扩散加权成像中的不同b值成像
磁共振规范化成像或者说规范化扫描一直是一个特别吸引眼球的话题，也是很多人喜欢讨论的一个焦点。对于磁共振成像而言涉及到方方面面的内容，从扫描范围到精准定位、从序列选择到参数优化等等。但是，对于磁共振成像的规范化问题笔者坚定认为不只是定位、划线、序列选择，这些固然非常重要，而另一方面，对于每个序列的具体使用也涉及到一个规范化问题。在扫描一个FSE序列的T1或者T2加权成像时我们需要密切关注TR、TE、回波链长度以及各种序列成像选项等，这样才能保证我们选择的扫描序列能够对于最后的诊断和鉴别诊断发挥最大的临床价值。这样的规范在扩散加权成像中也是一个很现实的问题。影响扩散成像图像质量的因素很多，本文重点讨论一下b值的选择问题。
图片说明：这里展示的扩散加权成像的序列示意图。在SE序列基础上施加一对大小相等极性相同（这对梯度在180°聚焦脉冲的两侧）或相反（这对梯度在180°聚焦脉冲的一侧）扩散敏感梯度，运动质子和静止质子在该扩散敏感梯度作用下会产生不同的相位变化，运动质子会因此发生信号衰减，而静止质子理论上不受影响。
到底什么是b值？：大家在实际临床工作中经常会听到高b值、低b值或者多b值扩散加权成像，那么到底什么是b值呢？通常扩散加权成像序列就是在SE序列基础之上施加一对扩散敏感梯度，该扩散敏感梯度也称为运动检测梯度（Motion Probing Gradient, MPG）。该运动检测梯度对于水分子扩散行为的敏感程度受几个因素的影响：扩散梯度的大小、单个梯度叶持续时间、两个梯度叶之间的时间跨度等都会影响运动质子最后的信号衰减程度，综合这几个方面的因素采用了一个集成参数来描述该扩散敏感梯度的属性，这个指标就是扩散加权成像中的b值。
描述b值大小的公式与解读：b=γ2G2δ2(△-
)，这个公式就是b值的具体计算公式。这个公式中涉及到三个变量：使用的扩散梯度梯度场强、单个梯度叶的持续时间、两个梯度之间的时间跨度。很显然理论上我们可以通过三个不同的变量来达到相同的b值，但考虑到图像的信噪比等因素，通常会优先选择使用更大的梯度场强来实现期望达到的b值。对于一台磁共振成像设备而言，其梯度性能对于扩散加权图像的图像质量影响很大，同时，扩散加权成像也对磁共振的梯度性能提出了更高的苛刻的要求。系统所能实现的最大梯度场强、梯度系统的保真度和稳定性都是影响扩散加权成像图像质量的重要因素。了解这些对于我们理解扩散加权成像不同b值选择带来的机遇和挑战都有很重要的指导意义。
不同b值选择对于扩散加权成像图像对比的影响：在进行扩散加权成像过程中对于b值的深入理解是扩散加权成像规范化扫描的重要基础。在前面推文中曾提及为了计算ADC这个参数需要进行两个不同b值的扫描，这样通过对数转换才能计算出ADC。一般的扩散加权成像进行两个b值扫描，低b值通常选择0，这时相当于用EPI信号读取获得一幅具有T2加权对比的本底图像，为了减少一些慢血流信号的干扰，有些厂商低b值也可能采用一个类似50这样的低b值成像，这个低b值成像的好处是实现更好的血流信号抑制，这对于突出病灶显示具有一定的意义。在临床实际工作中有时为了发现某些囊性转移病灶也会有意识的进行低b值扩散成像。通常扩散加权成像中的另一个b值的选择会综合考虑多个方面的因素，图像信噪比、成像区域扩散特性等。b值较低时图像信噪比高，但对于发现扩散异常不敏感，而选择更高的b值时则图像的信噪比、几何畸变相对更明显，但对于发现扩散异常更敏感。不同的b值选择具有不同的临床应用价值，作为使用者要做到具体问题具体分析根据临床需求选择合理的b值。
