扩散加权磁共振成像(DWI)

扩散加权磁共振成像(diffusion-weighted imaging, DWI)是20世纪90年代初中期发展起来的MRI新技术。DWI能够无创地测量生物组织内水分子的扩散速度。水分子扩散是一个三维过程，在理想环境下，水分子沿各个方向的扩散速度使相同的，称为各向同性扩散。然而，在人体组织内，水分子受到各种因素的影响（如脑白质纤维，由于髓鞘阻碍了水分子垂直于纤维方向的扩散，水分子表现为沿纤维束方向扩散），在各个方向上的扩散程度不相同，称为各向异性扩散。人体组织内中水分子扩散运动是各向异性的。DWI能够通过图像灰度信号描述人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息，从而间接反映组织微观结构，为临床诊断提供有用信息。

衡量扩散大小的数值称为扩散系数，通常用D表示，即一个水分子单位时间内扩散运动的平局范围，单位是。D值越大，水分子扩散运动越强。由于水分子扩散受人体多种因素影响，因此常用表观扩散系数(ADC)来衡量水分子在人体组织内的扩散强度。DWI信号可表示为：

其中表示b值为0的信号，b为扩散梯度因子。由此可以看出，在b值不变的情况下，ADC越大，信号值越小，ADC越小，信号值越大，因此DWI图的灰度值大小与分子的扩散强度成反比。

DWI图像噪声要高于常规MR图像噪声，尤其是进行高分辨率或高b值成像时。DWI图像中的噪声会模糊掉图像细节，影响临床诊断和后续的量化分析。通过平均多次采集数据的方法可以提高DWI图像信噪比，但这种方法是以增加成像时间作为代价，在实际应用中不具有可行性。另外一种是通过后处理技术对DWI图像和量化参数图进行去噪，这种方法的优点是不增加成像时间。DWI图像噪声一般服从莱斯或非偏心卡方分布。