DWI和ADC原理及应用

.,DWI、ADC的原理及神经系统临床应用,天坛医院田地,.,弥散加权成像（DiffusionWeightedImaging,DWI）,扩散运动水分子的热运动，即布朗运动自由扩散（脑脊液、尿液等）；限制性扩散（一般人体组织）各向同性扩散；各向异性扩散DWI技术即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，间接反映周围组织微观结构的变化。,.,水分子弥散程度决定了信号降低的程度，反之，水分子弥散受限的程度决定了信号增高的程度。通过测量信号降低的程度可计算弥散系数。,.,DWI显示脑缺血部位,.,DWI上组织信号衰减的影响因素,DWI通过另外施加扩散梯度场获得，较未施加的序列在各种组织的信号均有衰减，只是程度有所不同衰减程度与下列因素呈正相关扩散敏感梯度场的强度扩散敏感梯度场持续的时间两个扩散敏感梯度场的时间间隔在扩散敏感梯度场施加方向上组织水分子的扩散自由度,.,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b值2G22（/3）代表悬磁比；G代表梯度场强度；代表两个梯度场强间隔时间；代表梯度场强持续时间b值越高对水分子扩散越敏感，但太高b值得到的DWI信噪比可能很低，较小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（组织信号衰减受其他运动影响较大，如组织血流灌注等）,.,表观扩散系数（ApparentDiffusionCoefficient，ADC）,.,ADC与DWI的关系,ADC值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ADC稳定性较差，且易受其他生理运动影响；用大b值进行DWI，所测得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。DWI的信号强度除反映ADC的大小外，还受组织的T2弛豫时间影响，这种现象称为透过效应。因此，由于DWI信号中有T2的影响（T2透过效应），DWI高信号应该查看ADC图，ADC值下降才真正反映水分子移动受限。ADC能真实反映弥散情况。,.,ADC正常范围,自由水的ADC值大约为2.510-3mm2/s正常脑组织的ADC值为0.70.910-3mm2/s脑组织急性病变ADC值多为降低；亚急性或慢性病变ADC值多为升高ADC异常变化的上下限为0.410-3mm2/s2.510-3mm2/s,.,神经系统疾病的临床应用,脑血管病诊断超急性期脑梗死鉴别新、旧梗死灶；确定责任病灶静脉窦血栓形成脑出血颅内肿瘤、转移瘤颅内囊性病变脑白质病变,.,.,.,.,静脉窦血栓形成,DWI在静脉窦血栓形成中的作用是可能判断预后DWI高信号的静脉窦再通率低；DWI无明显高信号的静脉窦再通率高,.,超急性脑出血（细胞内氧饱和血红蛋白）和亚急性脑出血晚期（细胞外正铁血红蛋白）在DWI上均呈高信号。据报道在超急性期ADC值下降或正常，而亚急性期晚期则升高。鉴别要点:超急性缺血性脑梗死在T2WI和T2*-weightedgradient-echo表现正常。超急性脑出血在T2WI和T2*-weightedgradient-echo成像中表现为不均匀性高信号，其周围包绕者低信号环。,脑出血,.,脑膜瘤,脑膜瘤的DWI信号强度多变(hyper-,iso-,orhypointense)。绝大多数良性脑膜瘤在DWI和ADC图上呈等信号，仅仅23的良性脑膜瘤表现为稍高信号。而恶性脑膜瘤在DWI上信号强度明显增高，ADC图信号降低，其ADC值下降。,.,胶质瘤,胶质瘤在DWI上的信号强度多变(hyper-,iso-,orhypointense)有时，胶质瘤在DWI上呈高信号，而其ADC值下降（可能是细胞外间隙容积变小）或者无下降(可能是T2透过效应所致),.,转移瘤,据报道转移瘤在DWI上呈等或稍高信号，而其ADC值范围约为0.821.2410-3mm2/s转移瘤的非坏死部分在DWI上信号多变(通常为iso-或hypointense;偶尔呈hyperintense)。转移瘤的坏死部分在DWI上为显著低信号，ADC值明显升高。,.,表皮样囊肿,表皮样囊肿在T1WI、T2WI上，与CSF相比呈等或稍高信号。据报道表皮样囊肿平均ADC值为1.19710-3mm2/s，表皮样囊肿在DWI上呈现的高信号可能是由于T2透过效应所致。,.,多发性硬化,MS在DWI上信号多变(hyper-,is