磁共振擴散加權成像技術的應用進展

魏祖生

廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院醫(yī)學影像科，廣西桂林 541002

擴散成像又稱彌散成像，通過檢測人體組織水分子的擴散運動狀態(tài)而進行成像，反映組織微觀結構的信息，能在細胞和分子水平上研究人體各組織的功能狀態(tài)。擴散加權成像(difffusion weighted imaging,DWI)是在磁共振成像 (magnetic resonance imaging,MRI)基礎上發(fā)展的一項新技術，可檢出常規(guī)MRI不能發(fā)現的病灶，最初主要應用于中樞神經系統(tǒng),隨著磁共振硬軟件的發(fā)展，特別是隨著新的DWI相關技術的出現，DWI已廣泛應用于全身多種組織器官的疾病診斷與鑒別診斷[1]。該文擬從DWI的技術進展和臨床應用兩方面對DWI技術的應用進展作如下的綜述。

1 DWI的技術進展

在臨床工作中用到的擴散成像技術主要有：①擴散張量成像（DTI），是在DWI基礎上顯示腦內白質纖維束走行的一項新技術，是目前唯一能追蹤腦白質纖維，反映其解剖連通性的無創(chuàng)方法，已用于腦白質發(fā)育、腦卒中和腫瘤等方面疾病的診斷和療效評估。②擴散峰度成像（DKI）,它是DTI技術的延伸和重要補充，能夠比DTI更敏感地反應組織結構的復雜程度，為腫瘤的分級、療效評估等方面提供理論依據等。目前，DKI的應用逐漸擴展到腎和前列腺。③體素內不相干運動（IVIM），不僅能反映組織內水分子擴散的程度，而且能夠提供毛細血管灌注的信息。④類PET隨著DWI技術應用的成熟，WB-DWI技術逐漸在臨床上得到應用。背景抑制擴散加權全身成像技術（DWIBS）可在自由呼吸狀態(tài)下完成體部大范圍（包括胸部、腹部及盆腔）、薄層、無間斷掃描，并得到高信噪比、高分辨率和高對比度的圖像。DWIBS的臨床應用目前主要集中在惡性腫瘤及其轉移灶的檢出、淋巴結轉移、抗腫瘤治療療效評估等方面[2]。

DWI技術近年來不斷發(fā)展，產生了高分辨率DWI成像技術：①并行采集技術（PAT），可以縮短序列采集時間，獲得高空間分辨率和高時間分辨率圖像。②螺旋槳（propeller）掃描技術,在很大程度上解決了運動偽影校正的問題，分辨率也得到了較大的提高。③單次激發(fā)快速自旋回波（SS-FSE），采集數據的高速，相當于凍結了呼吸和不自主運動對圖像的影響。④多次激發(fā)平面回波（MS-EPI）,SS-EPI的成像速度明顯快于MS-EPI,適用于對速度要求很高的功能成像；由于ETL相對較短，MS-EPI的圖像質量一般優(yōu)于SS-EPI,信噪比更高，EPI常見的偽影更少[3]。⑤基于杜克大學開發(fā)的高清擴散加權成像軟件，可實現分辨率高達512×512采集成像矩陣的DWI圖像。這項技術可以揭示如微血管、微出血、皮層纖維精細結構。⑥小FOV擴散加權成像：通過控制成像野，在不改變成像矩陣的前提下，空間分辨率得到明顯的提高。

2 DWI的臨床應用

自1986年Le Bihan等[4]首次將DWI應用于腦部時起，DWI的臨床應用至今已30余年。隨著MR軟硬件的發(fā)展，DWI現已應用于全身各器官。

2.1 DWI在中樞神經系統(tǒng)的應用

2.1.1 DWI在急性腦梗死中的應用 早期急性腦梗死表現為患者呈現DWI高信號，病灶范圍較FLAIR和T2WI病灶大，且更清晰。提示急性腦梗死者應用DWI診斷具有較高的價值，有利于疾病確診，使病灶檢出率明顯提高，從而為盡早采取有效治療措施提供重要依據[5]。

