Gd-DTPA对中枢神经系统扩散加权成像影响的初步临床研究.docx

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1、Gd-DTPA对中枢神经系统扩散加权成像影响的初步临床研究 褚圣雅Gd-DTPA对中枢神经系统扩散加权成像影响的初步临床研究摘要 目的：讨论钆对比剂Gd-DTPA对中枢神经系统扩散加权成像（DWI）图像质量及表观扩散系数（ADC）影响。方法：前瞻性采集38例头部核磁（MR）增强检查的患者，平均年龄（47.617.8）岁。扫描机器采用GE Signa HDxt 3.0T超导型磁共振仪，肘静脉团注0.1 mmol/kg体重的钆对比剂Gd-DTPA后，约3.4 min进行横断面单次激发平面回波（EPI）序列进行DWI扫描（b值为0 s/mm2和1 000s/mm2）。数据统计采用配对t检验对增强前后

2、DWI图像的信号噪声比（SNR）、对比噪声比（CNR）和ADC值进行对比。结果：正常和病变脑组织在钆对比剂增强前后的SNR和CNR无显著的统计学差异。对于正常脑外组织，增强前后的SNR和CNR同样无显著差异。对于病变脑外组织，在b=1000 s/mm2时扫描DWI时，增强前后的SNR和CNR也无显著差异，但是在b=0 s/mm2时（即常规T2加权EPI扫描），SNR（P=0.038）和CNR（P=0.015）在增强后显著降低。对于脑内病变组织、正常组织和脑外正常组织，ADC值在增强前后均无显著的统计学差异。对于脑外病变组织，钆对比剂增强后ADC值显著降低（P=0.005）。结论：在临床中对于对

3、比剂增强后仍有必要重复DWI扫描的患者，增强后高b值DWI图像的信号变化可以用于定性判断脑疾病。对比剂注射后间隔时间可能是在一定程度上影响ADC值的重要因素。钆对比剂增强DWI扫描时采用高b值可以用于正常脑组织和疾病脑组织的诊断，而对于低b值的DWI图像用于脑外富血病变诊断时若测量ADC值需要尽量在增强扫描前进行。 关键词 Gd-DTPA；中枢神经系统；扩散加权成像；表观扩散系数；核磁共振A preliminary clinical study of the effects of Gd-DTPA on diffusion-weighted imaging of the central nerv

4、ous systemAbstract Objective: to investigate the effect of gadolinium contrast agent Gd-DTPA on image quality and apparent diffusion coefficient (ADC) of central nervous system diffusion-weighted imaging (DWI). Methods: 38 patients with head MRI enhancement were prospectively collected, with an aver

5、age age of 47.6 17.8 years. GE Signa HDxt 3.0T superconducting magnetic resonance instrument was used as the scanning machine. Gd-DTPA, a gadolinium contrast agent with body weight of 0.1mmol /kg, was injected into the cubital vein mass, and then the cross-sectional single-excitation plane echo (EPI

6、) sequence was performed after about 3.4 min (b values were 0 s/mm2 and 1 000 s/mm2). Paired t test was used to compare the SNR, CNR and ADC values of DWI images before and after enhancement. Results: there were no statistically significant differences between normal and pathological brain tissues i

7、n SNR and CNR before and after gadolinium contrast enhancement. There was no significant difference in SNR and CNR before and after enhancement in normal extra-axial tissues. For the pathological extra-axial tissues, there was no significant difference in SNR and CNR before and after enhanced DWI sc

8、anning at b=1 000 s/mm2, but at b=0 s/mm2 (namely conventional T2-weighted EPI scanning), SNR (P=0.038) and CNR (P=0.015) were significantly reduced after enhanced. There was no statistically significant difference in the ADC values of the brain lesions, normal tissues and normal extra-axial tissues

9、 before and after enhancement. For extracerebral lesions, ADC value was significantly reduced after gadolinium contrast enhancement (P=0.005). Conclusion: In clinical practice, the signal changes of enhanced high b-value DWI images can be used to qualitatively determine brain diseases of patients wh

10、o are necessary to repeat DWI scanning after gadolinium contrast enhancement. The interval time after injection of contrast agent may be an important factor affecting the ADC value to some extent. Gadolinium contrast enhanced DWI scanning with high b value can be used for the diagnosis of normal bra

