MRI水扩散加权成像分子机理研究进展_郭启勇
磁共振弥散加权成像原理及应用
磁共振弥散加权成像原理及应用磁共振成像简介磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种医学成像技术，利用磁性共振现象和无线电波信号，对人体进行成像的方法。
它可以非侵入性地获取人体内部的高清图像，对于疾病的诊断、治疗和观察都具有重要的作用。
MRI技术的基本原理是通过利用医学应用中的高强度磁场使得人体内的原子发生共振，从而捕捉并分析自发放射的放射线。
MRI分为多种类型，如结构成像、功能成像、弥散成像等，其中弥散成像应用较为广泛。
弥散成像的概念弥散成像是指通过测量水分子扩散运动的速率和方向，来还原影像图像结果的过程。
水分子扩散运动的速率和方向取决于组织状态。
弥散成像的原理弥散成像通过特定的扫描序列和强度梯度对水分子进行编码，并记录其在空间过程中的移动和扩散。
机体中的水分子扩散在不同生理状态下的扩散系数也不同，因此可以对组织状态进行区分。
弥散成像中，常用的成像模式是弥散加权成像模式，即通过改变弥散梯度在空间上的分布来实现加权，在成像中强调不同的结构。
弥散梯度的方向和强度变化对应不同结构的成像。
弥散加权成像应用弥散加权成像目前应用较广泛，主要用于以下方面：1. 脑部疾病诊断脑部中白、灰物质的分布在MRI影像中很难区分，通过弥散加权成像，利用水分子通过灰色及白色物质所具有的不同的弥散系数，可以区分出正常情况下的脑部组织结构。
帮助医生更准确地进行疾病诊断，如肿瘤、卒中等。
2. 脑干横纹束成像脑干横纹束是连接脑干和大脑皮层的一束神经纤维，不同于其他成像技术如CT，弥散加权成像可以更加明显地显示脑干横纹束的位置和走向。
3. 心脏疾病的检测和评估弥散成像可以对心肌疾病进行评估，包括心肌梗塞和心肌水肿等。
弥散加权成像可见心肌内部分区域中水分子扩散受限，炎性细胞浸润的损伤区域，提高早期发现病变的概率。
弥散加权成像是一种重要的MRI成像技术，利用细微水分子扩散的情况，帮助医生更清晰地了解身体内部器官和组织的情况。
足月新生儿缺氧缺血性脑病的MRI研究
足月新生儿 ＨＥ的 ＭＲ影像 学相关 的 ｌ 病 理 生 理 机 制
二、 月新生儿 Ｈ Ｅ的 ＭＲ研 究状况 足 ｌ
（ ） 规 ＭＲＩ 常规 ＭＲ （ ｌ 、 一 常 Ｉ ＴＷＩ ＷＩ具 有 多 ）
方 向断层成像的优点 ， 空间分辨力高 ， 组织对 比度 较 好 。ＨＩ 的影 像 表 现 在 ＴＷＩ 比 ＷＩ 更 明 Ｅ 。 上 上
显 ， Ｔ ＷＩ 可 表 现 为 （ ） 层 及 皮 层 下 白质 ： 在 。 上 １皮
透性增高 ， 管脆性增加 ， 小动 脉痉挛 、 裂 、 血 使 破 出
状高信号 。②皮层下 白质在 ＴＷＩ 。 上呈低信号的小 囊状 区 ， ＷＩ 呈 高信 号 。 是 由于神 经元 坏死 ， 上 这 于
２４周形 成空 洞及 胶 质增 生 。（ ） 部 白质 ： ～ ２深 ①额 叶
血Ⅲ 新生的毛细血管管壁通透性高 ， 。 红细胞及血浆
一
、
新 生 儿脑 代 谢 十分 活 跃 ， 耗 氧量 占全 身 耗 氧 脑 量 的 １２ 新 生 儿脑 内糖 原很 少 ， 萄糖及 氧 全靠 脑 ／。 葡 血 循 环供 给 。新 生 儿 缺 氧缺 血 后 ， 脑 内氧 气 在 短 大 时 间 内耗 竭 ，脑 细 胞 内线 粒 体 氧 化 磷 酸 化 功 能 障 碍 ， 能依 靠 葡 萄 糖 无 氧 酵解 产 生 能量 ， 只 细胞 内产
神 经 放 射 学
足月新生儿缺氧缺血性脑病的 ＭＲ 研究 Ｉ
磁共振dwi序列原理与临床意义