2.1.2 DWI在腦出血診斷中的應用 可判斷早期出血，并與梗死鑒別。李曉松[6]的研究報道，在日常工作中，可以DWI的信號特點為依據，結合ADC值，對早期腦出血和急性腦梗死進行快速而準確的鑒別診斷。

2.1.3 DWI在神經系統(tǒng)其他疾病的應用 ①DWI對腦腫瘤及瘤樣病變的診斷及鑒別診斷[7]。 ②DWI在早期小兒病毒性腦炎等腦與脊髓炎癥診斷的應用[8]。③彌散張量成像(DTI)在新生兒腦發(fā)育及腦損傷中的應用[9]。④DWI還可用于腦與脊髓外傷、變性疾病、炎癥及脫髓鞘病變的診斷以及對腦內囊性病變的鑒別診斷等等。

2.2 DWI技術應用于肺部良惡性病變鑒別診斷

DWI檢查及其ADC值用于肺部良惡性病變的鑒別診斷有一定臨床應用價值,其診斷的特異度及準確率均優(yōu)于螺旋CT檢查,可作為肺部良惡性病變早期鑒別診斷的首選方法[10]。

2.3 DWI在腹部成像中的應用

2.3.1 DWI在肝臟成像中的應用 DWI序列可以幫助提高肝細胞癌（HCC）診斷檢出率和診斷準確性，尤其是在病灶≤2 cm的小HCC方面[11]。體素內不相干擴散加權成像(IVIM-DWI)是在傳統(tǒng)DWI基礎上,分離、提取水分子的真性擴散和微循環(huán)灌注形成的假性擴散,采用多b值、雙指數數學模型而獲取的DWI影像,其可反映體素內信號衰減與b值的關系。IVIM-DWI目前已廣泛應用于肝臟疾病的研究[12]。

2.3.2 DWI在胰腺成像、腎臟成像中的應用 王慶波等[13]學者的研究報道，胰腺疾病患者采用DWI檢測能清晰顯示病灶部位及范圍，與測量 ADC相互結合能提高臨床確診率?；隗w素內不相干運動（IVIM）的擴散加權成像在腎臟疾病中的應用:腎臟高血流灌注、高水分子代謝的特點使IVIM效應在腎臟尤為顯著[14]。

2.3.3 DWI在結直腸腫瘤和炎癥性腸病中的應用 楊海靜[15]報道：常規(guī)MRI檢查對于很小的結直腸腫瘤容易漏診，而DWI用于結直腸腫瘤檢查時病灶檢出率相對較高?？捎肈WI發(fā)現炎癥性腸?。↖BD）患者，當b值取0和1 000 s/mm2時，對IBD患者腸道炎癥的識別率最高，可達93.3%[16]。DWI在評估CD患者腸道炎癥中的價值被廣泛接受[17]。

2.4 DWI在子宮、前列腺等盆腔疾病中的應用

①對比磁共振DWI結果同磁共振DCE結果，前者在獲得的子宮內膜癌肌層浸潤準確率以及靈敏度方面更為顯著，對于子宮內膜癌疾病的臨床診斷表現出顯著價值[18]。②高b值DWI、DCE-MRI在前列腺癌和前列腺增生中具有特征性影像學表現，2種方法聯(lián)合應用提高了DCE-MRI診斷前列腺癌的診斷準確率[19]。

2.5 DWI其他臨床應用

①DCE-MRI聯(lián)合DWI對診斷及鑒別診斷乳腺疾病具有重要價值[20]；②DWI在肌肉骨骼良惡性病變鑒別診斷中的價值[21]；③聯(lián)合應用DCE-MRI和DWI,有助于頸部良、惡性淋巴結的鑒別[22]；④陳然等[23]報道了“全身彌散技術（WB-DWI）與PET/CT掃描對骨腫瘤診斷效能的對比研究”，WB-DWI是近年來MRI技術研究的熱點之一。

3 挑戰(zhàn)與展望

磁共振彌散加權成像在診斷全身各個部位的疾病中具有較高的臨床應用價值，但也存在著掃描速度和空間分辨率的局限性以及SAR增大、磁敏感效應、噪聲和運動偽影等問題。隨著MRI硬件及應用軟件技術的發(fā)展，隨著DWI技術的不斷創(chuàng)新及相關新技術的研發(fā)，DWI在應用過程中的問題和局限將會得到逐步的解決，其應用前景將更加廣闊，并將在全身各部位疾病的診斷及鑒別診斷中發(fā)揮更重要的作用。