11、in tissue and diseased brain tissue, while for low b value DWI images used for the diagnosis of extracerebral hyperemia lesions, if the ADC value is need to be measured, it should be carried out before the enhanced scan.key words Gd-DTPA; central nervous system; diffusion weighted imaging; apparent

12、diffusion coefficient; nuclear magnetic resonance目 录1前 言11.1设计原理11.2研究目的及意义21.3本研究拟解决的主要问题32材料与方法32.1临床资料32.2扫描设备与方法32.3图像处理与数据测量42.4统计学分析43结 果43.1患者资料43.2扩散加权成像的信号噪声比和对比噪声比的注射前后差异比较53.3 注射前后组织表观扩散系数的比较54讨 论64.1扩散加权成像及钆对比剂对其成像的影响机制64.2钆对比剂对扩散加权成像的信号噪声比和对比噪声比的影响74.3钆对比剂对组织表观扩散系数的影响84.4血脑屏障对钆对比剂的影响及b值

13、的诊断意义8结 论9参考文献10致 谢111前 言磁共振成像（MRI）是神经科疾病最重要的检查手段之一，具有敏感、无创等优点，对神经科疾病的临床诊疗有着深远而持续的影响 Wiener J I, Jr J T K, Moore J R, et al. The value of diffusion-weighted imaging for prediction of lasting deficit in acute stroke: an analysis of 134 patients with acute neurologic deficitsJ. Neuroradiology, 2001, 4

14、3(6):435-441.。1.1设计原理所谓序列（sequence）就是射频脉冲、梯度场和信号采集时间等相关各参数及其在时序上的排列组合。组合不同则序列不同，常见的序列包括自旋回波序列（SE序列）、自由感应衰减序列（FID序列）、梯度回波序列（FEE序列）、混合序列（MIX序列）等，因此可以达到不同图像权重（对比度）的效果 Tzika A A, Zarifi M K, Goumnerova L, et al. Neuroimaging in Pediatric Brain Tumors: Gd-DTPAenhanced, Hemodynamic, and Diffusion MR Imagi

15、ng Compared with MR Spectroscopic ImagingJ. Ajnr American Journal of Neuroradiology, 2002, 23(2):322-33.。MRI序列繁多，每个序列都能侧重反映组织间某种特性的差别。为了使各种组织和病变在视觉上更好地展示，可以调整回波时间、RF脉冲的重复时间等特征参数，从而突出侧重的图像（weighted image），而这里的侧重就是经常说的加权（weighted），比如最常用的T1加权成像（T1WI）侧重反映组织间的T1弛豫时间对比，同样的，T2加权成像（T2WI）侧重反映组织间的T2弛豫时间对比。人体中

16、不同组织结构有差异，限制组织中水分子扩散运动的阻碍物的排列和分布也不同。水分子的扩散运动在各方向上受到的限制可能是对称的，这样的扩散运动称之为各向同性扩散（isotropic diffusion）。相反，如果在各方向上受到的限制不对称，则为各向异性扩散（anisotropic diffusion）。人体组织中普遍存在的是各向异性扩散，例如最典型的是脑白质神经纤维束，其神经轴突呈直线状，且神经细胞膜和髓鞘也顺着长轴方向包裹在轴突表面，那么组织内的水分子的扩散运动在长轴方向是相对自由的，但是在垂直于长轴的各个方向，其扩散运动就会明显受到细胞膜和髓鞘这些组织结构的限制。扩散加权成像（diffusio

17、n weighted imaging, DWI），也称弥散加权成像，是MRI检查中的一种特殊技术，这种技术于20世纪90年代初中期发展起来，国内于90年代中期引进，侧重反映组织间水分子扩散情况的图像对比。DWI的扫描方法是在自旋回波成像（EPI）序列上加入一种叫做“扩散敏感梯度”的脉冲，其意义就是能够显示出不同组织因为水分子扩散速度不同而导致的信号差异。DWI常用的是SE EPI T2WI序列成像，因而这样扫描得到的图像同时包含了组织间的T2弛豫对比信息和水分子扩散的对比信息。DWI技术可应用的序列有很多，包括GRE、SE、FSE、单次激发FSE 序列等，另外T1WI、 T2WI 或T2*WI

