头颅MRI中不同序列DWI和ADC的区别

作者：同仁医院影像中心  付琳

弥散加权成像（DWI）是MR新近发展的一种成像技术，它对水分子的随机运动（布朗运动）非常敏感。当水分子弥散正常时，其图像显示等信号改变。当水分子弥散受限制时，DWI上就会出现异常高信号。

DWI上组织的信号强度影响因素

1.扩散敏感梯度场的强度

2.扩散敏感梯度场持续时间

3.两个扩散敏感梯度场的间隔时间

4.组织中水分子的扩散自由度

• 扩散敏感梯度场参数称之为b值

• 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 

• DWI在临床上最常用于超急性脑梗死的诊断和鉴别诊断

• 目前，DWI开始广泛应用于MS的活动病灶、部分肿瘤、血肿、肉芽肿及脓肿等病变的诊断

• 另外，其他脏器如：肝脏、肾脏、乳腺、脊髓及骨髓等可以进行DWI，提供一定的信息

急性缺血性脑梗死是一种致死率和致残率均高的常见疾病，影像学的早期诊断有利于尽早挽救可逆性缺血性坏死脑组织，对于指导临床治疗具有非常重要的意义。

常规MRI检查技术不能充分显示缺血的范围和严重程度，新发展的弥散加权成像（DWI）对急性期，特别是超急性期脑缺血的检测表现出极大的优势，为溶栓和神经保护提供了直观、个体化的影像学信息。

在脑梗塞的超急性期及急性期，病变区的病理变化是细胞毒性水肿，缺血区的含水量没有变化，仅仅是细胞内外含水量发生了变化，常规MRI检查往往无阳性表现。

• DWI的信号强度大小由表观弥散系数（ADC）进行定量测定。通过ADC值的变化可以反映缺血过程的变化以及不同缺血区域的演变规律。研究表明：从缺血区边缘带到梗塞中心，ADC值逐渐降低。早期出现ADC值下降的缺血组织最终演变为不可逆性恢复的梗死灶。

• DWI可以鉴别可逆性及不可逆性缺血组织，有助于挽救频死的缺血半暗带组织。已经证实一些患者在缺血症状后2小时给予静脉溶栓，DWI异常信号范围可以明显缩小，甚至完全消失。

• 在脑缺血症状发生后24小时之后，DWI也可以提供其他更有价值的信息。因为DWI对急性期细胞的肿胀所致的细胞毒性水肿敏感，而对慢性期肿胀细胞破裂水分子再度弥散所致的间质性水肿不敏感，故在急性期DWI表现为高信号，在慢性期表现为等信号。

• DWI对急性及亚急性脑缺血的敏感度及特异度可达88～100％和86~100%,对CT及T2WI不可鉴别的急慢性缺血，DWI鉴别诊断的敏感度和特异度分别可达95％和94％。

• DWI可用于判断临床预后，明显的弥散下降预示缺血发展为不可逆性的梗死的危险性增加；弥散正常而临床缺血症状较重，常由TIA引起。

• DWI与T2 FLAIR成像方式相结合，可更好的区分急性、亚急性及慢性水肿。DWI可显示急性期细胞毒性水肿，不能显示血管源性水肿和间质性水肿，T2 FLAIR成像方式正好与之相反。

• 急性期，DWI图像上病灶为高信号，而T2 FLAIR为等信号；慢性期，DWI图像上病灶为等信号， T2 FLAIR上病灶为高信号；在亚急性期，因为同时存在细胞毒性水肿和其他类型的水肿，在DWI及T2 FLAIR上均呈高信号，但DWI上的信号强度较急性期有所下降。

急性缺血性病变的特点是DWI上呈高信号，而ADC值降低。最为大家所接受的解释是：脑血流的阻断引起病变组织能量代谢和质子泵的障碍（数分钟内）。这种改变引起大量的水分子从细胞外进入细胞内（细胞毒性水肿），从而在DWI上产生典型的“高信号”。

与静脉性梗塞的鉴别诊断

动静脉的急性梗塞鉴别诊断应用常规MR成像(T2WI, T2FLAIR, DWI 或PWI, 或MRA) 比较困难。

静脉栓塞在DWI上呈高信号，其ADC值略下降 。静脉梗塞的患者也伴有灌注异常，而且MRA正常并不能排除动脉栓塞（小的动脉分支或早期血管重建再灌注）

鉴别诊断要点: 

• 临床表现 (动脉栓塞的急性发作比较典型；静脉窦栓赛的患者，其表现更为隐匿，通常以严重头痛和/或癫痫发作为首要表现).

