2.1.2在线视频

同学们大家好

今天这一讲我们来学习探索

微观水世界的流动密码

磁共振扩散加权成像DWI的临床应用

首先我们要知道

发现超早期脑梗死是DWI的优势

超急性期脑梗死是指发病时间小于6小时

急性期脑梗死的发病时间为6小时到三天

DWI图均显示为高信号

亚急性期是指发病时间为三天到三周的脑梗死

随着血管源性水肿的加重

细胞外间隙水分增多 扩散速度加快

直到与脑组织相同

这时候大约是梗死后10天

此时DWI图表现为等信号

慢性期的脑梗死是指发病时间为三周到三个月

梗死区发生软化 会出现快速弥散

因此DWI图为低信号

同学们 我们来看一下这幅图

这位患者我们看到左侧的颞枕叶

有大片状的扇形的异常信号影

DWI图为高信号ADC图为低信号

这是超早期脑梗死

这个病例也是超早期脑梗死

我们看到在右侧的基底节区

有大片状三角形的异常信号区

DWI图显示为高信号 ADC图显示为低信号

第3个病例我们看到

在患者左侧的颞叶和枕叶

有非常大范围的片状的不规则的异常信号影

DWI图为高信号 ADC图为低信号

这一例是急性期的脑梗死

接下来让我们来学习DWI

在颅内囊性病变鉴别诊断当中的应用

颅内囊性病变的种类非常多

在ct和常规MR上鉴别有一定的困难

在DWI图上

脑脓肿和表皮样囊肿均为高信号

而肿瘤坏死 脑囊虫病

还有蛛网膜囊肿和胶样囊肿DWI显示为低信号

大家看一下这个病例

患者的桥前池和右侧的桥 小脑角池

我们可以看到一个

片状得非常不规则的异常信号

DWI图呈现高信号 ADC图呈现低信号

接下来这个病例和刚才的病例信号

刚好是相反的

这个患者在右侧的颞枕叶可以看到

类椭圆形 不规则的片状的异常信号

靠近脑表

DWI图呈现低信号 而ADC图呈现高信号

这两个病例表皮样囊肿与蛛网膜囊肿

在DWI上截然相反的表现

反映了这两种囊肿的内容物的不同

表皮样囊肿

其内含有细胞碎屑 角蛋白 胆固醇等物质

呈粘稠胶冻状 水分子扩散受限

因此DWI图为高信号

而蛛网膜囊肿囊内的液体是脑积液

因此细胞内外的水分子可以自由运动

扩散不受限 DWI图为低信号

接下来我们看另外一组病例

这个病例我们可以看到

右侧大脑半球右侧的额顶叶

有一个类圆形的不规则的异常信号区

病变有包膜

在DWI图上病变的中心为高信号

ADC图病变为低信号

第2个病例呢跟刚才那个病例

它的信号完全一致

我们看到在左侧的顶叶后部

有一个类圆形的异常信号影

DWI图呈现为高信号 ADC图呈现低信号

这两个病例呢都是脑脓肿

为什么脑脓肿会呈现这样的异常信号呢

因为脓肿内脓腔包含炎性细胞

细菌坏死组织和大量蛋白的这种高粘稠液体

在此类的液体中

由于炎性细胞和大分子物质的大量堆积

造成其细胞外水的浓度较高

水分子的运动速率明显减低 扩散受限

所以DWI图呈现高信号

而ADC呈现低信号

好 同学们

接下来我们再看一个其他的病例

我们看到这位患者

右侧的额颞叶有一个大范围的病灶

呈现明显的占位效应

这是一个占位病变

在这个占位病变的中心

我们看到类圆形的异常信号影

DWI图呈现低信号 而ADC图呈现高信号

这是一个新型细胞瘤三级的肿瘤内的坏死区

脑肿瘤的这个囊变坏死区

它和脑脓肿不一样

脑肿瘤内的囊变坏死区

是以浆液性的坏死物为主的

其内没有炎性细胞

而且腔内液体的蛋白含量比较少

液体的粘稠度很低

因此细胞外水的浓度比较低

对水分的扩散阻抗减低

扩散运动相对非常自由

因此DWI图呈低信号 而ADC图呈现高信号

接下来我们一起来学习

DWI在脑肿瘤鉴别诊断中的应用

对于肿瘤细胞密度高 细胞外间隙小者

DWI图信号高于脑实质 ADC图信号降低

比如淋巴瘤PNET和某些恶性的胶质瘤

而对于肿瘤细胞密度D细胞外间隙较大者

DWI图上信号低于脑实质ADC图的信号增高

比如良性新型细胞瘤 血管母细胞瘤等等

另外我们可以测量肿瘤周围水肿区的ADC值

有助于对脑肿瘤的鉴别诊断

好 同学们我们来看这一组图

图1的病例是左侧顶叶弥漫大B细胞淋巴瘤

A图DWI是病造成明显高信号

B图ADC图上是病灶呈低信号

接下来我们来看图2

图2的患者呢是左侧侧脑室新型细胞瘤三级

A图DWI上病灶实质成分呈低信号

B图 ADC图上

病灶实质成分部分呈稍高信号

在颅内得很多肿瘤中水分子

的扩散速度是不同的

所以通过比较DWI信号的变化

以及测量ADC值

可以真实的反映肿瘤内部生物学信息

DWI信号及ADC之间存在负指数函数关系

