DWI的临床应用

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 g2G2 2 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DWI信号的关系 ADC值和DWI信号呈负指数关系 ADC值下降 DWI像呈高信号 特殊的 DWI像高信号不一定ADC值下降 因为存在T2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 DWI上呈高信号 ADC值下降 DWIT2WIT1WI 2 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 小结 二 脑囊性病变 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 T2WI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 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