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弥散是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串小的、随机位移现象，并相互碰撞，也称为布朗运动。

▲弥散是水分子在媒介中的布朗运动

弥散加权成像（diffusionweightedimaging，DWI）技术是检测弥散运动的方法，通过检测人体组织中水分子弥散运动受限的方向和程度等信息，间接反映组织微观结构的变化。

▲弥散加权成像中的弥散运动

DWI是目前唯一无创的，能在活体上探测水分子弥散运动以及成像的技术。

DWI主要名词释义

DWI序列：通过对成像脉冲序列的设计，将弥散对MRI信号的作用放大化的一种功能性MRI成像序列。

b值：弥散敏感因子，体现弥散运动的敏感程度。b值越高对水分子弥散运动越敏感，图像的弥散权重加大，病变组织和正常组织之间的对比度增加，但是图像的信噪比相应降低。这是因为b值的增加主要是通过延长梯度脉冲持续时间和梯度脉冲间隔时间来完成，致使TE增加，信号衰减。较小的b值可以获得信噪比较高的图像，但对水分子弥散运动不敏感，b=0时产生无弥散加权的TWI。因此，合理的b值对DWI成像十分重要。

▲b值

弥散系数D：指水分子单位时间内随机弥散运动的平均范围，值越高则水分子运动范围越大，说明水分子的弥散运动是不受限制的；值越小则代表水分子的弥散运动可能受限。

ADC值：表观弥散系数，用于描述DWI中不同方向的分子弥散运动的速度和范围，实际中常用ADC值替代D表示弥散运动的强弱。ADC值增大，代表水分子弥散运动越自由，而DWI信号降低；ADC值减小则相反，可能与细胞密度、组织结构变化等相关，从而判断病理生理情况。测量ADC值通常只需扫描两个b值。

▲ADC值

RA相对各向异性，FA各向异性比值：两者均为目前最常用的描述弥散各向异性指数，其值具有一致性，代表了水分子在弥散主向量轴上的运动强度。RA、FA在0和的范围内变化。如果结果为0，意味着各向同性存在；如果结果为，代表各向异性的最大值。

各向同性：弥散过程为三维过程，在不同的方向上弥散程度相同，称为各向同性。

T透过效应：指由于T延长作用使DWI出现高信号，且ADC值升高的现象，此时应查看ADC图，ADC值下降才能真正反映水分子移动受限。

▲T透过效应

T廓清效应：ADC值升高和TWI高信号的综合结果造成DWI成等信号。常见于血管源性水肿。

▲T廓清效应

T暗化效应：由于T低信号而造成的DWI低信号，多见于出血性病变。

▲T暗化效应

DWI临床应用

DWI适用于活体细胞水平探测生物组织的微动态和微结构变化，在肿瘤的良恶性鉴别、疗效评估和预测起着举足轻重的作用。

脑血管病：超急性脑梗死、静脉窦血栓形成、脑出血等。

急性脑梗死是神经内科最常见的疾病，初期脑组织能量代谢受到破坏，大量细胞外水进入细胞内，形成细胞毒性水肿，由于只是细胞内外含水量发生变化，整个梗死区水含量并未增加，因此TWI、TWI、FLAIR等都无法准确的显示病灶，而此时DWI上表现为高信号。

▲超急性脑梗死

脑卒中发病3小时

细胞肿大

DWI高信号

脑水肿：DWI反映脑组织水分子的微观运动，可以区分水肿类型。

▲血管源性水肿

中心凝固性坏死，DWI呈高信号

ADC值降低

脑肿瘤：常规MRI对脑肿瘤的定性诊断有很大的帮助，但仍存在一些难题无法解决，DWI在这方面可以提供更多的参考信息。例如，鉴别蛛网膜囊肿与表皮样囊肿、脑脓肿和囊变或坏死的脑肿瘤、脑淋巴瘤和原始神经外胚层的辅助诊断以及脑肿瘤组织的细胞密度及肿瘤分级等。

▲伴有坏死、囊变的不同类型肿瘤的DWI表现

坏死、囊变区呈低信号

肿瘤实质部呈不同程度相对高信号

脑白质病变：在常规T/FLAIR上通常表现为多发小斑点状高信号，而在DWI上敏感度相对较低，通常不显示或仅显示略高信号，如遇高信号改变时，常常提示该病变处在活动期。

