DWI在脑肿瘤评价方面的应用

1、弥散弥散（diffusiondiffusion）的概的概念念 弥散是指分子不断随机改变方向和位置的现象，弥散是指分子不断随机改变方向和位置的现象，即即布朗运动布朗运动。所有分子在高于绝对零度时都有布所有分子在高于绝对零度时都有布朗运动朗运动v DWI提供真实描述组织水分子扩散提供真实描述组织水分子扩散相对速度的图象对比相对速度的图象对比v 与传统的与传统的MRMR技术不同，它主要依赖技术不同，它主要依赖于水分子的运动而不依赖于自旋质子密于水分子的运动而不依赖于自旋质子密度、度、T1T1或或T2T2v DWI DWI提供了一种新的影像对比提供了一种新的影像对比DWI（diffusion weig

2、hted Imaging）概述概述在自旋回波在自旋回波T2WIT2WI的基础上，在某一方向上施加一对大小相等、方向相反的梯度的基础上，在某一方向上施加一对大小相等、方向相反的梯度脉冲脉冲如果水在体素内能自由移动（扩散），则此处会失相位，因此信号降低。反之如果水在体素内能自由移动（扩散），则此处会失相位，因此信号降低。反之如果水的弥散受限制则很少失相位，因此信号较高如果水的弥散受限制则很少失相位，因此信号较高在相应的方向上测量水分子的运动。在相应的方向上测量水分子的运动。MR弥散成像的物理基础弥散成像的物理基础扩散梯度扩散梯度EPI-DWI EPI技术是目前临床应用最快的扫技术是目前临床应用最快

3、的扫 描技术描技术 EPI扩散成像是临床最常用、最实扩散成像是临床最常用、最实用的扩散成像技术。用的扩散成像技术。计算公式计算公式S2=S1exp(-b .ADC)ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2) S1、S2 不同不同b b值时的值时的DWIDWI信号强度信号强度 exp 指数函数指数函数 b 扩散敏感系数扩散敏感系数 ADC 表观弥散系数表观弥散系数 DWI参数参数扩散敏感系数扩散敏感系数b成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反映弥散加权的程度，单位成像序列对弥散运动表现的敏感程度，反映弥散加权的程度，单位s/mms/mm2 2与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和间隔时间有关。目前设

4、备提供的与施加的弥散敏感梯度场强、持续时间和间隔时间有关。目前设备提供的b b值值为为0 010000s/mm10000s/mm2 2水分子的弥散敏感性随着水分子的弥散敏感性随着b b值的增加而增加，但图像信噪比则相应地下降。常值的增加而增加，但图像信噪比则相应地下降。常用用b b值为值为1000 s/mm1000 s/mm2 2 Apparent diffusion coefficient 表观扩散系数是不同方向的分子弥散运动的速度和范围。表观扩散系数是不同方向的分子弥散运动的速度和范围。ADCADC反映水分子反映水分子移动的自由度。移动的自由度。 ADCADC值主要根据值主要根据DWIDW

5、I图像上的信号强度的变化来计算图像上的信号强度的变化来计算 ADC=ln(S2/S1)/(b1-b2)表观扩散系数表观扩散系数ADCADC值与值与DWI信号的关系信号的关系 ADC ADC值与值与DWIDWI信号呈负指数关系信号呈负指数关系 ADCADC值下降，值下降，DWIDWI像呈高信号扩散受限像呈高信号扩散受限 DWIDWI像上高信号不一定预示像上高信号不一定预示ADCADC值下降。值下降。 T2T2穿透效应穿透效应DWI信号与信号与ADC图信号相反图信号相反ADCDWI基本概念T2T2穿透效应穿透效应当受检组织的当受检组织的T2T2值明显增高时值明显增高时, ,会在会在DWIDWI上有

6、明显的上有明显的T2T2图象对比存在，称之图象对比存在，称之为为T2T2穿透效应，这可能造成扩散受限的假阳性表现。穿透效应，这可能造成扩散受限的假阳性表现。重建指数图像重建指数图像( (假假DWIDWI或或T2T2纠正过的纠正过的DWI)DWI)或或ADCADC图均可消除图均可消除DWIDWI的残余的残余T2T2效应效应DWI T2T2穿透效应及其消除穿透效应及其消除假-DWIADC map胶质母细胞瘤胶质母细胞瘤T1WI C+影响水分子弥散的因素影响水分子弥散的因素膜结构的阻挡膜结构的阻挡大分子蛋白物质的吸附大分子蛋白物质的吸附微血管内流动的血液微血管内流动的血液DWIDWI上高信号的病灶（

