DWI原理及临床应用

就越差。
•b值越小，施加的正反两个梯度的强度就越小，对
弥散探测就越不敏感。但整个图像的信号就越高，
SNR就越好。
•在头部，b值一般为1000左右。在体部，b值一般为
300-800。
影响弥散的因素
在活体中，弥散受组织 结构、生化特性影响外， 还受多种生理因素影 响：如心脏搏动、呼吸、 灌注、肢体移动，所以 用表观弥散系数（ADC） 来描述活体弥散成像中 的弥散状况。
DWI图
ADC图
DWI图
❖ 多发腔隙性脑梗死灶中发现新发病灶
T2WI
常规DWI
DWI能早期发现深部脑
白质穿支小动脉闭塞所
致细胞毒性水肿，尤其
是能从不同时期多发腔
隙性梗死灶中鉴别出急
性期病灶，以指导临床
ADC
eADC
治疗。
左图示双侧基底节区散在多 发小腔隙性脑梗死灶，其中 左侧内囊膝部病灶为本次新 发病灶。
急性脑梗塞－DWI早期发现病变
•急性脑梗塞病人， 有明显症状。 •在T2, T1, FLAIR图像 上都未见异常。DWI 上清晰显示病灶区。
急性脑梗死－不同部位脑梗死（1）
DWI图
ADC图
T2WI
M
DWI
27Y
4
AD C
急性脑梗死（2）
• 大面积脑梗死举例
T2WI
DWI
3DTOF
亚急性脑梗死
地反映病变或组织的
3
4 水分子扩散情况。
病理基础
A
B
正常组织细胞毒性水肿的源自织随机运动的水分子---低信号 运动受限的水分子---高信号
病理基础
细胞坏死崩解组织 水分子运动不受限制
DWI仍然是高信号！！！
T2穿透效应
DWI
弥散
T2
•弥散加权图像包含有T2、弥散变化的综合信息，我们 把T2的对比度在弥散图像上反映的现象称为透过效应 （shine through)，造成弥散受限假阳性表现。 •消除T2穿透效应的方法有两种： 即ADC值，EDC值（指 数弥散系数值）
DWI图
图1～3：右基底节区超急性脑出血，DWI呈混杂不均高信号， ADC伪彩图示不均匀弥散受限；图4～6：小脑半球急性脑梗死， DWI呈明显均匀高信号，ADC伪彩图示弥散受限。
T1WI
DWI图
DWI图
ADC图
右侧额叶脑挫裂伤21天
DWI对急性脑梗死与脑出血的鉴别
• 急性期血肿(<24h) DWI为不规则高低混杂信号, ADC伪彩图示弥散不均匀受限。可能由于急性血肿 内主要为氧合血红蛋白,红细胞尚完整,去氧血红蛋 白在逐渐增多,这时细胞内外铁分布不均匀造成局 部磁化率不一致而导致信号不均。
ADC值
• 弥散的程度可以量化，常用表观弥散系数 （apparent diffusion coefficients, ADC）值来 表示，ADC=Ln（S2/S1）/ [b1－b2]，用图像表 示即ADC伪彩图。
• ADC值能真实反映病变的弥散程度。ADC值 与DWI图像信号呈负指数关系，ADC值增大， 代表水分子弥散加。
9
ADC
－
＝
DWI(b=1000)
T2(b=0)
ADC
DWI
ADC伪彩图
灰质在常规DWI像上呈等信号，白质呈略低信号，在 ADC伪彩图上灰质较白质弥散稍快。
ADC伪彩图：ADC伪
彩图本质是由不同色
彩的深浅来代表ADC
值大小的形态学表现
，这种形态学表现仅
1
2 与病变本身的ADC值
有关，而与病变的T2 值或T1值无关，因此 ADC伪彩图更能真实
DWI原理
1800 900
回波
TE
time
磁共振弥散成像在原有脉冲序列的基础 上加上一对梯度脉冲，此对梯度正好大 小相同，方向相反。
DWI原理
• DWI公式：S2=S1 ×exp (-bD) • S2、S1为不同b值时的DWI信号；b：弥散
敏感系数；D：弥散系数 • DWI信号的影响因素：主要有弥散敏感系
• 急性脑梗塞由于细胞毒性水肿，DWI表现为均匀高 信号，ADC伪彩图示弥散明显较均匀受限。
28
ADC－脑梗死的演变过程
1W
2W
3W
4W
ADC值下降
ADC值升高
急性脑梗死（3）
• DWI高信号机制：
– 脑梗死病生 – 细胞源性水肿（数秒）
正常脑组织水分子布朗运动 细胞内水肿水分子运动受限
– 血管源性水肿（数小时-数天， 无弥散受限）
DWI在脑梗死中的演变
急性、超急性期脑梗死: 脑动脉阻塞后，缺血中 心区脑组织严重缺血，数分钟内出现不可逆损伤， 即细胞毒性水肿。DWI能超早期（发病30min） 发现严重缺血中心区，在常规DWI上呈明显高信 号，ADC图示弥散明显受限。 ADC值演变：5-10d ADC值逐渐接近正常， DWI 高信号；10d –数月， ADC值大于正常， DWI信 号降低。
T2WI
常规DWI
ADC
1
2
3
图1～3：左枕部长T2信号（囊性）病变，由于T2透过效应，在常 规DWI上呈明显高信号，但ADC伪彩图示扩散稍加快。
一 、正常人群脑组织的ADC值
两侧大脑半球相同部位ADC值无统计学差异。 卢 洁,李坤成.中国医学影像技术,2003,19(8):975-977
卢 洁,李坤成.中国医学影像技术,2003,19(8):975-977
二、DWI高信号病变的鉴别诊断
DWI弥散受限原因
➢细胞毒性水肿（急性脑梗死） ➢细胞密度增加（淋巴瘤、髓母细胞瘤、原
始外胚层肿瘤） ➢组织粘性增加（脓肿、表皮样囊肿） ➢兴奋性脑损伤（谷氨酸）
ADC
• 表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient, ADC) • 缺氧脑组织水分子由细胞外转移到细胞内 • 急性脑梗死DWI高信号，而ADC降低
数、弥散系数、T2穿透效应、 各向异性以 及扫描序列等 • DWI常用SE-EPI序列来完成，该序列成像 迅速，减少运动伪影， 增加对分子运动所 致信号变化的敏感性
原理－b值
1 8
0
•b值是一个反应在序列中施加梯度大小的量0 度值。
•b值越大，施加的正反两个梯度的强度就越大，对
弥散探测就越敏感。但整个图像的信号就越低，SNR
DWI原理及临床应用
内容提要
➢一、DWI原理 ➢二、DWI在中枢神经系统的临床
应用
一、DWI原理及有关概念
什么是弥散（Diffusion)
水分子随机、无规律的 热运动，即布朗运动。
什么是弥散系数(Diffusion Coefficiece)
衡量水分子弥散的程度。 弥散系数越大，单位时 间内水分子随机运动的 距离越大。