DWI成像中的方向、大小及缺陷！

DWI能够无创性探测人体内分子水平的扩散行为，其不但对病变具有较高的检出率，而且能够较好地显示病变的大小和范围。同时，DWI是明确某些病变最敏感、最有效的手段，在对疾病地诊断、评估和分期方面具有极其重要的临床价值。在临床扫描中，DWI已不再是特殊情况下才使用的序列，而是作为常规MRI检查的一部分。本期分享DWI成像中大家比较关注的几个问题。

DWI中扩散方向的选择！

如果水分子在每个方向上（频率编码方向、相位编码方向、层面方向/xyz）的扩散概率是相同的，即各向同性。那么，只要施加一个方向的扩散梯度即可获得较为可靠的扩散差异图像。但人体的组织结构极其复杂，同时由于病变本身和所处微环境的影响，真实状态的扩散表现的为各向异性，而非各向同性，在DWI成像中，需要施加多个扩散方向才能获得更为可靠的扩散差异图像。

图1，在SI/AP/RL 方向均施加梯度得到的DWI图像；图2，仅在SI方向施加梯度得到的DWI图像。

• 人体组织内的水分子受到微环境及相应屏障的影响，其受到不同程度的约束，表现为各向异性。同一组织结构在不同的扩散梯度方向图像上可表现为不同的信号强度，如上图△。
• 施加单一方向的扩散梯度的成像方式虽然可以获得更快的扫描速度，减轻图像变形等优点，但一个方向仅仅只能反映单一方向上的扩散差异图像。

各个方向上的扩散差异主要依赖于人体内微环境或是病变本身。即使是在几乎表现为各向同性的肝脏的扫描中，也需要采用x、y、z多正交方向的扩散梯度来获得更为可靠的DWI图像。

在各向异性的脑白质纤维环境中，白质沿白质纤维束方向更易于扩散，垂直白质纤维束方向扩散相对受限，如要对其更全面准确评估，则需施加更多的扩散方向来追踪其方向性和邻近像素间的连接情况。

DWI中b值的选择！

在实际的扫描中，b值的选择需要兼顾信噪比、图像几何变形和病变的检出能力，其中对病变的检出能力则是关注的重点。权衡“利与弊”，合理“取与舍”，对于不同的部位、不同的病变合理选择恰当的b值。

随着b值的增加，图像信噪比降低，几何形变增加，扩散对比增强。

• b值越小，其对分子的扩散敏感越小，对扩散不受限组织的信号保留就会越多，同时受微循环灌注影响大，扩散不受限与受限组织间的对比较差。
• b值越大，对分子的扩散越敏感，组织间的对比会越强，T2穿透效应越小，对扩散受限病变的检出率则更高。但图像的信噪比越低，变形失真会越严重。

  
  

• 高b值可减少T2效应的影响，对扩散受限病变的检出更有优势。
• 低b值虽然T2透射效应明显，但低b值对扩散相对不受限病变具有重要的临床价值，如上图△。

• 扩散受限与不受限是一个相对的概念，在临床扫描中应根据部位和病变合理选取B值。如肺部使用小b值、前列腺使用大b值、颅内转移瘤建议b≥2000等。
• 过高的b值，则需重新考虑DWI的扩散模型。

在ADC的测量中应注意，随着b值的增加，ADC值会呈减小趋势。

DWI的缺陷！

目前，常规的DWI主要采用的是单次激发的平面回波（EPI）进行成像，其存在很多的缺陷，如伪影较多，分辨率不高，图像易变形失真等。

DWI易受T2透射效应的影响。b值越小，透射效应则越明显。如低b值时不能完全去除膀胱、胆囊和脑室内水的高信号。

• 头部不易受生理性运动的干扰，且易于制动，DWI在颅脑疾病的诊断中应用的最为成熟和广泛。即使采用较高的b值也能获得较为理想的图像质量。
• 但对于运动或容易受生理性干扰的部位，需采用特殊的DWI成像方式，如优化K空间填充技术来提高图像质量。
  
  

DWI易受磁敏感伪影的影响，DWI在很多部位的扫描中受到了很大的挑战，如在组织结构复杂、组织磁化率相差较大和偏中心部位的扫描中。

• 采用横轴位扫描，减轻涡流对DWI图像的影响及变形。
• 合理设置编码方向和相移方向以减轻磁敏感和化学位移伪影。
• 采用FSE采集方式，减小相位错误积累，减轻图像变形。
• 采用多次激发技术和减少采集回波数，以提高信噪比和减少图像变形。
  
  

DWI易受化学位移伪影的干扰。DWI成像中需要使用高带宽和压脂来减轻化学位移伪影，选择合理的压脂方式是减轻化学位移伪影的关键。

DWI易受运动的干扰。采用饱和技术，呼吸补偿和运动冻结等技术来减轻运动对图像的干扰。

常规DWI为了保证信噪比，体素不能做到太小，其分辨率不高。

• 缩短TE值，减少信号的衰减，保证图像信噪比。
• 缩小扫描FOV并结合特殊的成像技术来提高图像分辨率和信噪比。
• 采用多次激发技术、减少采集回波数、增加重复（激励）次数等来提高信噪比及图像变形
  。

DWI中的这些缺陷是多方面原因造成的，仅从参数优化获得的图像改善是极其有限的，要从根本上改善DWI图像质量，更多的在于软硬件和扫描时间上的投入。

参考阅读：

DWI成像中的技术要点-基础篇！

DWI成像中的技术要点-扫描篇！

参考文献：

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