磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展

魏祖生

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

擴(kuò)散成像又稱彌散成像，通過檢測(cè)人體組織水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而進(jìn)行成像，反映組織微觀結(jié)構(gòu)的信息，能在細(xì)胞和分子水平上研究人體各組織的功能狀態(tài)。擴(kuò)散加權(quán)成像(difffusion weighted imaging,DWI)是在磁共振成像 (magnetic resonance imaging,MRI)基礎(chǔ)上發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，可檢出常規(guī)MRI不能發(fā)現(xiàn)的病灶，最初主要應(yīng)用于中樞神經(jīng)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(guān)技術(shù)的出現(xiàn)，DWI已廣泛應(yīng)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(shù)進(jìn)展和臨床應(yīng)用兩方面對(duì)DWI技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展作如下的綜述。

1 DWI的技術(shù)進(jìn)展

在臨床工作中用到的擴(kuò)散成像技術(shù)主要有：①擴(kuò)散張量成像（DTI），是在DWI基礎(chǔ)上顯示腦內(nèi)白質(zhì)纖維束走行的一項(xiàng)新技術(shù)，是目前唯一能追蹤腦白質(zhì)纖維，反映其解剖連通性的無創(chuàng)方法，已用于腦白質(zhì)發(fā)育、腦卒中和腫瘤等方面疾病的診斷和療效評(píng)估。②擴(kuò)散峰度成像（DKI）,它是DTI技術(shù)的延伸和重要補(bǔ)充，能夠比DTI更敏感地反應(yīng)組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，為腫瘤的分級(jí)、療效評(píng)估等方面提供理論依據(jù)等。目前，DKI的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到腎和前列腺。③體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM），不僅能反映組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的程度，而且能夠提供毛細(xì)血管灌注的信息。④類PET隨著DWI技術(shù)應(yīng)用的成熟，WB-DWI技術(shù)逐漸在臨床上得到應(yīng)用。背景抑制擴(kuò)散加權(quán)全身成像技術(shù)（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(duì)比度的圖像。DWIBS的臨床應(yīng)用目前主要集中在惡性腫瘤及其轉(zhuǎn)移灶的檢出、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、抗腫瘤治療療效評(píng)估等方面[2]。

DWI技術(shù)近年來不斷發(fā)展，產(chǎn)生了高分辨率DWI成像技術(shù)：①并行采集技術(shù)（PAT），可以縮短序列采集時(shí)間，獲得高空間分辨率和高時(shí)間分辨率圖像。②螺旋槳（propeller）掃描技術(shù),在很大程度上解決了運(yùn)動(dòng)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(shù)據(jù)的高速，相當(dāng)于凍結(jié)了呼吸和不自主運(yùn)動(dòng)對(duì)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(duì)速度要求很高的功能成像；由于ETL相對(duì)較短，MS-EPI的圖像質(zhì)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(xué)開發(fā)的高清擴(kuò)散加權(quán)成像軟件，可實(shí)現(xiàn)分辨率高達(dá)512×512采集成像矩陣的DWI圖像。這項(xiàng)技術(shù)可以揭示如微血管、微出血、皮層纖維精細(xì)結(jié)構(gòu)。⑥小FOV擴(kuò)散加權(quán)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(yīng)用

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

2.1 DWI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1.1 DWI在急性腦梗死中的應(yīng)用 早期急性腦梗死表現(xiàn)為患者呈現(xiàn)DWI高信號(hào)，病灶范圍較FLAIR和T2WI病灶大，且更清晰。提示急性腦梗死者應(yīng)用DWI診斷具有較高的價(jià)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(jù)[5]。

2.1.2 DWI在腦出血診斷中的應(yīng)用 可判斷早期出血，并與梗死鑒別。李曉松[6]的研究報(bào)道，在日常工作中，可以DWI的信號(hào)特點(diǎn)為依據(jù)，結(jié)合ADC值，對(duì)早期腦出血和急性腦梗死進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的鑒別診斷。

2.1.3 DWI在神經(jīng)系統(tǒng)其他疾病的應(yīng)用 ①DWI對(duì)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(yīng)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(yīng)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(duì)腦內(nèi)囊性病變的鑒別診斷等等。

2.2 DWI技術(shù)應(yīng)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(yīng)用價(jià)值,其診斷的特異度及準(zhǔn)確率均優(yōu)于螺旋CT檢查,可作為肺部良惡性病變?cè)缙阼b別診斷的首選方法[10]。

2.3 DWI在腹部成像中的應(yīng)用

2.3.1 DWI在肝臟成像中的應(yīng)用 DWI序列可以幫助提高肝細(xì)胞癌（HCC）診斷檢出率和診斷準(zhǔn)確性，尤其是在病灶≤2 cm的小HCC方面[11]。體素內(nèi)不相干擴(kuò)散加權(quán)成像(IVIM-DWI)是在傳統(tǒng)DWI基礎(chǔ)上,分離、提取水分子的真性擴(kuò)散和微循環(huán)灌注形成的假性擴(kuò)散,采用多b值、雙指數(shù)數(shù)學(xué)模型而獲取的DWI影像,其可反映體素內(nèi)信號(hào)衰減與b值的關(guān)系。IVIM-DWI目前已廣泛應(yīng)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(yīng)用 王慶波等[13]學(xué)者的研究報(bào)道，胰腺疾病患者采用DWI檢測(cè)能清晰顯示病灶部位及范圍，與測(cè)量 ADC相互結(jié)合能提高臨床確診率。基于體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)（IVIM）的擴(kuò)散加權(quán)成像在腎臟疾病中的應(yīng)用:腎臟高血流灌注、高水分子代謝的特點(diǎn)使IVIM效應(yīng)在腎臟尤為顯著[14]。

2.3.3 DWI在結(jié)直腸腫瘤和炎癥性腸病中的應(yīng)用 楊海靜[15]報(bào)道：常規(guī)MRI檢查對(duì)于很小的結(jié)直腸腫瘤容易漏診，而DWI用于結(jié)直腸腫瘤檢查時(shí)病灶檢出率相對(duì)較高。可用DWI發(fā)現(xiàn)炎癥性腸病（IBD）患者，當(dāng)b值取0和1 000 s/mm2時(shí)，對(duì)IBD患者腸道炎癥的識(shí)別率最高，可達(dá)93.3%[16]。DWI在評(píng)估CD患者腸道炎癥中的價(jià)值被廣泛接受[17]。

2.4 DWI在子宮、前列腺等盆腔疾病中的應(yīng)用

①對(duì)比磁共振DWI結(jié)果同磁共振DCE結(jié)果，前者在獲得的子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤(rùn)準(zhǔn)確率以及靈敏度方面更為顯著，對(duì)于子宮內(nèi)膜癌疾病的臨床診斷表現(xiàn)出顯著價(jià)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(xué)表現(xiàn)，2種方法聯(lián)合應(yīng)用提高了DCE-MRI診斷前列腺癌的診斷準(zhǔn)確率[19]。

2.5 DWI其他臨床應(yīng)用

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

3 挑戰(zhàn)與展望

磁共振彌散加權(quán)成像在診斷全身各個(gè)部位的疾病中具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)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(yīng)、噪聲和運(yùn)動(dòng)偽影等問題。隨著MRI硬件及應(yīng)用軟件技術(shù)的發(fā)展，隨著DWI技術(shù)的不斷創(chuàng)新及相關(guān)新技術(shù)的研發(fā)，DWI在應(yīng)用過程中的問題和局限將會(huì)得到逐步的解決，其應(yīng)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。