个梯度脉冲间隔时间)4、扩散系数(D)是分子扩散运动的速度,它是以水分子单位时间内随机扩散运动的范围来表示的。5、表观扩散系数(ADC)实际测量中,各种运动会对D产生影响,我们把此时检测到的扩散系数称为表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficientADC)。ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)(S1和S2分别代表低和高b值时弥散图像信号强度)6、T2透射效应在EPI采集图像时,由于
3、其本质是SE序列,故含有T2权重信息,所以在DWI的图像对比含有T2成分的这种现象就称为T2透射效应。T1WI+CDWIADC二、DWI基础1、成像基础DWI脉冲序列本质是单次激发的SE-EPI序列。在脉冲序列中增加一对弥散梯度,这样就能很好的得到自由水分子的对比图像,测量组织内自由水的弥散系数,形成DWI图像2、扫描序列用于DWI的序列很多,目前常用的有:1、自旋回波DWI(SE-DWI)2、平面回波DWI(EPI-DWI)3、激励回波DWI(STE-DWI)4、稳态自由进动DWI(SSFP-DWI)5、背景抑制全身扩散加权成像(DWIBS)其中最常用的是EPI-DWI序列3、ADC值与值与
4、DWI信号的关系信号的关系 ADCADC值和值和DWIDWI信号呈负指数关系信号呈负指数关系 ADCADC值下降,值下降,DWIDWI像呈高信号像呈高信号 特特殊殊的的:DWIDWI像像高高信信号号不不一一定定ADCADC值值下下降降,因因为为存在存在T2T2透射效应透射效应DWI高信号ADC低信号三、DWI的临床应用DWI技术经过十几年的发展,几乎可用于全身器官,此次着重叙述DWI在中枢神经系统中的应用。(一)脑梗死1、超急性期(6h)病理表现:由于急性缺血缺氧,钠-钾泵功能失调,水分子从细胞外进入细胞内产生细胞毒性水肿,使水分子弥散受限。常规MRI表现:常规MRI未见明显异常信号DWI表现
5、:DWI上呈高信号,ADC值下降。DWIT2WIT1WI2、急性期(7-72h)病理表现:此期病理表现和超急性期区别不大,也是表现为水分子从细胞外进入细胞内产生细胞毒性水肿,使水分子弥散受限。常规MRI表现:长T1长T2信号,即T1WI低信号,T2WI高信号,压水像(FLAIR)呈高信号。DWI表现:DWI呈高信号,ADC值为相应的低信号。急性期3、亚急性期(3d-10d)病理表现:血管源性水肿加重,细胞外间隙水分增多,弥散速度加快,直到与脑组织相同。常规MRI表现:长T1长T2信号,即T1WI低信号,T2WI高信号,压水像呈高信号。DWI表现:DWI信号呈下降趋势,ADC值逐渐增加,达到并高
6、于正常值,期间在ADC图上梗死灶可以表现为等信号,出现“假性正常化”。4、慢性期(3周-3月)病理表现:血管源性水肿,且组织坏死更明显,细胞结构崩解,部分液化形成软化灶,产生快速弥散。常规MRI表现:长T1长T2信号,即呈T1WI低信号、T2WI高信号,压水像呈低信号DWI表现:DWI呈低信号,ADC值可逐渐接近脑脊液信号,ADC图上类似脑脊液样高信号。超急性期超急性期急性期急性期亚急性期亚急性期慢性期慢性期T1WI正常低信号低信号低信号T2WI正常高信号高信号高信号FLAIR正常高信号高信号低信号DWI高信号高信号信号逐渐降低低信号ADC低ADC值低ADC值ADC值逐渐增高高信号小结(二)脑
7、囊性病变1、蛛网膜囊肿常规MRI:T1WI呈低信号,T2WI呈高信号,与脑脊液信号相同。DWI:蛛网膜囊肿是脑脊液被蛛网膜包围而形成的囊袋装结构,其内细胞外水分子运动的相对自由,故病变在DWI呈低信号,ADC值与脑脊液信号类似。2、表皮样囊肿(胆脂瘤)常规MRI:T1WI呈低信号,T2WI呈高信号,信号明显高于脑组织和脑脊液。DWI:表皮样囊肿囊腔内为含有上皮碎屑、角蛋白、胆固醇结晶及其他脂质成分的豆渣样油腻液体,粘稠度极高,其内水分子弥散受限,故病变在DWI呈高信号,其平均ADC值往往与正常脑白质的ADC值接近。蛛网膜囊肿表皮样囊肿(三)脑脓肿脑脓肿常规MRI:病变在T1WI呈低信号,T2W
8、I呈高信号DWI:病变在DWI上呈高信号,ADC值降低(四)脱髓鞘病变多发性硬化(MS)本病主要病理为中枢神经系统的髓鞘脱失,扩散在人脑白质区表现为与髓鞘形成相关的方向性受限扩散。常规MRI:病变在T1WI呈低或等信号,T2WI呈高信号,压水像呈高信号。DWI:病变在DWI上表现与病程进展密切相关。在病变急性期,DWI表现为高信号;在缓解-复发阶段,DWI呈环形或圆形高信号;在缓解静止期,DWI呈稍高信号。多发性硬化(五)脑肿瘤近年来,对脑肿瘤的多项研究结果显示,ADC值与肿瘤组织有相关性。1、星形细胞肿瘤(I级良性,II级间变性,III、IV级恶性)(1)常规MRI表现I级:多数在T1WI呈
9、稍低信号,在T2WI呈高信号。增强时大多无强化,部分可有轻微强化。II级:具有I级和III、IV级肿瘤的特点,信号多不均匀。III、IV级:高度恶性,T1WI呈以低信号为主的混杂信号,T2WI呈不均匀高信号。(2)DWI和ADC:低级别星形细胞肿瘤实质部分细胞密度小,细胞间隙大,水分子弥散受限轻,ADC值较高;高级别星形细胞瘤细胞数目多,细胞间隙小,水分子弥散受限,ADC值较低。有些高级别星形细胞瘤在DWI上呈高信号,可能与T2投射效应有关。2、脑膜瘤(I级良性,II/III级恶性)(1)常规MRI:T1WI多数为等信号;T2WI可为高信号、等信号或低信号。增强时60%左右可出现脑膜尾征。(2
10、)DWI和ADC:多数良性脑膜瘤DWI为等信号,少数为略高信号,ADC值正常或略有升高;恶性脑膜瘤DWI多为明显高信号,ADC值降低。3、中枢神经系统淋巴瘤中枢神经系统淋巴瘤可分为原发性和继发性(1)常规MRI表现:T1WI多呈等或稍低信号,T2WI多呈等或略高信号。(2)DWI:ADC值较低,DWI多呈高信号,因为其细胞核大,细胞质少,细胞内水分子粘滞度高,限制了细胞内水分子的自由扩散。(六)病毒性脑炎病毒性脑炎常规MRI:病变在T1WI上常显示为低信号,在T2WI上呈高信号。DWI:在发病早期,DWI呈高信号,ADC值降低;随着病情发展,DWI信号逐渐降低,ADC值升高T2WI左岛叶略高信号T1WI未见明确异常FLAIR略高信号DWI呈明显高信号小结DWI临床应用广泛,本课件从DWI成像原理、一些基本概念着手,介绍了DWI的基础知识及其在临床的应用。希望通过本次讲解,能帮助临床更好的认识DWI,对疾病做出准确的诊断。