中枢神经系统淋巴瘤镜下可以看到

瘤内含有丰富的网状纤维及细胞成分

核比较大而细胞质少 核/浆比高

细胞密集导致水分子的运动受限

ADC值低于正常脑白质

DWI上呈高信号

而胶质瘤肿瘤组织微循环较正常组织块

其间质的比例高

肿瘤组织细胞外水分子比例较高

所以其肿瘤组织内水分子

扩散程度较正常组织高

ADC值高于正常脑白质

DWI上呈现稍低型号

研究表明

颅内淋巴瘤的ADC值明显低于3~4级新型细胞瘤

这样的特点有助于对这两种疾病的鉴别诊断

好 同学们我们再来看另外一组图

图1的病例是左额叶心形胶质细胞瘤三级

A图为DWI图 肿瘤囊变坏死区呈明显的低信号

瘤壁呈等信号 外缘毛糙呈晕状改变

与周围水肿带分界不清

B图为HE染色

我们可以看到肿瘤边界与周围组织分界不清

瘤周大量肿瘤细胞侵润

我们再看图2

图2的病例是右侧颞顶叶3~4级新型胶质细胞瘤

A图为DWI图

我们可以看到肿瘤囊变坏死区

呈明显的低信号流B呈等信号

靠中线 外侧缘毛糙 呈晕状改变

与周围水肿带分界不清

B图为HE染色

瘤周肿瘤细胞侵润由近及远逐渐减少

接下来我们有必要提一下胶质瘤

瘤周水肿发生的机制

胶质瘤 瘤周水肿发生的机制非常复杂

一般认为有下面5个因素

第一胶质瘤 新生血管 血脑屏障 形态不规则

结构不完整 内皮细胞缺氧蜕变

表现为连接处有间隙或者有开口

基底膜破坏

第2个因素

高级别胶质瘤分泌缓激肽白三烯血小板活化因子

导致血脑屏障的通透性增高

3 瘤细胞分泌的血管内皮生长因子

是促进新生血管生成

和血管通透性增强的重要因素

第4个因素

肿瘤会压迫周围 引流静脉

引起微循环障碍等

血流动力学的改变会进一步加重水肿程度

第5个因素

肿瘤细胞浸润周围脑组织

其同样含有大量发育不成熟的肿瘤血管

也可以引起血管源性水肿

恶性胶质瘤容易沿着脑白质神经纤维素

及血管周围呈侵润性生长

其周围水肿带内有肿瘤细胞散在侵润

肿瘤侵袭范围与瘤周水肿程度一致

而且越接近瘤体区肿瘤细胞侵润越明显

这可能是发现恶性胶质瘤边缘晕状改变的原因

即在DWI图像上表现为肿瘤边缘毛糙呈晕状

其病理基础主要是恶性胶质瘤

周围较远侧有更多的肿瘤细胞侵润

更大程度的阻碍了水分子的扩散

因此胶质瘤周围水肿ADC值降低

低于转移瘤瘤周水肿区的ADC值

好 我们再来看接下来这组病例

图3的病例是左额叶转移性低分化鳞状细胞癌

A图DWI图

肿瘤囊变坏死区呈明显低信号 囊壁呈等信号

外缘与周围水肿带的分界非常清楚

B图为HE 染色肿瘤边缘与周围组织分界较清楚

图4是左顶叶转移性低分化腺癌

A图为DWI图

肿瘤囊变坏死区的囊腔呈低信号

瘤壁呈稍高信号

外源与周围水肿带的分界非常清楚

B图为HE染色

我们看到肿瘤边缘与周围脑组织的分界很清楚

那么图3和图4为什么会有这样的改变

我们要知道脑转移瘤的肿瘤血管

与起源组织血管相似

而不具备血脑屏障破坏

瘤周水肿程度往往与

转移瘤的组织学类型有一定的关系

一般转移性腺癌的瘤周水肿很明显

而以水肿程度与病灶的大小不成比例为特点

另外转移瘤的细胞起源于

原发肿瘤细胞的亚克隆

有保持原肿瘤组织的特性

主要呈一个膨胀性的生长

较少呈浸润性生长

与周围组织分界清楚

其瘤周水肿多为单纯血管源性水肿

水肿时细胞外液增多和组织间液增多

有利于水分子的扩散

所以在DWI图上转移瘤的边缘很清楚

瘤周水肿信号均匀

因此转移流净流 水肿区ADC值高于高级别的胶质瘤

综上所述

恶性胶质瘤和脑转移瘤在DWI上的边缘特征

及其瘤周水肿带的ADC值分析

基本反映了他们的病理基础

这些对两者的鉴别诊断具有重要的价值

好 同学们

最后我们来了解一下扩散成像方法的拓展

DWI只能反应扩散 敏感梯度场 方向水分子的运动

而其他方向的扩散运动则不能够检测出来

为了全面反映组织

在各个方向上水分子的扩散情况

我们需要在多个方向施加扩散敏感梯度场

如果我们在多个方向 比如6个以上

分别施加扩散敏感梯度场

则可对每个体素水分子扩散的各向异性做出准确的检测

这种MRI技术是扩散张量成像DTI

利用DTI技术

可以很好的反映脑白质纤维素的走向

除此之外还有b值扩散系数的简化双指数研究IVIM

小视野扩散成像FOCUS等等技术

这些新的技术都在脑科学的研究中

发挥着非常重要的作用

好 同学们今天这一讲

我们主要学习了扩散加权成像DWI的临床应用

相信同学们对这项新技术有了一定的了解

感谢大家的聆听

再见