18、 序列也可用于DWI扫描。目前国内临床较为常用是单次激发SE-EPI DWI 序列和SE 线扫描DWI 序列。b值为扩散敏感系数，是施加的扩散敏感梯度场参数，反映水分子扩散运动的敏感度。在较为常用的SE-EPI DWI序列中，b值的计算公式如下：b = 2G22 (-/3)式中代表旋磁比；G代表梯度场强度；代表梯度场持续时间；为两个梯度场间隔时间。b值对DWI成像具有非常大的影响，b值越高，水分子扩散运动越敏感，组织内的水分子随机的扩散运动就越剧烈，质子信号衰减就会越明显。对于静态组织（b=0 s/mm2）在施加梯度扩散序列时，自旋质子发生去相位，而施加序列结束后，质子会由于反向梯度发生复相位

19、，所以静态组织的信号衰减并不明显。反映组织扩散特性的一个重要指标就是表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC），单位为mm2/s。ADC值越大，表明水分子扩散运动越强。在组织病变中，病理性组织与正常组织存在差异，细胞外间隙水分子的扩散空间不同，表现出的ADC值也不同，DWI上的信号也不同，从而可以无创地在分子水平敏感地判断出病变，因此DWI成为目前颅脑MRI最常用的技术。以调整医学成像为目的将某种特定物质引入体内，从而改变机体局部的影像对比度，这种被引入的物质就是对比剂（contrast medium），也称造影剂 中华医学会放射学分会. 对比剂使用

20、指南（第1版）J. 中华放射学杂志, 2008(3):320-325.。用于MRI的对比剂包括顺磁性对比剂、铁磁性对比剂和超顺磁性对比剂，其中顺磁性对比剂钆剂是影像科临床最常见的 杨晓锋, 涂蓉. 磁共振钆靶向对比剂的研究现状及展望J. 国际医学放射学杂志, 2016, 39(5):549-554.。MRI检查中，引入对比剂一般是同于提高图像的信噪比、增加病灶和正常组织成像的对比度、观察组织血供情况或研究血流动力学特点等用途。1.2研究目的及意义DWI是侧重反映组织间水分子扩散情况的对比，是目前颅脑MRI最常用的序列之一，而ADC是评价脑组织水分子是否运动正常的一个重要标准，DWI扫描与ADC

21、图结合起来逐渐成为神经系统检查的常规方法。在中枢神经系统疾病的影像诊断中，无疑MRI是目前最优秀的技术，DWI技术也可以说是神经科医生最常用的序列之一，其成像速度快，对很多疾病的诊断都能起到非常重要的作用，但常规MRI难以分辨是组织中含水量增多还是肿瘤存在、血脑屏障破坏与否、有无较小的肿瘤浸润、有无复发肿瘤存在等。有时在常规MRI中，某种肿瘤与其周围正常组织的信号强度差异极为不明显，因而图像对比度较低。针对以上问题，应用钆对比剂Gd-DTPA常常能弥补常规MRI的不足，提高其敏感性和特异性，因此DWI常与Gd-DTPA增强检查结合。既往国内外研究钆对比剂对脑DWI成像和ADC值的影响尚不完善，

22、特别是缺乏3.0T高场MR用于中枢神经系统的数据，因此本研究拟讨论钆对比剂Gd-DTPA对中枢神经系统扩散加权成像（DWI）图像质量及表观扩散系数（ADC）影响。1.3本研究拟解决的主要问题本研究旨在解决以下4个主要问题：1. 分析钆对比剂对DWI成像质量的影响。2. 讨论钆对比剂强化DWI成像的影响因素。3. 分析钆对比剂对ADC值的影响。4. 讨论本研究在临床诊断领域的指导意义。2材料与方法2.1临床资料对2018年8月至12月某医院进行头部MR增强检查的患者进行前瞻性收集，其中患者共38例，男性20例，女性18例，年龄17-75岁，平均（47.617.8）岁。所有患者均被告知并签订了知情

