DWI和ADC圖的臨床應用探討 同仁醫院影像中心付琳 彌散加權成像 DWI 是MR新近發展的一種成像技術 它對水分子的隨機運動 布朗運動 非常敏感 當水分子彌散正常時 其圖像顯示等信號改變 當水分子彌散受限制時 DWI上就會出現異常高信號 DWI上組織的信號強度影響因素1 擴散敏感梯度場的強度2 擴散敏感梯度場持續時間3 兩個擴散敏感梯度場的間隔時間4 組織中水分子的擴散自由度 擴散敏感梯度場參數稱之為b值B值 2G2 2 3 代表懸磁比 G代表梯度場強度 代表兩個梯度場強間隔時間 代表梯度場強持續時間 DWI在臨床上最常用于超急性腦梗死的診斷和鑒別診斷目前 DWI開始廣泛引用于MS的活動病灶 部分腫瘤 血腫 肉芽腫及膿腫等病變的診斷另外 其他臟器如 肝臟 腎臟 乳腺 脊髓及骨髓等可以進行DWI 提供一定的信息 急性缺血性腦梗死是一種致死率和致殘率均高的常見疾病 影像學的早期診斷有利于盡早挽救可逆性缺血性壞死腦組織 對于指導臨床治療具有非常重要的意義 常規MRI檢查技術不能充分顯示缺血的范圍和嚴重程度 新發展的彌散加權成像 DWI 對急性期 特別是超急性期腦缺血的檢測表現出極大的優勢 為溶栓和神經保護提供了直觀 個體化的影像學信息 在腦梗塞的超急性期及急性期 病變區的病理變化是細胞毒性水腫 缺血區的含水量沒有變化 僅僅是細胞內外含水量發生了變化 常規MRI檢查往往無陽性表現 DWI的信號強度大小由表觀彌散系數 ADC 進行定量測定 通過ADC值的變化可以反映缺血過程的變化以及不同缺血區域的演變規律 研究表明 從缺血區邊緣帶到梗塞中心 ADC值逐漸降低 早期出現ADC值下降的缺血組織最終演變為不可逆性恢復的梗死灶 DWI可以鑒別可逆性及不可逆性缺血組織 有助于挽救頻死的缺血半暗帶組織 已經證實一些患者在缺血癥狀后2小時給予靜脈溶栓 DWI異常信號范圍可以明顯縮小 甚至完全消失 在腦缺血癥狀發生后24小時之后 DWI也可以提供其他更有價值的信息 因為DWI對急性期細胞那腫脹所致的細胞毒性水腫敏感 而對慢性期腫脹細胞破裂水分子再度彌散所致的間質性水腫不敏感 故在急性期DWI表現為高信號 在慢性期表現為等信號 DWI對急性及亞急性腦缺血的敏感度及特異度可達88 100 和86 100 對CT及T2WI不可鑒別的急慢性缺血 DWI鑒別診斷的敏感度和特異度分別可達95 和94 DWI可用于判斷臨床預后 明顯的彌散下降預示缺血發展為不可逆性的梗死的危險性增加 彌散正常而臨床缺血癥狀較重 常由TIA引起 DWI與T2FLAIR成像方式相結合 可更好的區分急性 亞急性及慢性水腫 DWI可顯示急性期細胞毒性水腫 不能顯示血管源性水腫和間質性水腫 T2FLAIR成像方式正好與之相反 急性期 DWI圖像上病灶為高信號 而T2FLAIR為等信號 慢性期 DWI圖像上病灶為等信號 T2FLAIR上病灶為高信號 在亞急性期 因為同時存在細胞毒性水腫和其他類型的水腫 在DWI及T2FLAIR上均呈高信號 但DWI上的信號強度較急性期有所下降 急性缺血性病變的特點是DWI上呈高信號 而ADC值降低 最為大家所接受的解釋是 腦血流的阻斷引起病變組織能量代謝和質子泵的障礙 數分鐘內 這種改變引起大量的水分子從細胞外進入細胞內 細胞毒性水腫 從而在DWI上產生典型的 高信號 一小時內的急性腦梗死ADCvalue 0 48x10 3mm2 sec 右側大腦中動脈的急性栓塞 在T2WI上 可見到散在的點狀高信號影 