磁共振dwi序列原理与临床意义磁共振（Magnetic Resonance，简称MR）是一种医学成像技术，通过利用原子核自旋共振现象，获取人体内部组织的高分辨率图像。
其中，磁共振扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，简称DWI）序列是磁共振成像中的一种特殊序列，具有独特的原理和临床意义。
DWI序列利用了水分子在组织内部的自由扩散现象，通过测量水分子在不同时间和空间上的扩散程度，可以反映组织微观结构的信息。
具体而言，DWI序列在成像过程中引入了梯度脉冲，使得水分子沿特定方向扩散时，其自旋相位发生变化。
通过测量自旋相位的变化，可以推断出水分子的扩散方向和速率，从而获取组织的扩散加权图像。
DWI序列在临床上有着广泛的应用价值。
首先，DWI序列对于早期脑卒中的诊断具有重要意义。
由于脑卒中引起的缺血或梗死区域的水分子扩散受限，DWI序列可以直观地显示出这些异常区域，提供了早期诊断的依据。
此外，DWI序列还可以评估脑卒中后的组织恢复情况，监测治疗效果。
DWI序列在肿瘤诊断与评估中也具有重要作用。
肿瘤组织与正常组织相比，其细胞排列更加紧密，导致水分子的扩散受限。
因此，在DWI序列中，肿瘤区域呈现出高信号强度，有助于肿瘤的定性和定位。
此外，通过测量肿瘤区域的扩散系数，还可以评估肿瘤的恶性程度和治疗效果。
DWI序列在其他疾病的诊断中也发挥着重要作用。
例如，DWI序列可以帮助鉴别良性和恶性病变，如乳腺肿瘤、前列腺癌等。
磁共振DWI序列作为一种特殊的成像技术，在临床诊断中具有重要意义。
通过测量水分子的扩散情况，DWI序列可以提供组织微观结构的信息，帮助早期诊断脑卒中、评估肿瘤性病变以及鉴别其他疾病。
相较于传统的磁共振成像技术，DWI序列具有更高的灵敏性和特异性，对于病变的早期发现和定量评估具有重要意义。
随着磁共振技术的不断发展，DWI序列在临床应用中将发挥越来越重要的作用，为疾病的诊断和治疗提供更为准确和全面的信息。
磁共振扩散加权成像——基本概念篇
磁共振扩散加权成像——基本概念篇磁共振是一种多序列多参数成像，能提供更丰富的诊断和鉴别诊断信息；同时磁共振也是迄今为止软组织对比分辨率最高的成像技术，这些对于疾病的早期发现和早期诊断有着重要的临床意义。
但常规的T1、T2加权像提供的信息以形态学改变为主，尽管通过深入的分析我们也能对病变的组织学改变进行适度的评价，但这些成像序列对于评价疾病疗效、分期依然有很大的局限性，有时甚至会给出一些令人误解的判读。
比如很多肿瘤在化疗、放疗的早期会表现出不同程度的损伤后反应，这些反应在一定程度上会导致病变较治疗前有所增大。
显然在这种情况下常规的T1、T2甚至进一步的增强扫描都不能很客观的评价早期疗效。
有没有一些更敏感的评价手段呢？扩散、灌注等各种磁共振功能学评价为我们提供了更敏感的评价手段。
01扩散加权成像的概念：扩散现象最早由英国植物学家布朗发现，其本质就是分子的一种热运动，所以扩散现象也称为布朗运动。
人体内各种组织中的水分子也在不断的进行着这种热运动。
由于每种组织的结构不同，其内水分子的扩散运动也不同，这就有可能为磁共振成像带来一种新的对比机制。
磁共振扩散加权成像正是通过扩散加权成像这一特殊成像序列实现了在活体状态下探测水分子的运动行为。
Dr. Le Behan先生最早提出把扩散加权成像应用于临床诊断是在1984年。
但那时的磁共振设备性能很差，不仅场强低而且当时也还没有开发出今天广泛应用的平面回波成像技术（EPI）。
正如在他自己的一篇综述中所描述的那样：当时他的一些想法如用扩散成像来区分灌注与扩散根本无法实现，因为这个原因他在1986年写了一篇非常有影响的文章，把当时的扩散成像定义为体素内不相干运动（IVIM）。