23、同意书，自愿接受试验方案中各序列的MR扫描检查。2.2扫描设备与方法所有患者进行的MRI检查都是采用GE Signa HDxt 3.0T超导型磁共振机器扫描，系统配置有鸟笼式头部正交线圈。扫描顺序是先进行常规轴位T1WI、T2WI、液体衰减翻转恢复序列（FLASIR）及矢状位T1WI扫描，然后进行增强前DWI扫描，最后采用三平面增强T1WI扫描。采用单次激发自旋回波（EPI）序列进行脑横断面成像，其扫描层面平行于前-后联合连线。扫描参数如下：TR/TE=6500 ms/90 ms，视野230 mm230 mm，矩阵256256，层厚6 mm，图像层面与常规轴位扫描保持一致，增强前后的T1WI图

24、像参数和层面一致。b值为0 s/mm2和1 000 s/mm2。对比剂增强是通过肘静脉团注0.1mmol/kg体重的钆对比剂Gd-DTPA（商品名马根维显，拜耳先灵医药公司生产）后，再进行DWI扫描。2.3图像处理与数据测量所有MR图像均被传送到随机器自带的AW 4.4工作站，由一名中枢神经领域资深影像医师进行阅片。在增强前后的DWI图（b为0 s/mm2和1 000 s/mm2）和ADC图对信号噪声比（又称信噪比，signal-to-noise ratio, SNR）和对比噪声比（contrast-to-noise, CNR）分别进行计算。计算公式如下：SNR = S/ SDnoiseCNR

25、 = (Slesion - Snormal)/ SDnoiseS表示信号强度，SDnoise表示背景噪声的标准差。采用AW 4.4工作站的Functool软件对ADC值进行测量，计算方法是两点法。正常组织的感兴趣区（ROI）选取没有病变的半卵圆区，病灶区选区实质区，即T1WI病灶强化区，测算每次检查这些区域的平均信号强度及标准差。面积小于50个像素的病灶区，即小于约50mm2的区域，这样的数据应该剔除，另外，被试数据受头动影响的参考值较大者也应该剔除。所有以上ROI均由同一位医师设定，保证钆对比剂增强扫描前后位置和大小基本一致。2.4统计学分析各项检测结果计量数据用平均值标准差表示，计数资料以

26、百分比表示。所得数据的统计分析采用SPSS 22.0软件进行，增强前后两组数据的对比使用配对t检验， P0.05表示两组数据具有统计学显著性差异。3结 果3.1患者资料将38例患者的DWI图像进行初筛，根据数据处理标准，将病灶面积太小（8处病变）和受头动影响较大（2处病变）的数据剔除后一共获得48处病变。这48处病变中有30处脑内病变，其中胶质瘤15处，转移性脑肿瘤9处，淋巴瘤3处，脑脓肿1处，脑脱髓鞘疾病1处，发作性头晕1处。除此之外，还有18处脑外病变，其中包括8处垂体腺瘤，7处成血管细胞癌和3处脑膜癌。3.2扩散加权成像的信号噪声比和对比噪声比的注射前后差异比较DWI图像的SNR和CNR

27、值如表1所示，其中分别列出了注射钆对比剂增强前、后的值。对于正常脑组织和病变脑组织，两个参数在增强前后无显著的统计学差异，而对于正常脑外组织，增强前后的SNR和CNR同样没有表现出显著的差异性。对于病变脑外组织，在b=1000 s/mm2时扫描DWI时，钆对比剂增强前后的SNR和CNR也无显著差异，但是未施加扩散梯度场（即在b=0 s/mm2）时，表现为常规的T2加权EPI成像，此时SNR（P=0.038）和CNR（P=0.015）在增强前后的差异是显著的，且增强后比增强前显著降低。表1 对比剂注射前后的信号噪声比（SNR）、对比噪声比（CNR）和表观扩散系数（ADC）值Table 1 Sin

28、gle-to-noise (SNR), contrast-to-noise (CNR) and apparent diffusion coefficient (ADC) before and after contrast medium injection所有组织All tissues (n=48)脑内组织Intra-axial (n=30)脑外组织Extra-axial (n=18)病变Lesion正常Normal病变Lesion正常Normal病变Lesion正常Normal各向同性DWIIsotropic DWI (b=1000 s/mm2)SNRBefore27.310.54*23.24