在DWI上可見到枕葉小點狀高信號 伴有ADC值的中度下降 0 48x10 3mm2 sec 在大腦中動脈的供血區可見到顯著的灌注缺損區 6小時后的急性腦梗死 廣泛的灌注缺損區 伴有小部分 半暗帶 病變發作4小時后的急性腦梗死 與靜脈性梗塞的鑒別診斷動靜脈的急性梗塞鑒別診斷應用常規MR成像 T2WI T2FLAIR DWI或PWI 或MRA 比較困難 靜脈栓塞在DWI上呈高信號 其ADC值略下降 靜脈梗塞的患者也伴有灌注異常 而且MRA正常并不能排除動脈栓賽 小的動脈分支或早期血管重建再灌注 影像表現與顯著的細胞毒性水腫一致 廣泛的血管源性水腫 2020 1 29 41 可編輯 鑒別診斷要點 臨床表現 動脈栓塞的急性發作比較典型 靜脈竇栓賽的患者 其表現更為隱匿 通常以嚴重頭痛和 或癲癇發作為首要表現 早期出血 尤其是鄰近靜脈竇附近的部位 而急性動脈栓塞少見 伴有上述一項或兩項 再行MRV或CTV 急性缺血性腦梗死與腦膿腫的鑒別診斷在大腦炎早期階段 T2WI上病變呈邊界不清的皮層下高信號影 增強后病變輕微強化 病變周圍有等或低信號的水腫區 鑒別診斷較為困難 鑒別要點 臨床表現 缺血性腦梗死的急性發作 腦實質造影劑吸收 缺血性腦梗死少見 ADC值 據報道腦膿腫的ADC值常常低于缺血性腦梗死的ADC值的 50左右 病變在DWI和ADC圖上的信號改變類似急性腦梗死 T2WI和增強的T1WI顯示病變隱約可見囊狀結構形成 據報道 MS在DWI上信號多變 hyper iso orhypointense 強化的病灶在DWI上與白質比呈高信號 而慢性病變為等信號 MS斑塊中ADC值升高 而表現為正常信號的MS患者 其腦白質ADC值也下降 因此 我們推測在DWI上 MS斑塊表現的高信號是由于T2shine through效應所致 多發性硬化 MS 在T2FLAIR上還可看到2個小斑塊影 活動性斑塊的ADC值升高 該均勻強化的病變在DWI上呈高信號 其ADC值升高 sensitizingdirection z sensitizingdirection x 未強化的小斑塊在DWI和ADC圖上未顯示皮質脊髓束 偶爾 在DWI上呈高信號的斑塊 尤其是均勻強化的病變 ADC值下降 推測這些ADC值下降的均勻強化斑塊可能是處于極早期的病變 炎性反應活躍 而且沒有明顯的脫髓鞘改變 腦膜瘤的DWI信號強度多變 hyper iso orhypointense 絕大多數良性腦膜瘤在DWI和ADC圖上呈等信號 僅僅23 的良性腦膜瘤表現為稍高信號 而惡性腦膜瘤在DWI上信號強度明顯增高 ADC圖信號降低 其ADC值下降 腦膜瘤 I該腦膜瘤在DWI上呈高信號 而ADC圖上呈等或略的信號 ADC值為0 39 0 46x10 3mm2 sec 對側腦實質為0 61 0 63x10 3mm2 sec 伴有皮層下梗死的鈣化腦膜瘤 DWI和相應的ADC圖上呈低信號 ADC值為0 21 0 75x10 3mm2 sec DWI與T2FLAIR結合 有利于腦梗塞與腦腫瘤 腦白質等病變的鑒別診斷 腫瘤瘤體在DWI上顯示為高信號或低信號 高信號一般表示瘤細胞的水腫和新鮮壞死 低者常提示出血或鈣化 腫瘤引起的水腫為血管源性水腫 在T2FLAIR上為高信號 難以與梗死相鑒別 而DWI上呈等信號或僅見瘤體內的混雜信號 膠質瘤在DWI上的信號強度多變 hyper iso orhypointense 有時 膠質瘤在DWI上呈高信號 