把扩散成像理解为体素内不相干运动成像有很重要的临床意义。
一方面，我们知道在目前的磁共振扩散加权成像受很多因素的限制还很难实现特别高的空间分辨率，所以我们无法直接探测单个水分子的扩散行为，我们所得到的因为扩散行为所带来的信号改变是基于体素水平的。
MRI技术--弥散加权成像(DWI和ADC图)
如何分析DWI和ADC图？
弥散加权序列扫描产生2种图像，即弥散图（DWI）和ADC图。在 弥散图中，病变或受损组织的信号强度往往高于正常组织，而 弥散自由度最大区域的信号强度最低，这使病变组织在DWI的信 号表现类似于常规“T2WI”。 在工作站通过对DWI数据后处理操作，可以形成灰阶ADC图。根 据ADC值大小对应信号强度高低，形成灰阶ADC图。受损组织弥 散受限，ADC降低，表现为较暗区域；自由弥散区域的ADC较高 ，信号强度相对明亮。在伪彩ADC图，ADC值降低时呈绿色，正 常时呈橘黄或红色，乏水分子弥散的区域呈灰色。 ADC图能够区别DWI显示的高信号是因弥散受限引起，还是因组 织具有非常长的T2衰减时间所致（T2透射效应）。
【MRI技术】弥散加权成像 （DWI和ADC图）
制作：水样年华
什么是功能磁共振成像？
以常规T1WI和T2WI为主的各种磁共振成像技术，主要 显示人体器官或组织的形态结构及其信号强度变化，统 称常规MRI检查或常规MR成像序列。随着MRI系统硬 件和软件的发展，相继出现了多种超快速成像序列（如 EPI技术），单次采集数据的时间已缩短至毫秒。 以超快速成像序列为主的MRI检查，能够评价器官的功 能状态，揭示生物体内的生理学信息，统称为功能磁共 振成像，或功能性成像技术（functional imaging techniques）。 这些技术包括弥散加权成像（DWI）、灌注加权成像（ PWI），脑功能成像（fMRI），心脏运动和灌注实时成 像（real-time imaging），磁共振波谱成像（MRS）， 全身成像，磁共振显微成像等。
恶急性期
低信号
高信号 高信号 信号逐渐降低
慢性期
低信号
高信号 低信号 低信号 高信号
弥散加权成像原理
弥散加权成像原理弥散加权成像技术是一种医学影像实验技术，主要用于脑部的成像。
这种技术可以帮助医生更全面地观察患者脑部的情况，进一步明确诊断，制定治疗方案，提高患者的治疗效果和生活质量。
弥散加权成像技术主要基于核磁共振成像（MRI）的基础上，通过对不同方向下的水分子弥散进行加权，形成高分辨率脑部图像。
下面我们来详细介绍下弥散加权成像的原理。
人体组织中存在水分子，在外部磁场的作用下，水分子中的质子会发生一定程度的旋转。
核磁共振仪可以通过探针探测到这种旋转，然后利用计算机将其转换为可视化的图像。
但是，常规MRI成像只能显示组织结构及水分子密度等静态信息，这种图像不能准确显示血流动力学信息和组织的微观运动状态。
弥散加权成像利用了水分子在生物组织中自发运动的特性，根据分子运动的特征，可以分为自由扩散和受限扩散两种情况。
其中，自由扩散的水分子可以在细胞内外自由运动，这种扩散会受到时间和空间的限制。
而受限扩散的水分子由于受细胞膜和结构限制，不能自由运动。
弥散加权成像技术是通过测量水分子在体内受到限制的程度，以及在不同空间和时间的限制下运动的速度和方向，来间接反映脑组织微观结构的运动情况，包括神经元的数量、分布、方向及脑内白质纤维的程度等。
由于脑部组织的微观结构是高度复杂的，在时间和空间上都是具有高度异质性的，因此弥散加权成像技术要求采集纵向（时间序列）和横向（空间）上的多方向并高分辨率的图像数据来进行准确的处理和分析。
在弥散加权成像技术中，弥散加权图像（DWI）和弥散张量成像（DTI）是两个重要的成像方式。
