磁共振扩散加权成像原理及应用

DWI序列扫出来，包含b0图（直接出图）、b1000图 （直接出图）和ADC图（需要b0和b1000计算而来）， b0当做低配版T2WI看，b1000图和ADC图结合看， 判断是否弥散受限。
• 如何通过b0图、b1000图、ADC图判别病灶是否有弥散受 限？
• 1、b0相当于当做T2WI看 • 2、b1000和ADC图，有以下几种情况：
穿透效应，暗化效应
• 假如b1000图像上一个病灶显示为高信号，我 们不能直接说该病灶弥散受限（表现为高信 号），因为高信号有可能是因为该组织的 T2WI高信号而不是真正的弥散受限导致的， 这称为“穿透效应” • 相同的道理， b1000信号低也不能说病灶弥 散不受限，因为有可能是因为病灶的T2WI信 号很低，抵消了弥散受限产生的高信号，这称 为“暗化效应”，比穿透效应少见
b1000图中包含了组织的T2WI信号（暗化效应）
A、b1000高信号，ADC图低信号，提示弥散受限
左侧基底节区急性梗死病例，红色箭头所指为病灶。 A图为b0图，B图为b1000图, C图为ADC图。病灶在b1000呈 高信号，与ADC图低信号符合，表示急性梗死灶的弥散受 限
B. b1000高信号，ADC图高信号，提示弥散不受限， 因为b1000图中包含了组织的T2WI信号（穿透效 应）
• 能够清晰显示和分辨被检组织 • 能够有效抑制T2穿透效应对扩散图像的影响 • 尽可能高的b值
ADC图
• DWI 信 号 强 度 变 化 检 测 到 的 不 是 真 正 的 扩 散 系 数 （D），还会受到其他形式水分子运动的影响，把检 测到的扩散系数称为表观扩散系数（ADC）
• 常用ADC来代替真正的扩散系数，反映水分子活动的 自由度，前者明显大于后者 计算组织的ADC值至少需要2个以上不同的b值 ADC值=In（SI低/SI高）/（b高-b低）
• ADC图是ADC值大小的直接反映，在DWI检查以后由工 作站处理得到
• ADC 值 越 大 ， 图 像 的 信 号 越 高 。 因 此 ， A D C 值 越 高 （ADC图上为高信号），弥散越自由（比如正常脑脊 液）,ADC值越低（ADC图上为低信号），弥散越不自由 （也就是弥散受限）。
• 所以，如果一个病灶弥散受限，ADC值应该比较小， ADC图上就表现为低信号，在DWI（也就是b1000图） 上却表现为高信号，与ADC图正好相反。为了和DWI一 致，还可以做出来个指数ADC图（eADC图）（图3D）， 弥散受限在eADC图上与DWI一样，表现为高信号。
D. b1000低信号，ADC图低信号，提示弥散受限，因为 b1000图中包含了组织的T2WI信号（暗化效应）
MRI成像是神经科疾病最重要的检查手段之
一，每个序列都能侧重反映组织间某种特性 的差别，DWI则是侧重反映组织间水分子弥
散情况的对比，尤其对急性脑梗死的检测最 为敏感
• 脑梗死DWI表现
C. b1000低信号，ADC图高信号，提示弥散不受限
左侧大脑半球红色圆圈内为陈旧梗死形成的软化灶，在b1000图 为低信号，ADC图为高信号，因软化灶内水分接近自由水运动， 因此弥散不受限。同时该病例中右侧大脑半球红色箭头所示两处 斑片状异常信号为新发梗死灶，在b1000图为高信号，对应部位 在ADC图为低信号，表现为弥散受限。
DWI序列
一个基本脉冲序列，一般用SE-EPI序列 SE序列特点是先发射一个90度射频脉冲，使体素内质子相
位一致，发射一个180度射频脉冲，测量回波信号，
磁共振弥散成像在180度脉冲前后各加上一个位置对称的‘扩 散敏感梯度’场，质子沿梯度场弥散运动时，不同位置，共振 频率不同，自旋频率改变，相位位不能完全重聚，引起信号 衰减，两次分别使用和不使用此梯度场成像，得到的图像进 行对比，显示出不同组织因水分子弥散速度不同而产生的差 异
• 一般选择两个b值，每个部位选择的b值不同，颅 脑一般常用b=0,b=1000，
*b值越高，对水分子扩散运动越敏感 *b值越高，信噪比越差 *b值越高，相同TR内可采集的层数越 少 *因会出现周围神经刺激症状限制了太 高的b值 *较小的b值得到的图像信噪比较高， 但对水分子扩散运动的检测不敏感
b值的选择非常重要
• 脑梗死分期：
• 超急性期（<6h） Na,k泵能量活动停止，
水分子向细胞内转移，细胞体积增大，细胞 外间隙变小，水分子扩散受限，形成细胞毒性 水肿，DWI高信号，ADC低信号，组织总含水 量不变，所以T2无变化
发病2h
急性期（6h-3天）
• 缺血持续存在，血脑屏障破坏，发生血管源性水肿， 水分子弥散总体仍受限，ADC呈低信号，DWI呈高信 号且变得更亮，因组织含水量增加，T2呈高信号，T2 范围小于DWI
DWI、ADC的原理及应用
DWI成像机理
• 基础是弥散现象 (Diffusion) • 分子在媒介中的热运动，即布朗运动 • 人体组织大部分是水，MRI中主要指水分子 • 水分子的热运动在生理功能中发挥重要作用
自由扩散:正常脑脊液、尿液中的水分子接近自 由水，可自由运动无所限制 弥散受限 ：特殊的病理生理过程会影响水分子 的自由运动（比如细胞毒性水肿） DWI技术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，间接反映周围组织微 观结构的变化。
由于序列成像特点使扫描得到的图像同时包含了组织间T2弛 豫信息，以及水分子弥散对比信息
射频
90
0
场
梯度 场
静止水分 子
180
弥散梯度场0对 Nhomakorabea23弥散水分 子
信号强 4度
b值
• DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值， 或称扩散敏感系数
• b值=γ2G2δ2（Δ－δ/3 ） 个—梯—度γ场代强表间悬隔磁时比间；；G代δ代表表梯梯度度场场强强度持；续Δ时代间表两
• A、b1000高信号，ADC图低信号，提示弥散受限 B. b1000高信号，ADC图高信号，提示弥散不受限，
因 为 b1000 图 中 包 含 了 组 织 的 T2WI 信 号 （ 穿 透 效 应 ） C. b1000低信号，ADC图高信号，提示弥散不受限 D.b1000低信号，ADC图低信号，提示弥散受限，因为