7、上高信号的病灶（1 1） 细胞毒性水肿细胞毒性水肿 p 神经元神经元/ /胶质细胞胶质细胞水肿水肿 急性脑梗死急性脑梗死 脑外伤脑外伤 缺血缺氧性脑缺血缺氧性脑病病p 髓鞘髓鞘水肿水肿 MSMS急性期，中毒性脑病（急性期，中毒性脑病（coco中毒），中毒），代代 谢性脑病（谢性脑病（ALDALD）p 轴索轴索水肿水肿 弥漫性轴索损伤（弥漫性轴索损伤（DAIDAI） WallerianWallerian变性变性DWIDWI上高信号的病灶（上高信号的病灶（2 2）细胞密度高、细胞外间隙小细胞密度高、细胞外间隙小 淋巴瘤淋巴瘤，原始神经外胚层肿瘤等，原始神经外胚层肿瘤等 粘滞度高粘滞度高 脑脓肿脑脓

8、肿 表皮样囊肿表皮样囊肿脑肿瘤不同成分的脑肿瘤不同成分的ADCADC值值v 早期肿瘤坏死（未液化者）早期肿瘤坏死（未液化者） ADCADC值值,= 正常脑实质正常脑实质v 肿瘤坏死（已液化者）或囊性变肿瘤坏死（已液化者）或囊性变 ADCADC值接近值接近CSFCSF的的SISIv 伴大量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿伴大量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿 ADCADC值值 ,= 正常脑实质正常脑实质v 无或伴少量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿无或伴少量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿 ADCADC值值正常脑实质者正常脑实质者。 DWI在颅内占位性病变中的应用在颅内占位性病变中的应用DWIDWI在颅内占位性病变中的应用在颅内占位性

9、病变中的应用 表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别别 肿瘤坏死与脓肿的鉴别肿瘤坏死与脓肿的鉴别 脑膜瘤恶性程度的鉴别脑膜瘤恶性程度的鉴别 淋巴瘤的诊断淋巴瘤的诊断表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别常规常规MRMR通常不能可靠地鉴别二者，均表现通常不能可靠地鉴别二者，均表现为为T1WIT1WI低信号和低信号和T2WIT2WI高信号改变高信号改变表皮样囊肿在表皮样囊肿在DWIDWI上表现为高信号上表现为高信号蛛网膜囊肿囊液的蛋白含量较多在蛛网膜囊肿囊液的蛋白含量较多在DWIDWI图像图像上类似脑脊液，表现为低信号上类似脑脊液，表现为低信号表皮样囊肿切除后，在

10、表皮样囊肿切除后，在DWIDWI图上低信号充满图上低信号充满脑脊液的囊腔与高信号的残留组织很容易脑脊液的囊腔与高信号的残留组织很容易区别区别表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别表皮样囊肿与蛛网膜囊肿的鉴别蛛网膜囊肿表皮样囊肿脑胶质瘤、转移瘤囊变脑胶质瘤、转移瘤囊变/坏死和脑坏死和脑脓肿的鉴别脓肿的鉴别 肿瘤生长迅速肿瘤生长迅速, ,病变中心缺血等引起坏死，坏死灶病变中心缺血等引起坏死，坏死灶中的细胞数量少中的细胞数量少, ,液体清亮液体清亮, ,黏稠度低黏稠度低, ,在在DWIDWI像上像上表现为低信号。表现为低信号。 脓肿的脓液主要含有细菌、炎性细胞、黏蛋白、脓肿的脓液主要含有细菌、炎性细胞、黏蛋白

11、、细胞碎屑等细胞碎屑等, ,较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制较高的黏稠度和大量的炎性细胞限制了水分子的运动了水分子的运动, ,因此因此DWIDWI上呈高信号上呈高信号T2WIT1cDWIADC坏死液化胶坏死液化胶质母细胞瘤质母细胞瘤的的DWIDWI表现表现坏死囊变脑转移瘤坏死囊变脑转移瘤DWI表现表现 肿瘤中央肿瘤中央DWIDWI为低信号，平均为低信号，平均ADCADC值为值为1.81.81010- -3 3mmmm2 2/s/s脑脓肿包膜期脑脓肿包膜期DWI表现表现脓腔脓腔DWIDWI呈高信号，呈高信号，ADCADC平均值平均值0.600.60 10-3mm2/s10-3mm2/s脑脓肿吸收