DWI是一种在不同方向上对亚微米尺度分子弥散进行强制约束的成像方法，它通过测量水分子在体内的弥散系数，可以锁定组织的微观结构，形成灰质、白质集中度、均匀度等不同的弥散成像权重值，生成图像。
DTI在DWI的基础上，通过计算水分子运动的各向异性，进一步描绘出神经纤维的分布和方向，更全面或精确地分析脑部疾病的附带损伤，计算两个区域的相对连接性等等。
DWI基本原理及其在脑部疾病中的应用
当前存在问题和挑战剖析
图像分辨率与信噪比
当前DWI技术仍面临图像分辨率和信 噪比的挑战，尤其是在低场强MRI系
统中。
扫描时间与运动伪影
较长的扫描时间和头部运动可能导致 图像伪影，影响DWI图像的准确性和
可靠性。
标准化与可重复性
DWI技术的标准化和可重复性仍需进 一步提高，以便在不同中心和不同设
。
癫痫
02
DWI可用于检测癫痫患者脑内的异常放电区域，为手术治疗提
供定位依据。
帕金森病
03
DWI可用于评估帕金森病患者黑质-纹状体通路的受损情况，为
疾病诊断和治疗提供重要信息。
04
DWI技术进展与新兴应用
高分辨率DWI技术发展现状
高场强MRI技术
利用更高场强的MRI扫描仪，提 高DWI的空间分辨率和信噪比， 实现更精细的脑部结构成像。
DWI能够反映组织微观结构的改变， 特别是在脑部疾病中，如脑梗死、脑 肿瘤等，能够提供重要的诊断信息。
DWI信号产生与检测
DWI信号的产生依赖于水分子的扩散运动。在核磁共振成像 中，通过对组织施加特定的扩散敏感梯度，使得水分子的扩 散运动对信号产生影响。
检测DWI信号需要使用特定的脉冲序列和参数设置，以获取 扩散加权图像。常用的脉冲序列包括自旋回波序列和梯度回 波序列等。
扩散敏感梯度设置
扩散敏感梯度是DWI中的关键参数之一，用于测量水分子的扩散运动。通过设置 不同的扩散敏感梯度强度和持续时间，可以获取不同扩散加权程度的图像。
扩散敏感梯度的设置需要考虑到组织的特性和病变的特点，以达到最佳的成像效 果。
水分子扩散特性描述
mr水成像的原理和应用
Mr水成像的原理和应用1. 概述Mr水成像是一种通过磁共振成像技术来观察和分析水分子在生物组织中的分布和运动方式的方法。
本文将介绍Mr水成像的原理和其在医学、生物学等领域的应用。
2. 原理Mr水成像是基于磁共振成像技术，其原理与普通的磁共振成像有所不同。
普通的磁共振成像是通过对组织中的氢原子核进行成像，而Mr水成像则是通过对组织中的水分子进行成像。
水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。
在磁场中，氢原子核会产生自旋，这种自旋可以产生旋磁共振。
Mr水成像利用水分子中的氢原子核进行成像，在磁场中通过高频激励使氢原子核进入共振状态，然后通过检测氢原子核的共振信号来重建水分子的分布图像。
3. 应用Mr水成像在医学、生物学等领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：3.1 诊断和研究疾病Mr水成像可以用于诊断和研究各种疾病。
通过对水分子的成像，可以观察到生物组织中的水分子的分布和运动情况，从而了解疾病的发生和发展过程。
例如，在心脏病研究中，Mr水成像可以用来观察心脏组织中水分子的运动方式，进而评估心脏功能。
3.2 脑科学研究Mr水成像在脑科学研究中起着重要的作用。
通过对大脑中水分子的成像，可以观察到不同区域的水分子的分布和运动方式，从而了解大脑的结构和功能。
例如，通过Mr水成像可以研究大脑中的神经元连接情况，揭示大脑功能的机制。
3.3 纤维束追踪Mr水成像可以用于纤维束追踪，即追踪人体中的神经纤维束。
