彌散加權(quán)成像（DWI）原理及其在肝占位性病變中的應(yīng)用

彌散加權(quán)成像（DWI）原理及其在肝占位性病變中的應(yīng)用

彌散加權(quán)成像(Diffusion

Weighted

Imaging,

DWI)是一種在分子運(yùn)動(dòng)水平上，分析病變內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組織成分的無創(chuàng)性功能成像，是研究細(xì)胞和水分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的成像方法，亦是未來微血管灌注和彌散效應(yīng)進(jìn)行活體定量研究的趨勢。

概述彌散（diffusion）的概念彌散是指分子不斷隨機(jī)改變方向和位置的現(xiàn)象，即布朗運(yùn)動(dòng)。普通自旋回波序列基礎(chǔ)上，在180°聚焦脈沖兩側(cè)施加強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間相同，方向相反的擴(kuò)散梯度場，人為在該方向上制造磁場不均勻，造成體素內(nèi)質(zhì)子群失相位。會(huì)出現(xiàn)兩種情況:1、該方向上沒有位移的質(zhì)子不會(huì)受兩次梯度場強(qiáng)的影響，無失相位，表現(xiàn)為高信號(hào)；2、移動(dòng)的質(zhì)子因兩次梯度場引起的相位變化不能相互抵消，而失相位使信號(hào)衰減，表現(xiàn)為低信號(hào)。

MR彌散成像的原理--------------------------------------------------RF180°回波--------------------------------------------------靜止水分子自旋回波擴(kuò)散梯度磁場彌散水分子信號(hào)強(qiáng)度

MR彌散成像的原理

因此，彌散加權(quán)成像(

DWI)是通過測量施加擴(kuò)散敏感梯度場前后組織發(fā)生的信號(hào)強(qiáng)度變化，來檢測組織中水分子擴(kuò)散狀態(tài)（自由度及方向），后者可間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其變化。膜結(jié)構(gòu)的阻擋1正常組織隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的水分子細(xì)胞毒性水腫的組織運(yùn)動(dòng)受限的水分子影響水分子彌散的因素惡性腫瘤細(xì)胞密集生長，使細(xì)胞間水分子運(yùn)動(dòng)受限

腫瘤細(xì)胞

影響水分子彌散的因素膜結(jié)構(gòu)的阻擋2

大分子影響水分子彌散的因素大分子蛋白物質(zhì)的吸附作用大分子蛋白的在磁場中是相對(duì)靜止的，所吸附的水分子運(yùn)動(dòng)受限微血管內(nèi)流動(dòng)血液的影響

炎性細(xì)胞

血管例如：炎性病變時(shí)，炎性細(xì)胞對(duì)水分子的限制被血管內(nèi)流動(dòng)水分子的高彌散抵消影響水分子彌散的因素自由水?dāng)U散越自由=信號(hào)丟失越多，DWI信號(hào)越低自由水?dāng)U散越受限=信號(hào)丟失越少，DWI信號(hào)越高結(jié)論B值為一常數(shù)，由施加的梯度場強(qiáng)參數(shù)控制B值越大對(duì)水分子的彌散運(yùn)動(dòng)越敏感，可引起的信號(hào)衰減越大，DWI圖像上信號(hào)越低計(jì)算公式：擴(kuò)散敏感系數(shù)（b值）B值代表擴(kuò)散敏感系數(shù)；r代表磁旋比；G代表梯度場強(qiáng)度；δ代表梯度場持續(xù)時(shí)間；Δ代表兩個(gè)梯度場間隔時(shí)間