29、.928.413.823.24.323.711.223.54.9After CM28.113.422.74.928.912.822.54.726.313.023.74.7P-*-CNRBefore8.29.89.313.24.310.4After CM8.511.49.814.25.813.9P-T2加权DWIT2 weighted DWI (b=0 s/mm2)SNRBefore54.221.034.86.953.918.633.87.340.218.632.88.2After CM53.920.733.97.252.718.134.98.238.422.932.25.8P-0.038-CN

30、RBefore16.918.318.323.912.920.8After CM16.220.218.719.211.321.2P-0.015ADC值 ADC value (10-3mm2/s)ADCBefore19.20.830.830.211.730.620.850.212.310.320.830.32After CM19.00.340.730.121.690.340.740.102.080.240.920.10P-0.005-*meanSD; *-: no statistical significant difference.3.3 注射前后组织表观扩散系数的比较本研究对钆对比剂增强前后A

31、DC值的变化情况进行了分析，如表1所示，从脑内病变组织、正常组织和脑外正常组织上来看，三者的ADC值在增强前后均无显著的统计学差异。值得注意的是，对于脑外病变组织，钆对比剂增强后ADC值（10-3mm2/s）从2.310.32显著降低至2.080.24（P=0.005）。4讨 论本研究中两个重要的衡量参数分别是SNR和CNR，为反映钆对比剂增强前后的成像变化，对上述两个参数分别进行了测算。SNR是信号值和噪声值的比值，其中噪声值以其标准差形式表示。SNR比值越大，组织的信号成分就越凸显，最终的MRI图像质量就越高。CNR是病变组织的噪声比与正常组织的噪声比之差。因此通过对比两个参数在钆对比剂强

32、化前后的变化，即可反映DWI成像质量的变化。4.1扩散加权成像及钆对比剂对其成像的影响机制DWI序列是在普通自旋回波序列（T2W EPI）的基础上，在180聚焦脉冲两侧施加两个对称扩散敏感梯度场，实际上是人为地在该方向上制造磁场不均匀。在第一个扩散敏感梯度作用后，正常情况下，质子所处的位置会由于布朗运动发生变化，那么在此基础上，再施加反向扩散敏感梯度时，质子无法完全实现相位重聚，因此质子信号衰减明显，因此通过观察施加扩散梯度前后信号的变化，了解组织的结构特点。DWI成像技术为SE-EPI T2WI序列，所以DWI图像信号强度素不仅受相应组织水扩散运动强度的影响，还受T2特性影响，即T2穿透效应

33、。因此，DWI信号较高时，不一定是由于分子扩散受限、ADC下降所致，也有可能是T2WI高信号导致。所以临床中DWI图像应与T2WI图和ADC图同时对比分析阅片。在未引入顺磁性物质时，质子间成对的偶极子相互作用，在局部磁场产生波动，从而出现了T1和T2弛豫现象。人为地引入不成对的顺磁性物质时，电子的磁化率远远高于质子的磁化率，所以在局部磁场产生的波动更加巨大。此时大部分电子的运动频率与Larmor频率相近，因而大大缩短了邻近的质子的T1、T2弛豫时间，形成质子偶极子-电子偶极子之间的相互作用，这种相互作用使得质子磁豫增强，最终使得T1和T2弛豫时间缩短。因此，钆对比剂Gd-DTPA可能通过缩短T

34、2弛豫时间，从而降低DWI图像的信号。在有不成对电子的顺磁性物质存在时，由于电子的磁化率约为质子的657倍，从而产生局部巨大磁场波动。此时，大部分电子的运动频率与Larmor频率相近，而使邻近质子的T1、T2弛豫时间缩短，即形成所谓质子偶极子-电子偶极子之间的偶极子-偶极子相互作用，引起所谓质子磁豫增强，其结果造成T1和T2弛豫时间缩短。因此，对比剂可能通过缩短T2弛豫时间，从而增加了不同组织间的信号对比度，提高了MRI成像的分辨率。当b值升高，分子的布朗运动增强，即扩散受限减少，ADC值升高，信号衰减增加，此时在DWI图像上就会呈现为低信号。然而，提高b值是通过分别延长梯度脉冲时间和梯度脉冲