• 早期出血,尤其是邻近静脉窦附近的部位 (而急性动脉栓塞少见). 

• 伴有上述一项或两项,再行MRV或CTV

急性缺血性脑梗死与脑脓肿的鉴别诊断

在大脑炎早期阶段， (T2WI上病变呈边界不清的皮层下高信号影，增强后病变轻微强化，病变周围有等或低信号的水肿区。) 鉴别诊断较为困难。

鉴别要点: 

• 临床表现 (缺血性脑梗死的急性发作). 

• 脑实质造影剂吸收 (缺血性脑梗死少见). 

• ADC 值 (据报道脑脓肿的 ADC值常常低于缺血性脑梗死的ADC值的 ±50左右）

多发性硬化（MS）

据报道，MS在DWI上信号多变 (hyper-, iso-, or hypointense) 。

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，而表现为正常信号的MS患者，其脑白质ADC值也下降。因此，我们推测在DWI上，MS斑块表现的高信号是由于T2 shine-through 效应所致.

偶尔，在DWI上呈高信号的斑块（尤其是均匀强化的病变）ADC值下降， 推测这些ADC值下降的均匀强化斑块可能是处于极早期的病变，炎性反应活跃，而且没有明显的脱髓鞘改变。

脑膜瘤

脑膜瘤的DWI信号强度多变 (hyper-, iso-, or hypointense) 。

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。

DWI与T2 FLAIR结合，有利于脑梗塞与脑肿瘤、脑白质等病变的鉴别诊断，肿瘤瘤体在DWI上显示为高信号或低信号，高信号一般表示瘤细胞的水肿和新鲜坏死，低者常提示出血或钙化。肿瘤引起的水肿为血管源性水肿，在T2 FLAIR上为高信号，难以与梗死相鉴别，而DWI上呈等信号或仅见瘤体内的混杂信号。

胶质瘤

胶质瘤在DWI上的信号强度多变 (hyper-, iso-, or hypointense) 

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 “shine-through”效应所致) 

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 x 10-3 mm2/sec 。 

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。

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。应用常规T1、T2很难判断肿瘤延伸的范围，在T1WI上，表皮样囊肿呈明显的高信号，很容易与CSF和蛛网膜囊肿区别开来。据报道表皮样囊肿平均 ADC值为 1.197 x 10-3 mm2/sec ， 肿瘤的ADC值与脑灰质和白质类似。表皮样囊肿在DWI上呈现的高信号可能是由于T2 shine-through效应所致。 

与蛛网膜囊肿鉴别诊断 

DWI上，这两种病变很容易区别，表皮样囊肿呈高信号，而蛛网膜囊肿呈低信号影。

鉴别诊断要点: 

• DWI, ADC图, CISS 成像和T2  FLAIR 

• 表皮样囊肿沿着CSF间隙呈匍形生长，包绕动脉和颅神经，而蛛网膜囊肿具有占位效应，压迫周围结构。

肉芽肿

据报道，肉芽肿在DWI上呈高信号，其ADC值(0.39 x 10-3 mm2/sec)降低,

与转移瘤相鉴别

无论是常规MRI还是DWI，都难以把脑内结节状转移瘤与大脑的肉芽肿相鉴别开来。结节状转移瘤在DWI上常表现为高信号，其ADC值下降，可能与富含细胞和/或出血有关。

疱疹性脑炎

疱疹性脑炎的特点是病变在DWI上呈高信号，其ADC值下降 (约为正常脑实质的48%–66%) 。

在随访中发现，这些病变最后都演变为脑软化灶。

疱疹性脑炎和浸润性胶质瘤的鉴别诊断: 

• 病变在DWI上的高信号和ADC值下降与疱疹性脑炎符合

• 生物学检测 (聚合酶链反应检测) 

疱疹性脑炎和急性缺血性脑梗塞在DWI上还难以鉴别。 

鉴别要点: 

• 临床表现 (缺血性脑梗死的急性发作，而疱疹性脑炎病程更表现为渐进性)

• 生物学检测 (聚合酶链反应检测)

脑出血

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， 据报道在超急性期其ADC值下降或正常，而亚急性期晚期则升高。

与超急性脑梗死的鉴别诊断

仅凭DWI和ADC图难以将这两种病变鉴别开来，应该联合应用DWI、ADC图和T2-weighted SE 或者 T2*-weighted gradient-echo和/或 T2-weighted EPI. 

鉴别要点: 

• 超急性缺血性脑梗死在  T2WI 和 T2*-weighted gradient-echo 表现正常。 

• 超急性脑出血在T2WI和 T2*-weighted gradient-echo成像中表现为不均匀性高信号，其周围包绕着低信号环。