综述:欧洲磁共振医学与生物学学会实践推荐:扩散加权MRI

【字体: 时间:2025年10月03日 来源:European Radiology 4.7

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  本综述由欧洲磁共振医学与生物学学会(ESMRMB)专家团队撰写,系统阐述了扩散加权成像(DWI)的技术原理、临床应用与标准化实践。文章重点推荐了单次激发回波平面成像(EPI)序列参数优化方案(如TR≥4500 ms、b值范围0-1000 s/mm2),强调了表观扩散系数(ADC)图与原始DWI联合解读的重要性,并详细解析了T2穿透效应、几何畸变等常见伪影的应对策略。该指南为提升DWI在神经系统疾病(如急性脑缺血)和肿瘤(如前列腺癌、乳腺癌)诊断中的准确性与可重复性提供了权威实践框架。

  
技术原理与量化基础
扩散加权成像(DWI)通过检测水分子随机位移(布朗运动)揭示组织微观结构特性。其信号衰减程度由b值(单位:s/mm2)控制,高b值强化扩散对比度但伴随信噪比(SNR)下降。表观扩散系数(ADC)需通过至少两个b值(如0和1000 s/mm2)计算得出,其值与水分子受限程度呈负相关——快速扩散区域在DWI呈低信号、ADC图呈高信号,而受限区域(如肿瘤细胞密集区)表现为DWI高信号、ADC低信号。
序列优化与参数标准
临床DWI首选单次激发自旋回波-回波平面成像(SE-EPI)序列。关键参数建议包括:
  • 采用长重复时间(TR≥4500 ms)和最短回波时间(TE)以减少T1/T2加权效应并最大化SNR
  • 并行成像或分段EPI读取可缩短TE并减轻畸变,但需权衡SNR损失
  • 神经系统推荐b值范围0-1000 s/mm2,体部推荐50-800 s/mm2
  • 高b值需增加平均次数(NA∝√b值)补偿SNR衰减
  • 各向异性组织(如脑白质)需采用≥6方向采集或扩散张量成像(DTI)消除ADC偏差
伪影识别与矫正策略
DWI解读需警惕三类伪影:
  1. 1.
    T2穿透效应:DWI高信号可能源于长T2弛豫而非真实扩散受限,需通过ADC图验证(真性受限ADC低)
  2. 2.
    几何畸变与信号堆积:气-组织界面磁敏感伪影可导致解剖定位失真,建议采用并行成像、B0场图矫正或非EPI序列(如HASTE)
  3. 3.
    涡流与运动伪影:可通过后处理工具(如FSL、MRtrix3)进行配准矫正
神经系统临床应用
  • 急性脑缺血:DWI为核心诊断工具,缺血区ADC值在发病初期显著降低,1周后因细胞膜崩解出现假性正常化
  • 肿瘤与脓肿鉴别:脓肿典型表现为DWI高信号/ADC低信号(准确率>95%),但非典型感染(如弓形虫病、结核)可能缺乏扩散受限
  • 颅底病变:推荐非EPI序列避免骨-空气界面畸变,如用于胆脂瘤术后监测
肿瘤学应用与全身成像
  • 前列腺癌:DWI为PI-RADS评分核心序列,尤其外周带病变,高b值(1500 s/mm2)与ADC联用提升肿瘤显著性
  • 乳腺癌:ADC值助力良恶性鉴别和淋巴结转移评估
  • 全身DWI(DWIBS):适用于高危人群筛查和转移瘤(如前列腺癌骨转移、多发性骨髓瘤)疗效评估,但需注意ADC值可能被低估
前沿技术拓展
  • 扩散张量成像(DTI):需≥30方向采集,用于白质纤维追踪(HARDI技术),辅助神经外科规划
  • 扩散峰度成像(DKI):采用多b值(如0/1000/2000 s/mm2)量化扩散非高斯性,提升脑瘤、神经退行性疾病表征能力
  • 体素内不相干运动(IVIM):分离灌注(伪扩散系数D*、灌注分数f)与真扩散成分,无需对比剂即可评估肿瘤血管化
  • 生物物理模型:提供细胞尺度特异性参数(如细胞内体积分数),但需长扫描时间和复杂处理流程
标准化与质量保障
为实现跨机构数据可比性,需:
  • 记录扩散时间(影响ADC值重现性)
  • 存储原始未插值图像供回溯分析
  • 采用失真矫正算法提升DWI与结构像配准精度
    遵循上述ESMRMB指南将显著提升DWI诊断一致性,推动其成为精准医疗的可靠微观结构探针。
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