通过对水分子的成像，可以观察到神经纤维束的分布和连接情况，从而推断不同脑区之间的连接和通信方式。
纤维束追踪在神经外科手术中有重要意义，可以帮助医生规划手术路径，保护重要神经束的完整性。
3.4 药物研发Mr水成像还可以用于药物研发领域。
通过对水分子的成像，可以观察到药物在组织中的分布情况，从而评估药物在体内的吸收和分布特性。
这对于药物的研发和优化有着重要的指导意义。
此外，Mr水成像还可以用于评估药物的代谢和清除，以及对药物在体内的副作用进行评估。
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中国临床医学影像杂志2013年第24卷第7期JChinClinMedImaging,2013,Vol．24,No．7
[收稿日期]2013－03－01[作者简介]郭启勇（1958-），男，浙江东阳人，教授。
茳综述荥MRI水扩散加权成像分子机理研究进展
郭启勇1，辛军1，张新1，于兵1，赵周社2，李宏利2，李红2，王晓明1，廖伟
1
（1.中国医科大学附属盛京医院，辽宁沈阳110004；2.通用电气（中国）医疗系统集团，北京100176）
[摘要]本文简要介绍磁共振扩散加权成像（MRI-DWI）原理和影响因素，多b值DWI成像临床应用，以及采用传统简单
水扩散原理在对DWI临床图像进行解释时存在的一些挑战。然后重点介绍水通道蛋白（Aquaproins，AQPs）理论和研究现状，以
及生理和病理情况下表观扩散系数（ADC）与AQP表达之间的关系和研究进展。迄今，还没有通过分子影像技术直接获得ADC与AQP表达之间关系的结果。最后对基于AQP分子成像前景进行介绍，需要从分子生物学、分子医学和分子影像的新观点重新认识MRI水分子成像技术和其潜在的临床应用。
[关键词]磁共振成像，扩散
[中图分类号]R445.2[文献标识码]B[文章编号]1008－1062（2013）07－0496－05
ProgressinthestudyofmolecularmechanisminwaterdiffusionweightedMRIGUOQi-yong1,XINJun1,ZHANGXin1,YUBing1,ZHAOZhou-she2,LIHong-li2,LIHong2,WANGXiao-ming1,LIAOWei1
(1.ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China;
2.GeneralElectronicCompanyHealthcare(China),Beijing100176,China)
Abstract:ThispaperbrieflyintroducestheprinciplesandinfluencefactorsofdiffusionweightedMRI(DWMRI),andmulti-bvaluesinclinicalapplicationofDWI.ThechallengesexistinusingtraditionalsimplewaterdiffusiontointerprettheprincipleofclinicalDWMRimagingwerealsodiscussed.Thetheoryofaquaporinanditsrecentresearchstatus,aswellastherelationshipbetweenapparentdiffusioncoefficient(ADC)underpathologicalandphysiologicalconditionandwaterchannelprotein(aquaproins,AQPs)expressionwerefocusedon.Untilnow,noresultwasacquiredthroughusingmolecularimagingtechniquefordirectaccessoftherelationshipbetweenADCandAQPexpression.Finally,thenewprospectofthewaterchannelproteinmolecularimagingwasintroduced.Fromtheaspectofmolecularbiology,molecularmedicineandmolecularimagingtorenewknowledgeandupgradethepointofviewinrecognizingwaterdiffusionMRimaginganditspotentialclini-calapplicationisurgentandimportant.Keywords:Diffusionmagneticresonanceimaging
磁共振成像无电离辐射、具有极高的软组织对比度、能够提供组织细胞功能和分子水平的信息已经成为非常重要的临床前期研究和临床应用的医学影像技术。MRI水分子扩散加权成像（DWI）技术能够提供活体水分子分布、运动的特征信息，已经成为脑、肝脏和前列腺等脏器MRI扫描的常规序列[1]。新的研究结果表明DWI还可能在临床前期药物开发领域发挥作用[1]。但是，随着基础分子生物学、分子医学研究的不断深入，特别是Agre等在1993年发现了水通道蛋白（Waterchannelprotein，WCP），即水孔蛋白（Aquaporins，AQPs）后彻底改变了传统观念上水在细胞膜扩散（被动转运）观念，创立了水在细胞膜主动转运全新理论基础[3-4]。WCP理论的建立对传统DWI成像机理提出挑战，为从分子生物学、分子医学和分子影像技术的角度重新认识，以及扩大DWI的临床应用奠定了基础。本文就MRI水扩散加权成像分子机理研究进展进行介绍。1水扩散和传统观念水扩散成像机理1.1水自由扩散现象悬浮在流体中的微粒受到流体分子与粒子的碰撞而发生不停息的随机运动。物质微观分子随机热运动（弥散或扩散）被称为布朗运动。水中的水分子运动属于布朗运动。纯水中水分子在37°时的扩散系数大约是3×10-3mm2/s
。水是细胞维持人体正常的
生理功能不可缺少的重要组成部分。人体组织中水分子在血液、组织细胞间隙和细胞内的运动也属于布朗运动。生物组织中水的扩散系数比纯水小2~10倍。
1.2传统水扩散成像的原理、方法和影响因素
组织细胞间水分子的布朗运动是传统的MRI-DWI理论基础。传统观念认为这主要是组织中细胞
膜、细胞间质等对水的扩散运动影响，以及水分子在运动过程部分与细胞和细胞间隙组织上大分子交换所致。由于水分子运动距离仅数微米，MRI的系统
分辨力达不到直接检测的目的，但是可以采用间接的方法进行。为测量组织细胞间隙水分子扩散信号，在常规的MR脉冲序列两侧施加两个极性强的、快
速切换的梯度脉冲。第一个梯度脉冲使质子自旋去相位，如果没有水分子的运动，则第二个梯度脉冲可
使其完全复相位。水分子的随机运动造成组织信号减弱，其减弱的程度与水分子运动速度相关。施加梯度的强度和持续时间、间距用扩散敏感度b表示[1-2]
。
496··中国临床医学影像杂志2013年第24卷第7期JChinClinMedImaging,2013,Vol．24,No．7
b＝γ2G2δ2(△-δ/3)，单位为s/mm2。式中γ为氢质子旋