35、间隔时间来完成的，所以提高b值会使DWI图像SNR降低。同时，提高b值会造成比较长的回波时间，进而使得信号衰减增加，呈现DWI低信号。钆对比剂在国内临床上最常见的是Gd-DTPA，其化学名为二乙烯三胺五乙酸钆络合物，又称钆喷酸葡胺。Gd-DTPA是一种钆（Gd）的螯合物，其中Gd离子带有3个正电荷，且含7个不成对的电子，属顺磁性较强的金属离子 Yan C, Huang D Q, Shih G, et al. Signal Change in the Dentate Nucleus on T1-Weighted MR Images After Multiple Administrations o

36、f Gadopentetate Dimeglumine Versus GadobutrolJ. Ajr American Journal of Roentgenology, 2016, 206(2):414-9.。对比剂本身不产生信号，最终成像信号仍然来源于质子。对比剂通过影响质子的弛豫时间，间接改变组织的信号强度，改变质子周围的磁场。大量注射时，还能明显缩短周围组织的T2及T2*弛豫时间，从而可以增加不同组织间的影像对比度 Robert P , Lehericy, Stphane, Grand S , et al. T1-Weighted Hypersignal in the Deep Ce

37、rebellar Nuclei After Repeated Administrations of Gadolinium-Based Contrast Agents in Healthy Rats: Difference Between Linear and Macrocyclic AgentsJ. Investigative Radiology, 2015, 50(8):473-80., Lu Q, Bui D, Liu N F, et al. Magnetic Resonance Lymphography at 3T: A Promising Noninvasive Approach to

38、 Characterise Inguinal Lymphatic Vessel LeakageJ. European Journal of Vascular & Endovascular Surgery the Official Journal of the European Society for Vascular Surgery, 2012, 43(1):106-111.。理想的对比剂进入人体后能够选择性分布在病变组织，使靶组织弛豫时间缩短，增加病变组织的信号强度，增强显像效果，这与常规的T2WI类似。4.2钆对比剂对扩散加权成像的信号噪声比和对比噪声比的影响研究发现，无论是正常脑组织还是

39、脑病变组织，在钆对比剂增强扫描前、后DWI图像的SNR和CNR均无显著性差异，该结果Yamada等 Yamada K, Kubota H, Kizu O, et al. Effect of Intravenous Gadolinium-DTPA on Diffusion-Weighted ImagesJ. Stroke, 2002, 33(7):1799-1802.、Chen等10和Fitzek等 Fitzek C, Mentzel H J, Fitzek S, et al. Echoplanar diffusion-weighted MRI with intravenous gadolini

40、um-DTPAJ. Neuroradiology, 2003, 45(4):592-597.的报道结果一致。通过脑外组织的研究发现，对于健康脑外组织，钆对比剂增强前后SNR和CNR均无显著性差异，然而，在对病变脑外组织的扫描中发现，虽然在b=1000 s/mm2时扫描DWI时，钆对比剂增强前后的SNR和CNR也无显著差异，但是在b=0 s/mm2时，SNR（P=0.038）和CNR（P=0.015）在增强前后差异显著，且增强后两参数比增强前均显著降低。研究结果显示，钆对比剂对对脑内组织成像的增强效果不显著，即对T2的缩短效应不显著，而对脑外组织成像在b=0 s/mm2时的增强效果显著，即能够显

41、著缩短T2，钆对比剂可使T2加权的EPI图像的SNR和CNR均降低。另外，在3.0T场强的结果显示，钆对比剂注射后进行的非即刻重复DWI扫描对高b值DWI的显像效果无显著影响。由此可知，在临床中对于对比剂增强后仍有必要进行重复DWI扫描的患者（如多方位或多b值DWI扫描），可以根据增强后高b值DWI图像的信号变化来定性判断脑疾病，而低b值的DWI图像用于脑外病变的诊断时需要全面分析和谨慎解释。4.3钆对比剂对组织表观扩散系数的影响ADC不仅可以反映组织中质子的扩散自由度，还可以反映毛细血管微循环（灌注）效应的程度。本研究结果发现，钆对比剂增强后，会使脑外病变组织的ADC值显著降低，这可能是由于