ADC值是不同方向的分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的速度和范圍,它反映水分子移動(dòng)的自由度ADC圖不是一個(gè)獨(dú)立的檢查技術(shù)序列，而是在DWI檢查后，利用工作站處理得到的反映ADC值高低的灰白灰階圖像，ADC值越高，圖像信號(hào)越白；反之，圖像信號(hào)越灰計(jì)算公式：ADC=ln(S高/S低)/(b高-b低)注：S是不同b值時(shí)的DWI信號(hào)強(qiáng)度ADC值與圖像不同b值所測得病變的ADC值不同，應(yīng)當(dāng)選擇合適b值b值小，由于受部分微循環(huán)血流灌注的影響，ADC波動(dòng)范圍較大b值大，忽略血流灌注的影像，ADC值較接近實(shí)際D值（彌散系數(shù)），較穩(wěn)定，但病灶顯示欠清楚，無法選取感興趣區(qū)，影響測量ADC值與b值的關(guān)系擴(kuò)散快的組織信號(hào)衰減大，DWI呈低信號(hào)，而在ADC圖呈高信號(hào)；擴(kuò)散慢的組織信號(hào)衰減小，DWI呈高信號(hào)，而在ADC圖呈低信號(hào)和DWI比較，由于去除了T2穿透效應(yīng)的影響，ADC圖能夠更直觀、更精確的反映組織內(nèi)水分子擴(kuò)散變化ADC值與DWI信號(hào)的關(guān)系

肝囊腫

肝膿腫

肝血管瘤肝癌

注（1）肝囊腫、肝膿腫根據(jù)臨床病歷、影像資料以及隨訪證實(shí)；

（2）肝血管瘤、肝癌根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果、影像資料、以及術(shù)后病理證實(shí)。DWI在肝占位性病變中的應(yīng)用

肝囊腫男，57歲，因“反復(fù)大便習(xí)慣改變3月”入院，上腹部MR提示肝右后葉囊腫。T1WIT2WI動(dòng)脈期延遲期門脈期肝囊腫肝囊腫內(nèi)為自由水，信號(hào)衰減大，b=800時(shí)，DWI圖上為低信號(hào)，ADC圖上為高信號(hào)ADCDWI肝膿腫患者陳某，男，35歲，因“右上腹疼痛5天”入院，上腹部MR提示肝左葉膿腫。T1WIT2WI動(dòng)脈期門脈期延遲期肝膿腫肝膿腫內(nèi)由于致病菌感染引起的肝細(xì)胞和肝臟基質(zhì)破壞，膿腔內(nèi)膿液因粘度高限制了水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致DWI較高信號(hào)，ADC圖較低信號(hào)DWIADC肝血管瘤患者楊某，女，39歲，因“體檢發(fā)現(xiàn)肝占位3天”入院。上腹部MR提示肝右葉血管瘤。。T1WIT2WI動(dòng)脈期門脈期延遲期肝血管瘤

肝血管瘤主要由血竇和纖維間隔組成，血竇內(nèi)充滿血液，分子運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)較快，然而血管腔間隙填充有纖維間隔及基質(zhì)，且血液粘滯度較囊腫高。故低B值（左圖）時(shí)，血流灌注對(duì)圖像影響較大，DWI信號(hào)高信號(hào)，隨著B值（右圖）升高，擴(kuò)散所占比例增加，圖像信號(hào)減低DWIADC肝血管瘤“右肝血管瘤”：海綿狀血管瘤。肝癌患者翁某，男，50歲，因“發(fā)現(xiàn)肝左葉占位病變9天”入院。上腹部MR示肝左外葉肝癌。T1WIT2WI動(dòng)脈期門脈期延遲期肝癌肝癌實(shí)體部分因細(xì)胞結(jié)構(gòu)致密及含水量少等原因，對(duì)DWI梯度變化不敏感，致使DWI呈較高信號(hào)，ADC圖呈較低信號(hào)DWIADC肝癌“左肝切除標(biāo)本”：結(jié)節(jié)型中分化肝細(xì)胞癌，周圍肝呈乙型輕度慢性肝炎伴肝纖維化Ⅰ型（G1、S1）?！白蟾吻谐龢?biāo)本”：結(jié)節(jié)型中分化肝細(xì)胞癌，周圍肝呈乙型輕度慢性肝炎伴肝纖維化