12、期及脑脓肿吸收期及DWI表现表现DWIDWI信号逐渐减低，信号逐渐减低，ADCADC平均值平均值1.461.461010-3 -3 mm2/smm2/s良、恶性脑膜瘤的鉴别良、恶性脑膜瘤的鉴别脑膜瘤在脑膜瘤在DWIDWI上信号不定上信号不定多数良性脑膜瘤在多数良性脑膜瘤在DWIDWI上为等信号，仅有上为等信号，仅有23%23%表现为略高信号，表现为略高信号，ADCADC正常或正常或略有升高略有升高恶性脑膜瘤在恶性脑膜瘤在DWIDWI上多呈明显高信号，上多呈明显高信号，ADCADC值降低。值降低。良性脑膜瘤图像良性脑膜瘤图像 T2WI T1+C DWI（等信号）（等信号）脑脑 膜膜 瘤瘤 伴伴

13、脑脑 浸浸 润润T2FLAIRT1WI + C常规常规MRIMRI显示为良性脑膜瘤的表现。显示为良性脑膜瘤的表现。DWIDWI上为高信号，上为高信号，ADCADC值降低提示细胞密度较高值降低提示细胞密度较高 DWIADC图淋巴瘤淋巴瘤 DWI淋巴瘤的强化部分在淋巴瘤的强化部分在DWIDWI上通常为高信号上通常为高信号组织学检查可见细胞密度高，细胞外间隙小，这些表现与组织学检查可见细胞密度高，细胞外间隙小，这些表现与DWIDWI高信号高信号相关。相关。淋巴瘤淋巴瘤病灶病灶T1T1增强显示明显强化，增强显示明显强化，DWIDWI上也为高信号上也为高信号T1+CDWIT1WIT1+CT2FLAREA

14、DC淋巴瘤淋巴瘤病灶病灶T1T1增强显示均匀强化，增强显示均匀强化，ADCADC图上显示弥散受限图上显示弥散受限ADC范围范围平均ADC特殊I级级1.3021.9211.3021.9211.6591.659DNT2.546II级级1.2701.7761.2701.7761.5301.530中枢神经细胞瘤1.009III级级1.0451.5761.0451.5761.2451.245IV级级0.7691.4220.7691.4221.0791.079PNET0.835淋巴瘤淋巴瘤0.5041.0670.5041.0670.7250.725脑膜瘤脑膜瘤0.7962.6770.7962.6771.0

15、361.036与恶性程度及亚型无关与恶性程度及亚型无关转移瘤转移瘤0.8871.5810.8871.5811.1491.149常见脑肿瘤的ADC 值 FumiyukiDWIDWI上高信号的病灶（上高信号的病灶（1 1） 细胞毒性水肿细胞毒性水肿 p 神经元神经元/ /胶质细胞胶质细胞水肿水肿 急性脑梗死急性脑梗死 脑外伤脑外伤 缺血缺氧性脑缺血缺氧性脑病病p 髓鞘髓鞘水肿水肿 MSMS急性期，中毒性脑病（急性期，中毒性脑病（coco中毒），中毒），代代 谢性脑病（谢性脑病（ALDALD）p 轴索轴索水肿水肿 弥漫性轴索损伤（弥漫性轴索损伤（DAIDAI） WallerianWallerian变

16、性变性DWIDWI上高信号的病灶（上高信号的病灶（2 2）细胞密度高、细胞外间隙小细胞密度高、细胞外间隙小 淋巴瘤淋巴瘤，原始神经外胚层肿瘤等，原始神经外胚层肿瘤等 粘滞度高粘滞度高 脑脓肿脑脓肿 表皮样囊肿表皮样囊肿脑肿瘤不同成分的脑肿瘤不同成分的ADCADC值值v 早期肿瘤坏死（未液化者）早期肿瘤坏死（未液化者） ADCADC值值,= 正常脑实质正常脑实质v 肿瘤坏死（已液化者）或囊性变肿瘤坏死（已液化者）或囊性变 ADCADC值接近值接近CSFCSF的的SISIv 伴大量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿伴大量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿 ADCADC值值 ,= 正常脑实质正常脑实质v 无或伴少量肿瘤细胞浸润的瘤周水肿无或伴少量肿瘤细胞浸润的