肝脏弥漫性病变：布-加综合征、脂肪肝、血色病、肝硬化等

DWI能更早的反映肝脏弥漫性病变，增大b值能提高DWI检测病变的敏感性，动态ADC值的测定有助于肝脏弥漫性病变的诊断和对病变进展以及对治疗反应的监测。

肝脏局灶性占位：MR平扫甚至增强扫描鉴别肝恶性肿瘤与良性含水肿块有时存在困难。DWI及ADC值能在微观水平上反映组织的结构特点，有助于肝局灶性病变的鉴别。在DWI上弥散快的组织ADC值大，信号衰减大，呈低信号；弥散慢的组织ADC值小，信号衰减小，呈高信号。DWI技术可为鉴别肝脏良恶性局灶性占位性病变提供重要依据。

▲小肝癌

细胞密度增大

DWI高信号

前列腺：前列腺癌外周带癌灶ADC值大大低于正常前列腺组织，同时亦低于良性前列腺增生的增生结节灶。前列腺癌癌灶TWI呈短T，DWI呈低ADC值，低于增生结节灶和正常前列腺组织。另外DWI对前列腺癌是否侵犯周围组织，尤其是对精囊腺的累及有很好的鉴别作用。

▲前列腺癌腹股沟淋巴结转移

骨髓：正常骨髓由于成份和功能明显不同，分为造血组织和脂肪组织，其分布与年龄、性别、部位有关，导致体内骨髓具有不同的MRI表现和DWI表现。

骨髓创伤：常规MRI及DWI可显示骨挫伤与创伤后骨髓水肿，骨髓创伤的平均ADC值明显高于正常骨髓。

脊柱感染性病变：在DWI上，椎体脓肿和硬脊膜外脓肿与周围正常组织相比呈显著高信号，ADC图上脓肿呈暗区。异常改变与脓肿内容物的物理和生化成份有关。脓腔内的脓汁常包含炎性细胞、细菌、坏死组织和富含蛋白的高粘稠液体，其水分子的运动速率明显减低，微观弥散运动也因此减低，导致ADC值减低，DWI上表现为信号强度增高，ADC图上呈暗区。

白血病骨髓：MRI已成为白血病诊断、鉴别诊断及治疗效果监测的重要方法之一，DWI可视为监测白血病疗效的无创性检查手段。研究发现，治疗前骨髓的平均ADC值无显著性差别，达最大疗效时，骨髓平均ADC值为治疗前三倍左右。

乳腺病变：乳腺良性病变的ADC值要高于乳腺癌。另外，DWI针对在腋淋巴结阳性而其他影像检查阴性的隐匿性乳腺癌中对病灶的检出有一定作用，对局部进展期乳腺癌新辅助化疗的评价也有一定的帮助。

▲浸润性导管癌

以上列举的只是DWI在临床应用中的极小部分案例，DWI不仅在脑部疾病的诊断中发挥着越来越大的作用,而且随着技术的不断改进，已经在乳腺、腹部、脊椎等处的疾病诊断中得到越来越广泛的应用。总之，DWI作为目前唯一非侵入性检测活体组织内水分子运动的技术,在病变的检出中具有重要价值,尤其对良、恶性病变的鉴别诊断具有重要意义。在奥泰医疗高级临床应用中，DWI可运用于奥泰全线.5T超导磁共振产品。

参考文章

蒋杰、曲源、夏迎洪、刘克明，磁共振扩散成像的原理及应用

程敬亮，DWI在脑部疾病诊断中的应用

张庆奎，一文理清脑梗死DWI表现

孙志华，DWI及其中枢神经系统应用

DWI及其中枢神经系统应用

孔凡彬，dwi对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断

计学文、孟凡荣，磁共振DWI信号及ADC值在肝脏疾病鉴别诊断中的应用价值磁共振DWI对乳腺BI-RADSⅢ～Ⅴ级病变良恶性鉴别的应用价值王增献、刘红宇、娄欣欣、黄抒佳、吴玉林，MRDWI联合动态增强时间-信号强度曲线对乳腺良恶性病变的诊断价值胡成一、钱琦、徐莉、金平、姜黄维，磁共振DWI及ADC值在前列腺疾病中的应用价值

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