01弥散加权像与异常信号
弥散加权像中的异常信号常与临床应用相关,例如在急性脑梗死情况下,DWI常呈现出高信号,即“白色”影像。这种“白色”并非一成不变,而是需要深入理解的。为了更好地理解这一现象,可以借助一个简单的物理实验:想象一个盛满水的大杯子,当滴入一滴蓝墨水后,墨水的扩散速度和范围取决于多种因素。在弥散加权像中,水分子的随机运动(布朗运动)会产生弥散显像。我们可以把这种成像对象——水分子,视为蓝黑水,在弥散加权像中呈现的“真的”异常信号状态,实际上是扩散限制的结果。
水分子无法扩散的现象在细胞层面同样存在。水分子无法扩散的机制大致可分为三种情况:细胞毒性水肿、高粘稠度环境和高细胞密度。
细胞毒性水肿:这是指细胞膜内侧的水肿,比如细胞质等部位的水肿,导致水分子移动困难。在急性至亚急性的脑梗死过程中,这种细胞性水肿表现出明显的扩散限制。除了脑梗死,许多其他疾病也共享这一机制。
高粘稠度环境:当周围环境的黏稠度升高时,水分子的扩散同样会受到阻碍。例如,在脑出血的不同阶段,血液的黏稠度也会增加,表现出与急性期脑梗死相似的扩散限制。此外,血肿、血栓、脓肿以及黏度高的液体囊性肿瘤(如类上皮瘤和脉络丛囊肿等)都可能因高黏稠度而出现弥散受限。
高细胞密度:当细胞密度过高时,水分子的扩散自然会受到限制。高细胞密度通常与恶性肿瘤相关,特别是在细胞密集的恶性淋巴瘤中表现明显。相比之下,黏液癌的肿瘤细胞分布在黏液中,这种情况下即使为恶性肿瘤也不会显示扩散限制。
02临床应用举例
弥散加权像在临床上的最初应用主要集中在头部,以下是几种常见的头部弥散受限疾病:
当然,弥散加权像的应用并不仅限于头部。高细胞密度往往与恶性肿瘤相关,因此,细胞密度不高的良性肿瘤通常不会显示出扩散限制的迹象。在体部出现症状不明显的肿瘤时,弥散加权像成为判断其良恶性的关键手段之一。此外,即便未发现特定肿瘤,它也能像PET一样用于恶性肿瘤的筛查。同时,在已知恶性肿瘤存在的情况下,弥散加权像还可用于评估化疗和放疗的效果。对于脓肿的检测,弥散加权像同样有效,尤其在无对比剂增强的情况下。此外,它还可用于血栓和血肿的检查,成为深部静脉血栓诊断的“第二道防线”。
在探讨弥散加权像的应用后,我们进一步深入其本质。弥散成像上的高信号并非都是真实的,有时可能是假象。为区分真伪扩散受限,我们引入表观扩散系数图(ADCmap)。ADCmap仅反映“扩散的图像”,扩散受限处呈黑色,不受限处呈白色。若弥散加权像显示高信号且ADCmap呈黑色,则病变为真正的扩散受限;若高信号而ADCmap呈白色,则为假病变。但需注意,“白”与“黑”是相对概念,更准确的描述应使用表观扩散系数。
此外,弥散加权像有时可能呈现假阴性,即使病变在T2加权像中呈低信号。这是因为弥散加权像反映的是扩散而非T2信号本身。ADCmap用于区分扩散受限和假病变,可以帮助诊断肿瘤、脓肿、血栓等。
上图展示了一例肝脓肿的弥散加权成像结果。在DWI图像上,脓液呈现高信号,同时ADC图显示低信号,这表明脓液区域存在弥散受限。值得注意的是,肝脓肿并未出现强化现象,而其脓肿壁的弥散则不受限制,并且在增强扫描后,脓肿壁出现了明显的强化。
上图展示了一例肝细胞癌的弥散加权成像结果。在DWI图像上,癌灶呈现高信号,同时ADC图显示低信号,这明确指出了癌灶的弥散受限特性。值得注意的是,在增强扫描后,动脉期癌灶出现了显著强化,而在门静脉期则迅速廓清,这一特征有助于与肝脓肿等其他肝脏疾病进行鉴别。
上图展示了一例门静脉血栓患者的影像结果。在增强扫描下,我们可以清晰地看到肝右叶呈现出树枝状的低强化区域。同时,DWI图像显示为高信号,而ADC图则显示为低信号,这进一步证实了病变的弥散受限特性。对于以血栓和亚急性期出血为主要成分的血肿,其高黏稠度特性会导致扩散受限。而弥散加权成像技术正好可以捕捉到这种扩散受限的特征。