图片说明：结肠癌明确有无肝内转移。本例中选择b=100进行低b值成像，肝静脉血流信号被充分抑制，清晰显示肝内多个囊性转移病灶。
图像说明：小脑蚓部占位病变，低b值成像（b=300,500时）病变呈稍高信号改变，这是因为低b值时T2加权对比更明显，病变因为水分增多表现为高信号改变。当b=1000时，因为T2冲蚀效应病灶显示不清。
图片说明：与上图为同一病例，当选择更高的b值成像时逐渐突出扩散加权图像的扩散对比，在b值选择2000和3000时病变呈低信号改变，提示病变为扩散更自由的病变。
正确理解多b值扩散加权成像的临床价值：现在很多厂商都提供了一次成像进行多b值成像的成像序列。我个人觉得这个多b值成像对于我们定性的发现病变和理解病变的扩散特性有重要价值。但关于低b值分析能够用于病变灌注评估的实用价值需要慎重思考。虽然低b值扩散成像时微循环内血流假性随机灌注的影响比较明显，但仅凭此就认为低b值成像时测量的ADC就能反映病变的灌注水平是非常片面的。事实上对于那些扩散更自由的病变或者囊性病变，低b值成像的ADC就无法区分是灌注所导致的ADC升高还是因为病变本身的扩散更自由所致。从这个意义而言，我们还很难单纯根据多b值成像然后依托于某个后处理模型就能取代灌注成像。但是通过多个病例观察特别是肿瘤病变的观察，多b值扩散成像能够更敏感的发现肿瘤病变，同时对于明确肿瘤病变的生物学行为能提供非常有价值的影像学依据。
图片说明：右颞部占位病变，增强扫描病灶强化较明显。ASL灌注成像及DSC灌注成像均提示病灶为低灌注改变。
这里分享的病例是一个颞部占位病变，虽然增强扫描病变强化比较明显但在ASL灌注成像以及DSC(动态磁敏感对比)灌注成像均提示病变为低灌注改变。可见增强扫描和灌注成像不是一个概念。增强扫描反映的是血脑屏障是否存在（脑外肿瘤不存在血脑屏障）或完整而灌注成像反映的是病变的微循环灌注改变。同一个病例我们采用多b值扩散成像，结果如下：
图片说明：右颞部占位病变，常规扩散加权成像（b=1000时）病灶呈低信号改变，eADC病变呈低信号改变，提示病变属于扩散更自由的改变。在多b值拟合分析中高b值拟合提示ADC升高，低b值拟合也提示ADC升高，其实这些拟合的ADC都提示病变扩散更自由，但如果把低b值ADC理解为对于病变的灌注评估就不正确了。
高b值扩散成像的重要临床价值：在临床实际工作中进行高b值扩散加权成像对于明确病变的扩散特性以及对于肿瘤病变的生物学行为或者良恶性评估都有重要价值。对于某些成像部位如前列腺，因为器官本身结构特点的影响客观上需要采用较高的b值成像才能更敏感的发现病变。前列腺外围叶由诸多腺体构成，其内含有长T2弛豫属性的前列腺液。只有在较高b值的扩散加权成像时才能更好的克服T2透射效应并明确肿瘤类病变。对于很多头部肿瘤病变而言采用更高b值的扩散加权成像能够明确病变的扩散属性，高b值扩散成像对于判断肿瘤良恶性程度有重要的参考价值。
图片说明：这里对比显示采用较高的b值能更好的突出前列腺内占位病变。前列腺扩散加权成像在客观上要求采用更高b值成像，这无论对于发现病变还是显示病变边界都有重要意义。
图片说明：脑内占位病变进行不同b值扩散成像，当b值为3000时病变仍呈明显的高信号改变，提示病变内细胞密度较大，灌注成像显示病变呈明显高灌注改变。术后证实为高级别胶质瘤。
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