而其ADC值下降 可能是細胞外間隙容積變小 或者無下降 可能是T2 shine through 效應所致 膠質瘤 多形性膠質母細胞瘤 膠質母細胞瘤的非壞死部分在DWI上呈稍高信號 T2shine through效應 在DWI上 瘤周血管源性水腫與白質比呈等信號 這是由于水腫組織內的彌散值增高 低信號 被水腫引起的T2值延長 高信號 的效應所抵消 瘤周水腫CSF及腫瘤的壞死成分在ADC圖上均呈高信號 彌散值增高 多形性膠質母細胞瘤壞死囊變區ADCvalues 1 65 2 62x10 3mm2 sec 腦膿腫中心ADCvalues 0 27 0 64x10 3mm2 sec 轉移瘤腫瘤實質ADCvalues 0 82 1 24x10 3mm2 sec腫瘤壞死囊變區ADCvalues 2 62x10 3mm2 sec 據報道轉移瘤在DWI上呈等或稍高信號 而其ADC值范圍約為0 82 1 24x10 3mm2 sec 轉移瘤的非壞死部分在DWI上信號多變 通常為iso 或hypointense 偶爾呈hyperintense 轉移瘤的壞死部分在DWI上為顯著低信號 ADC值明顯升高 轉移瘤 轉移瘤 theADCvalue 1 0 76x10 3mm2 sec 2 0 73x10 3mm2 sec 表皮樣囊腫在T1WI T2WI上 與CSF相比呈等或稍高信號 應用常規T1 T2很難判斷腫瘤延伸的范圍 在T1WI上 表皮樣囊腫呈明顯的高信號 很容易與CSF和蛛網膜囊腫區別開來 據報道表皮樣囊腫平均ADC值為1 197x10 3mm2 sec 腫瘤的ADC值與腦灰質和白質類似 表皮樣囊腫在DWI上呈現的高信號可能是由于T2shine through效應所致 表皮樣囊腫 伴有腦膜瘤的蛛網膜囊腫 與蛛網膜囊腫鑒別診斷DWI上 這兩種病變很容易區別 表皮樣囊腫呈高信號 而蛛網膜囊腫呈低信號影 鑒別診斷要點 DWI ADC圖 CISS成像和T2FLAIR表皮樣囊腫沿著CSF間隙呈匍形生長 包繞動脈和顱神經 而蛛網膜囊腫具有占位效應 壓迫周圍結構 據報道 肉芽腫在DWI上呈高信號 其ADC值 0 39x10 3mm2 sec 降低 肉芽腫 部分肉芽腫在DWI上呈高信號 而其ADC值與腦白質類似 與轉移瘤相鑒別無論是常規MRI還是DWI 都難以把腦內結節狀轉移瘤與大腦的肉芽腫相鑒別開來 結節狀轉移瘤在DWI上常表現為高信號 其ADC值下降 可能與富含細胞和 或出血有關 該轉移瘤經組織病理學檢測證實 來源于小細胞肺癌的富含細胞結構的病變 皰疹性腦炎的特點是病變在DWI上呈高信號 其ADC值下降 約為正常腦實質的48 66 在隨訪中發現 這些病變最后都演變為腦軟化灶 皰疹性腦炎 在T2WI上 顳葉和海馬區可見不均勻的高信號影 平掃T1WI上 病變內可見稍高信號 出血 增強后的T1WI 顳葉呈不對稱的腦回狀強化 帶狀腦回 這是皰疹性腦炎的典型表現 皰疹性腦炎和浸潤性膠質瘤的鑒別診斷 病變在DWI上的高信號和ADC值下降與皰疹性腦炎符合生物學檢測 聚合酶鏈反應檢測 皰疹性腦炎和急性缺血性腦梗塞在DWI上還難以鑒別 鑒別要點 臨床表現 缺血性腦梗死的急性發作 而皰疹性腦炎病程更表現為漸進性 生物學檢測 聚合酶鏈反應檢測 超急性腦出血 細胞內氧飽和血紅蛋白 和亞急性腦出血晚期 細胞外正鐵血紅蛋白 在DWI上均呈高信號 據報道在超急性期其ADC值下降或正常 而亞急性期晚期則升高 腦出血 亞急性