靠譜的磁共振知識科普之—— DWI 序列

夕夕rygph6vbkb 2024-01-03 發(fā)布于海南

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彌散加權(quán)成像 (DWI MRI)/EPI DWI

彌散加權(quán)磁共振成像(DW MRI)提供依賴于水分子隨機微觀運動的圖像對比度，不同病理過程可以極大改變這一運動。

彌散加權(quán)磁共振成像使用T2加權(quán)脈沖序列，并添加兩個等幅相反方向的額外梯度脈沖。這兩個梯度脈沖施加在核自旋激發(fā)和數(shù)據(jù)采集之間。因此，該成像更敏感于額外梯度方向上的水分子運動。額外梯度脈沖導(dǎo)致沿其施加軸的信號強度衰減，與該區(qū)域水彌散成正比。水彌散越大，信號衰減越大，圖像越暗。例如在腦掃描中，缺血性梗死區(qū)因血流減少表現(xiàn)出水彌散減小。因此，這些區(qū)域在彌散加權(quán)圖像上呈高信號(明亮)。

彌散加權(quán)圖像上的水信號衰減幅度取決于兩個因素：水分子的平移運動和彌散加權(quán)量。后者根據(jù)梯度脈沖的強度、持續(xù)時間和間隔時間而變化。水彌散敏感度由梯度因子 “b” (秒/平方毫米)定義。“b”值越高，彌散加權(quán)成像敏感度越好 (彌散加權(quán)序列通常使用3-4個“b”值：b50、b500、b1000和b1400)。

除了彌散加權(quán)原始數(shù)據(jù)圖像，還有一種呈現(xiàn)彌散數(shù)據(jù)的方式，即水的表觀彌散系數(shù)(ADC)圖。這些圖是從彌散加權(quán)圖像采集后計算出的。

MRI DWI 圖像表現(xiàn)

MRI中b0和b1000值的DWI(彌散加權(quán)成像)圖像提供不同的組織特征信息。

b0圖像：b0圖像通常稱為“基線”圖像，在不加彌散加權(quán)條件下獲得。它捕捉組織固有的信號強度，不受水彌散方向性影響。在b0圖像中，組織呈現(xiàn)其自然信號強度，類似T2加權(quán)圖像。該圖像作為與彌散加權(quán)圖像比較的參考。
b1000圖像：b1000圖像在更高彌散加權(quán)條件下獲得，對水分子運動更敏感。在水彌散受限或阻礙的區(qū)域，如細胞結(jié)構(gòu)，b1000圖像上的信號強度可能呈高信號 (明亮)。這種效應(yīng)在高細胞性區(qū)域尤為突出，如腫瘤或炎性組織，受限彌散導(dǎo)致信號增強。

b0和b1000圖像對比有助識別組織微結(jié)構(gòu)改變區(qū)域。與b0圖像相比，b1000圖像上信號增強的區(qū)域可能表示受限彌散區(qū)，潛在代表病理改變。這一信息在神經(jīng)學(xué)和腫瘤學(xué)等領(lǐng)域特別有價值，DWI圖像有助根據(jù)組織彌散特性識別腫瘤、卒中和出血等情況。

ADC映射MRI圖像表現(xiàn)

表觀彌散系數(shù)(ADC)映射是利用彌散加權(quán)磁共振成像(DW MRI)的數(shù)據(jù)制作的專門圖像。ADC值對應(yīng)給定組織中的水分子的表觀彌散系數(shù)，展示這些分子在組織內(nèi)分散和穿越的速率。生物組織內(nèi)的細胞密度、細胞障礙和微結(jié)構(gòu)等因素會影響水分子的運動。這導(dǎo)致不同組織和不同條件下ADC值的變異。

ADC值高的區(qū)域：在水彌散高的區(qū)域，如體液或細胞結(jié)構(gòu)更少的區(qū)域，ADC值更高。在ADC映射上，這些區(qū)域通常呈現(xiàn)更亮或顏色更淺。例如，腦內(nèi)腦脊液充滿的空間或囊性結(jié)構(gòu)可能表現(xiàn)出較高的ADC值，在映射上呈現(xiàn)亮信號。
ADC值低的區(qū)域：水彌散受限的組織，通常因細胞增多或緊湊，具有低ADC值。在ADC映射上，這些區(qū)域較暗。卒中、腫瘤、炎癥區(qū)及細胞增殖區(qū)的ADC值可能較低，反映水分子活動受限。

顱腦 DWI 圖像

DWI MRI中的病理表現(xiàn)

MRI中的彌散加權(quán)成像(DWI)可通過對組織內(nèi)水分子運動的敏感性展示各種醫(yī)學(xué)病癥中的特異性病理表現(xiàn)。以下是不同病變在DWI MRI上的一些表現(xiàn)示例：

急性缺血性卒中：在缺血性卒中，腦某部分血流缺失時，受累區(qū)域?qū)@示受限彌散，原因是細胞腫脹和水分子運動降低。這在DWI上表現(xiàn)為高信號(明亮)區(qū)域，表示彌散度降低和信號強度增高。
腦膿腫：在膿腫性腦膿腫中，膿液聚集的感染灶中心通常在DWI上呈高信號，這是由于膿液高黏性導(dǎo)致的受限彌散。周圍水腫也可能因組織微結(jié)構(gòu)受損而顯示信號增高。
腦腫瘤：不同類型的腦腫瘤在DWI上的表現(xiàn)各異。一般來說，高細胞性腫瘤如膠質(zhì)瘤可能表現(xiàn)出受限彌散，在DWI上呈高信號。這可以幫助區(qū)分腫瘤組織和周圍正常腦組織。
多發(fā)性硬化(MS)灶： MS灶涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥和脫髓鞘，其DWI表現(xiàn)根據(jù)疾病階段和特征而異。活動期灶可能因炎癥和受限彌散而呈高信號，而慢性期灶可能因細胞密度降低而呈低信號。
急性創(chuàng)傷：在急性顱腦創(chuàng)傷如挫傷或出血中，DWI可以顯示與受損組織對應(yīng)的受限彌散區(qū)。出血區(qū)可能因含血產(chǎn)物和組織完整性受損而呈高信號。
淋巴瘤和轉(zhuǎn)移瘤：一些腫瘤如淋巴瘤和轉(zhuǎn)移灶可能因細胞增多在DWI上呈高信號。但是表現(xiàn)會因腫瘤類型、大小和位置不同而變化。