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臨床實(shí)踐中常用的檢測(cè)病變的DWI圖像實(shí)際上是兩種成分的權(quán)衡——組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散加權(quán)信號(hào)和T2加權(quán)信號(hào)。

T2效應(yīng)對(duì)DWI圖像的影響可以歸納為三種：T2 Shine through； T2 blackout; T2 Washout. 本推文將對(duì)這三種影響進(jìn)行簡介

由于混雜著T2溢出效應(yīng)，DWI圖像的解釋應(yīng)參考ADC參數(shù)圖和T2WI圖像。

下一期推送將進(jìn)一步說明如何克服T2效應(yīng)對(duì)DWI的影響。

        擴(kuò)散加權(quán)成像( Diffusion-weighted imaging, DWI) 于上世紀(jì)90年代中期最早應(yīng)用于診斷急性腦梗死，近20年來在臨床實(shí)踐中發(fā)揮著越來越重要的作用。該技術(shù)能對(duì)活體內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量分析，生成DWI圖像和表觀擴(kuò)散系數(shù)（Apparent diffusioncoefficient，ADC）圖像，利用正常及病變組織內(nèi)水分子擴(kuò)散活動(dòng)的差異來檢測(cè)病變、判別性質(zhì)；隨著MR成像技術(shù)的進(jìn)步，包括超快速成像序列、并行采集技術(shù)等的應(yīng)用，DWI圖像質(zhì)量有了明顯提高，目前已廣泛應(yīng)用于顱腦、體部臟器、四肢關(guān)節(jié)等全身各個(gè)部位。

        本文主要分成兩個(gè)部分：先從信號(hào)原理簡述DWI的圖像信號(hào)構(gòu)成；再介紹T2效應(yīng)對(duì)DWI圖像的三種影響。

DWI信號(hào)原理

1

         在水分子擴(kuò)散自由的區(qū)域，檢測(cè)到的DWI信號(hào)應(yīng)為低信號(hào)，同時(shí)測(cè)量得到高的ADC值，但在臨床實(shí)踐中，我們看到的DWI圖像實(shí)際上會(huì)受到組織T1、T2，甚至毛細(xì)血管灌注等多種因素的影響，導(dǎo)致DWI圖像并不表現(xiàn)為理想的情況[1]。DWI信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)公式可以表達(dá)為[2]：

SDW= SSE(exp[-b?D])∝r(1?exp[-TR/T1])×exp(-TE/T2)×exp(-b?D)   (1)

        其中SDW為DWI信號(hào)強(qiáng)度，SSE是沒有施加擴(kuò)散敏感梯度場時(shí)組織的信號(hào)強(qiáng)度，r是質(zhì)子密度，D是水分子的擴(kuò)散系數(shù)[3，4]。在DWI的成像序列SS-SE-EPI中，由于TR遠(yuǎn)大于T1，公式（1）中的(1?exp[?TR/T1])近似為1，因此上面的公式就可改寫為：

SDW ∝ r (exp[-TE/T2])×exp(-b?D)   (2)

        根據(jù)這兩個(gè)公式，不難看出，DWI的信號(hào)強(qiáng)度主要取決于組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散系數(shù)和T2以及擴(kuò)散敏感梯度因子b值，可以理解為DWI即在T2WI成像序列中施加了擴(kuò)散敏感梯度場，由T2加權(quán)信號(hào)和擴(kuò)散加權(quán)信號(hào)共同組成。b值為0時(shí)，DWI圖像實(shí)際上就是T2加權(quán)圖像，隨著b值增加，擴(kuò)散加權(quán)信號(hào)的權(quán)重加大，且較高的b值能夠增加病灶和正常組織之間的對(duì)比度，但同時(shí)DWI信號(hào)強(qiáng)度減低，圖像整體的信噪比逐漸減低 [3，4]。最終我們看到的用于病變檢測(cè)的DWI圖像實(shí)際上是上述兩種成分的權(quán)衡。

T2效應(yīng)對(duì)DWI的影響

2

        由于混雜著T2溢出效應(yīng)，DWI圖像的解釋應(yīng)參考ADC參數(shù)圖和T2WI圖像。歸納起來，T2效應(yīng)對(duì)DWI圖像的影響有三種表現(xiàn)：

    ①T2 Shine-through，該術(shù)語常用來專指T2高信號(hào)對(duì)DWI中觀察到的高信號(hào)的貢獻(xiàn)。以顱腦DWI為例，通常，擴(kuò)散自由組織在b = 1000的DWI圖像上表現(xiàn)為低信號(hào)，同時(shí)表現(xiàn)為高的ADC值，反之，擴(kuò)散受限組織在b = 1000的DWI圖像上表現(xiàn)為高信號(hào)，ADC值較低。然而，對(duì)于長T2的組織，其T2加權(quán)高信號(hào)會(huì)在b = 1000的DWI圖像上“穿透”出來，因此需要結(jié)合ADC圖仔細(xì)分析。典型的T2 Shine-through效應(yīng)通常可在急性期腦梗死DWI中觀察到，表現(xiàn)為病變區(qū)擴(kuò)散受限（低ADC值），同時(shí)該區(qū)域水分增多，T2WI 為高信號(hào)，雖然b = 1000的DWI圖像上為高信號(hào)（圖1病例1），但需要考慮DWI信號(hào)疊加了T2WI的高信號(hào)。

    ②T2 blackout，該術(shù)語描述了T2W明顯低信號(hào)的組織在b = 1000的DWI圖像上表現(xiàn)為低信號(hào)，常見于某些細(xì)胞密度明顯增加的腫瘤或腫瘤樣病變（如淋巴瘤、神經(jīng)結(jié)節(jié)病等）（圖1病例2）或水分減低的纖維組織亦或含鐵血黃素沉著等（圖2）[5]。

    ③T2 Washout，該術(shù)語特指T2W高信號(hào)組織在b = 1000的DWI圖像上表現(xiàn)為等信號(hào)，原因歸結(jié)為組織雖然具有長T2時(shí)間，但由于同時(shí)擴(kuò)散率增加，導(dǎo)致T2WI上為高信號(hào)恰好與ADC值升高引起擴(kuò)散加權(quán)信號(hào)減低相抵消，二者之間出現(xiàn)平衡。T2 Washout往往見于血管源性水腫區(qū)域（圖1病例3）。

圖1. 幾種T2效應(yīng)對(duì)DWI信號(hào)的影響。病例3為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療后，右側(cè)頂葉病變?yōu)槟z質(zhì)增生表現(xiàn)，左側(cè)DWI高信號(hào)為復(fù)發(fā)的病灶。(病例摘自Neuroradiology, 2015,57:441–467)

圖2. 兩側(cè)乳腺多發(fā)出血囊腫（白箭及箭頭）；右乳可見含鐵血黃素沉著導(dǎo)致的低信號(hào)（黑箭）（病例摘自RadioGraphics, 2011,31:1059–1084; 從上到下三幅圖片分別是GE healthcare, VIBRANT with ASSET; SSRF with ASSET; ADC map）

        為了避免T2效應(yīng)對(duì)DWI圖像解釋的干擾，ADC參數(shù)圖的生成是非常必要的。下一期將介紹如何生成和解讀ADC參數(shù)圖。