不同指数模型磁共振弥散加权成像在脑胶质瘤中的应用研究
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不同指数模型磁共振弥散加权成像在脑胶质瘤中的应用研究
作者：杨磊 张凤翔
来源：《健康之路（医药研究）》2014年第11期
【中图分类号】R-1 ; ;【文献标识码】B ; ;【文章编号】1671-8801（2014）11-0357-02 核磁共振弥散加权成像（diffusion ;weighted ;imaging. DWI）是目前能在活体进行水分子扩散测量与成像的唯一方法。能够反映人体组织的微观几何结构。细胞内外水分子的转移与跨膜运动、温度等变化。通过检测生物体内水分子运动状态的改变而间接的反映组织结构和细胞密度等信息[1]，，随着不断的深入研究，DWI 能对肿瘤从分子水平进行评估，进而对脑占位病变尤其是脑胶质瘤进行更加明确的诊断和分级，监测和评估疗效及预后。
1 DWI的基本原理
扩散加权成像主要依赖水分子的布朗运动，通过氢质子的磁化来标记水分子，而不干扰它的弥散过程。因此能够较为真实的反映生物体内水分子的弥散情况。影响DWI 信号的因素有扩散敏感系数b 值、T2透射效应及ADC 等。b 值由梯度脉冲的强度和持续时间决定，主要反映DWI 水分子扩散的敏感程度，随着梯度强度的增加对扩散会更加敏感，b 值越高对水分子扩散越敏感，组织信号衰减越明显，但同时也降低了图像的信噪比。水分子在细胞外间隙的移动受诸多因素的影响，如：液压、浓度、渗透压、温度及细胞外间隙的空间几何形状等。因此用表观扩散系ADC 来反映整体组织结构特征，并代替真正扩散系数D 公式如下：ADC=㏑（S2/S1）（b1-b2） ;通常b 值范围在0-1000s/mm2之间，我们按照经典的单指数模型进行运算获得ADC 值和DWI 图。如果超过这个范围，则需要应用其他模型计算如：双指数模型和拉伸指数模型。随着磁共振设备及软件不断的发展b 值范围最大可达到10000s/mm2 。现阶段我们常用的DWI 扩散加权衰减方式有以下三种。
1.1单指数模型：单指数模型DWI 在临床研究已经很成熟，应用也十分广泛，其中主要的测量参数是标准ADC 值，来反映整体组织结构特征，这里就不再做详细赘述。
1.2双指数模型：我们可以通过双指数模型来获得组织细胞内和细胞外的扩散信息情况，因此把组织扩散分为快速质子池和慢速扩散质子池，分别对应细胞外扩散和细胞内扩散，其中主要的测量参数为ADCfast 和ADCslow 。
1.3拉伸指数模型：通过Bennett et al[2]研究认为活体组织结构及水分子运动非常复杂，双指数模型不能更准确的反映生物水分子的扩散状况。因此一种新的指数模型被提出，即基于拉伸指数函数理论的拉伸指数模型。其涉及的测量参数分别有DDC （分布扩散系数）和α值两个。其中DDC 是由多指数衰减成分组成的一个ADC 值分布的加权和，代表体素内平均扩散