磁比，G及δ分别为弥散梯度脉冲的强度和持续时间，△为2个梯度脉冲起始点的间隔时间。而b值与信号的关系为：s=s0e-bD，s和s0分别是施加扩散梯度信号前后的信号强度，D是水扩散系数。从前述的公式可以看出：b值越小对信号的影响越小，扩散的程度越弱，图像越接近T2图像，含有组织灌注的成分越大；b值越大，信号降低越明显；水分子运动自由度越高，信号降低越明显。所以，弥散信号与b值的大小直接相关。组织信号降低的程度与扩散敏感度b值以及组织内的水分子热运动的自由度有关。根据不同的b值获得图像所测量的信号值就可以计算组织的扩散系数（Diffusioncoefficient，DC），但是运动梯度场对所有的运动都敏感，在体内这个复杂的环境中，不同b值DWI上的组织信号变化除受水分子热运动影响外，还受到体内一些呼吸、心跳、脉搏和微循环变化等的因素影响。这样，直接通过信号值计算所得到的DC不仅仅反映水分子的扩散运动，因而人们将它称为表观弥散系数（Apparentdiffusioncoeffi-cient，ADC）。对于实体瘤大部分肿瘤组织在细胞学上具有生长密集，核浆比高的特点，这使得细胞内和细胞外可供水分子自由扩散运动的空间变小，在弥散成像中弥散运动受限而呈现高的信号，通过测量ADC就能够为探测组织细胞水平微观变化提供可能性。通过监测ADC值可以间接反映肿瘤病灶的微观环境的变化，以达到对肿瘤检测、诊断的目的。1.3DWI在临床应用1986年LeBihan在活体组织进行磁共振弥散图像。1990年Moseley等将其应用于早期脑缺血诊断。此后，在1996年推出了主要用于神经系统的弥散张力成像。早期主要研究局部脏器组织细胞的DWI成像，比如脑的DWI成像。脑受运动的影响比较小，而且含有水分子成分高，所以获得的脑DWI图像也容易被临床接受。脑DWI图像对于脑血管性疾病、脑肿瘤和部分脑神经元退行性变疾病诊断和疗效监测具有重要的价值。最近几年，随着MRI扫描速度和图像质量提高，基于体素不相干运动（In-travoxelincoherentmotion，IVIM）双指数模型脑、肝脏多b值扫描技术得到应用[5]。一般认为小b值<200主要反映组织血流灌注，b值200~1000左右获得ADC主要反映水分子在组织细胞扩散，也被称为水纯扩散图像。王秋实、Luciani等一些研究者的动物实验和临床研究结果表明随着肝硬化程度加重，ADC值明显降低[6-8]。Agnello依据随着b值提高良性病灶信号迅速降低，而恶性病灶仍然能够保持相对高信号机理，选择b值600来鉴别肝脏病灶的良恶性，并取得了满意的临床结果[9]。高b值能够发现
小的、早期的病灶，但是其机理仍然不清楚。
2实验和临床研究结果对传统水DWI原理的挑战
2.1实验和临床结果与传统DWI机理的不一致现象
Annet等以鼠为研究对象（b值0~500），发现鼠
肝脏ADC值与鼠肝脏纤维化程度成负相关（r=-0.712，
P<0.001）[6]。然而，该结果并不能在处死鼠和鼠离体
肝脏组织上重复，即使使用4.7T的MRI也是这样。
作者认为DWI并不能反映肝脏纤维化后水在组织
间扩散受限程度。但是作者并没有解释导致这种结果的原因。Agnello等学者研究的结果发现DWI图
像与所选择b值之间具有相关性[7]
。比如：选择高
b
值可以发现一些小的病灶，而以前认为可以反映扩散的b值确并未发现小的病灶。该结果用简单的水
在组织细胞中扩散是无法解释的。既然ADC值反映
水在组织细胞的扩散，那么为什么ADC值与病灶对
18F-FDG摄取之间有一定程度的相关性？18F-FDG主
要反映细胞功能和对葡萄糖的代谢。
18F-FDG是被
细胞膜葡萄糖转运蛋白特异性转运到细胞内，经过磷酸化形成而滞留于细胞内[1，10-12]。那么水在组织细
胞扩散与细胞对葡萄糖代谢之间有什么内在联系？
也有学者使用ADC值评估肿瘤疗效研究，特别是作者发现治疗过程中病灶ADC值与18F-FLT