DWI和ADC原理及应用课件

DWI、ADC的原理及神经系统临床应用天坛医院田地精1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。精2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。精3DWI显示脑缺血部位精4DWI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精5b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＝γ2G2δ2（Δ－δ/3）——γ代表悬磁比；G代表梯度场强度；Δ代表两个梯度场强间隔时间；δ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）精6表观扩散系数（ApparentDiffusionCoefficient，ADC）精7ADC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。精8ADC正常范围自由水的ADC值大约为2.5×10-3mm2/s正常脑组织的ADC值为0.7～0.9×10-3mm2/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0.4×10-3mm2/s～2.5×10-3mm2/s精9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脑白质病变精10精11精12精13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精14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。脑出血精15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。精16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)精17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0.82～1.24×10-3mm2/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。精18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1.197×10-3mm2/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。精19多发性硬化MS在DWI上信号多变(hyper-,iso-,orhypointense)。强化的病灶在DWI上与白质比呈高信号，而慢性病变为等信号。MS斑块中ADC值升高。我们推测在DWI上，MS斑块表现的高信号是由于T2透过效应所致。精20精21