在1965年,Stejskal和Tanner首次將彌散進行量化并獲得了彌散的影像對比;在1985年,Taylor首次應用了DWI;1986年Le Bihan等首次將DWI應用于人體大腦的成像。經(jīng)過30余年的發(fā)展,DWI已經(jīng)成為了最簡單最基礎的功能成像,不管是在臨床應用還是科研應用中都得到了廣泛的應用。關于DWI的原理,在此不再贅述,可參考往前推送文章。對于DWI圖像,很多人對其存在著誤解,所以要想正確的解讀或做好DWI圖像必須要對DWI成像中的一些常見問題有所認識和了解。
只要一提到DWI圖像,腦海中首先浮現(xiàn)的DWI與ADC圖像是應該下面這樣的。
在DWI圖像上表現(xiàn)為高信號,那么在ADC圖像上就一定為低信號,表現(xiàn)為彌散受限?
但對于所有彌散受限的病變表現(xiàn)都是這樣??
既然DWI圖像就能看出彌散受限,為什么還需要做ADC圖像?
b值又是什么,它有什么用?
做DWI后處理需要注意哪些問題?
關于上述的幾個,下面做一個簡單的介紹。
1.為什么要進行DWI后處理?
從DWI成像序列的參數(shù)來看,DWI序列是一個帶有T2權(quán)重的一個序列,所以不管病變在T2序列上表現(xiàn)為低信號還是高信號,或多或少都會對DWI的權(quán)重帶來一定影響,這就給解讀圖像帶來了一定的困難,則需要對DWI圖像進行后處理,最大程度的去減輕其T2加權(quán)中相關效應對DWI圖像的影響。
DWI圖像的信號強度由T2權(quán)重和彌散權(quán)重共同決定,為了最大程度的消除T2權(quán)重中相關效應對DWI圖像信號判讀的影響,需對DWI圖像進行后處理,獲得ADC(表觀彌散系數(shù))圖或eADC(指數(shù)ADC)圖;在對彌散信號解讀時,應結(jié)合T2圖像、小b(彌散敏感參數(shù))值圖像、DWI圖像及ADC(或eADC)圖像,綜合的考慮其信號表現(xiàn)。
在DWI圖像上高信號,彌散受限?彌散受限,在DWI上一定表現(xiàn)為高信號?但其實不然,如:
在彌散信號解讀時,僅僅只考慮DWI圖像是遠遠不夠的,應結(jié)合T2圖像、小b(彌散敏感參數(shù))值圖像、DWI圖像及ADC(或eADC)圖像,綜合的考慮其信號表現(xiàn)
DWI圖像與ADC圖像并不是簡單的“正反”關系
2.b值對DWI圖像有何影響?
b值越大對水分子的擴散運動越敏感,也就是說b值越大對病變的檢出率會越高;b值越大,其T2權(quán)重越弱,彌散權(quán)重越重。但b值越大,組織信號衰減會越明顯,圖像信噪比會越低;同時高的b值必然會導致TE的延長,TE的延長會進一步的降低信噪比。從安全的角度來講,為了減低磁場對周圍神經(jīng)的刺激,并不提倡使用太高b值進行掃描。所以并不是b值越大就越好,對于每一個掃描部位應根據(jù)實際情況選取恰當?shù)腷值。在臨床工作中同一部位推薦使用相同的b值,以便容易對圖像的解讀和病例的對比分析。
3.ADC值是否會隨著b值的改變而變化?
ADC值計算公式:Log(S/S0)=-b*ADC,由公式可知如需計算出ADC值,做彌散成像時至少需要采用兩個不同的b值成像,一個是低b值(通常設置為0)成像采集的信號S0,另一個是高b值采集的信號S。由上面公式可作出下圖:
圖中的斜率代表ADC值,斜率越高,其ADC值越高。
b值越高,彌散差異越明顯。
所以在一定的環(huán)境下,組織的ADC值是一個物理常數(shù),并不隨著b值的改變而改變。如在37℃下腦脊液的ADC約為3.0*10-3mm2/s;成人的灰質(zhì)ADC值為0.76±0.13*10-3mm2/s,白質(zhì)的ADC值為0.77±01.8*10-3mm2/s。
4.DWI后處理中的confidence level是什么,應選取多少?
在統(tǒng)計學上有置信區(qū)間與置信水平。置信區(qū)間通俗就是誤差范圍區(qū)間,置信水平就是選擇了置信區(qū)間,對于這樣特定結(jié)果的概率。
在DWI中confidence level可選擇Custom(默認)或0.01即可,如選擇過小,處理的ADC圖會發(fā)生部分區(qū)域空洞的現(xiàn)象。
5.DWI后處理中的閾值應該怎么選???
最恰當?shù)拈撝祽钦{(diào)整最小值和最大值,使得整個范圍區(qū)域剛好能覆蓋整個解剖區(qū)域。但要做到“剛剛好”是很難的,所以只能調(diào)整一個大概的一個范圍,其閾值不能太小,也不能太大。
閾值選取太小,周邊噪聲明顯(如上圖的,選取50時。周邊噪聲非常明顯);閾值選取太大,圖像會出現(xiàn)空洞現(xiàn)象(如上圖,選取300時,圖像出現(xiàn)空洞現(xiàn)象)。
日常掃描中常用的DWI僅僅是基于理想狀態(tài)下的模型,但人體內(nèi)環(huán)境并非是一個理想的狀態(tài),所有這種理想狀態(tài)下獲得的DWI圖像并不能完全的反應人體內(nèi)真實微環(huán)境及病理變化。在考慮人體內(nèi)環(huán)境的復雜性及其他因素的干擾,目前在DWI基礎上又建立了多種復雜的擴散加權(quán)成像模型,如雙指數(shù)模型、拉伸指數(shù)模型等,近幾年來這些復雜的模型在臨床及科研中得到了廣泛的應用。
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