42、毛细管微循环（灌注）效应受到了抑制，而这种抑制是由血管内钆对比剂的强顺磁性特点所致 Chen G, Jespersen S N, Pedersen M, et al. Intravenous administration of Gd-DTPA prior to DWI does not affect the apparent diffusion constant.J. Magnetic Resonance Imaging, 2005, 23(5):685-689.。钆对比剂不仅对弛豫时间有影响，而且还会通过其首过灌注效应导致细胞外间隙减少，从而降低组织的ADC值8。血流灌注对ADC的影响呈正相

43、关，换言之，血流活动增强则ADC升高，反之，血流活动受到抑制，ADC的值则会降低。Wolf等 Wolf R L, Zimmerman R A, Clancy R, et al. Quantitative apparent diffusion coefficient measurements in term neonates for early detection of hypoxic-ischemic brain injury: initial experience.J. Radiology, 2001, 218(3):825.研究中报道，这种血流灌注对ADC值的正向影响在低b值（0-300

44、s/mm2）时表现得较为显著。随着钆对比剂注射后间隔时间的延长，钆对比剂逐渐从血管内进入组织，其对ADC值的影响也逐步从血管内转移到了血管外，值得注意的时，这种降低ADC值的效应到了血管外会有所降低9。在脑外组织内，钆对比剂通过抑制血流活动降低ADC的作用比在脑组织内较强，这是由于颅内血液只占脑容量的非常小的部分，所以对ADC的影响较脑外组织较为轻微，这也为本研究中脑外组织ADC显著降低而脑内组织ADC无显著变化的结果做出了一定的解释。因此，对比剂注射后间隔时间可能是在一定程度上影响ADC值的重要因素，而关于注射后间隔时间，甚至是对比剂注射剂量、MRI磁场强度等因素对ADC值的影响不失为一个重

45、要的研究题目，有待未来进一步探讨。4.4血脑屏障对钆对比剂的影响及b值的诊断意义在DWI扫描时，将b值调为0，且设置长重复时间和长回波时间，这样产生的图像就是T2WI对比（SE-EPI）或T2*WI对比（GRE-EPI）图像。随着b因子增大（通常为5001000 s/mm2），图像的对比度也由T2权重逐步向扩散权重转变。当MR图像中病变组织的高信号并非由于T2时间延长，而是反映ADC降低时，就形成所谓的DWI。ADC的值的大小不仅仅取决于水分子的扩散程度，其他形式的运动对ADC的影响也非常敏感，如毛细血管微循环（血流灌注）。b值是施加的梯度磁场强度，当b值较低时，血流灌注对ADC值的影响更敏感

46、，因此在一定程度上能够作为评价局部组织微循环血流灌注的潜在参考因素，但低b值条件下对ADC值测量的结果稳定性较差，因此在反映水分子扩散程度方面还比较有限。反之，在高b值条件下进行DWI扫描，ADC对水分子扩散更为敏感，此时在反映组织内水分子的扩散运动方面更为有效。研究发现正常脑组织在钆对比剂增强前后其DWI成像质量无显著变化，这是由于血脑屏障对钆对比剂有限制作用。对于脑内乏血供性病变，由于入脑的血量较少，钆对比剂对血流灌注产生的效应和漏出蓄积效应较低，所以钆对比剂对脑乏血供病变的DWI成像影响较小。对于脑外乏血供性病变，钆对比剂对灌注效应的影响同样较低，其对DWI图像质量影响同样不明显。对于大

47、部分富血供脑外病变和一部分富血供的脑内病变，钆对比剂的影响较大，DWI成像质量会在一定程度上降低，特别是低b值的DWI图像（如b=0 s/mm2的常规T2加权EPI图像）和ADC值测定时，影响较大。因此，钆对比剂增强DWI扫描时采用高b值，而临床中对于低b值的DWI图像用于脑外病变诊断时需要谨慎解释。结 论钆对比剂对对脑内组织成像的增强效果不显著，在3.0T场强中钆对比剂注射后进行的非即刻重复DWI扫描对高b值DWI的显像效果无显著影响。因此，在临床中对于对比剂增强后仍有必要重复DWI扫描的患者，增强后高b值DWI图像的信号变化可以用于定性判断脑疾病。在脑外组织内，钆对比剂降低ADC的作用比在脑组织内较强，对比剂注射后间隔时间可能是在一定程度上影响ADC值的重要因素。在脑内乏血供性病变和脑外乏血供性病变中，钆对比