本文是一篇关于磁共振成像（MRI）中扩散加权成像（DWI）技术的研究论文，主要探讨了扩散时间（diffusion time）和回波时间（echo time）对表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）的影响。该研究由Jens Johansson、Kerstin Lagerstrand、Isabella M. Björkman-Burtscher、Mats Laesser、Hanna Hebelka和Stephan E. Maier等作者共同完成，发表于2024年10月的《Investigative Radiology》期刊。研究团队来自瑞典哥德堡大学Sahlgrenska学院、瑞典Sahlgrenska大学医院以及美国哈佛医学院Brigham and Women’s医院。
ADC是MRI中用于区分正常与异常脑组织的重要诊断标志物，尤其在脑肿瘤的诊断和治疗监测中具有重要价值。然而，随着现代MRI设备梯度性能的提升，扩散时间和回波时间的可调范围显著扩大，这可能影响ADC的测量结果。本研究旨在探讨扩散时间和回波时间的变化对ADC的影响，特别是在正常脑组织和脑肿瘤中的表现。研究的目标是为临床实践中ADC的定量分析提供更可靠的依据，并优化多中心研究中的扫描协议。
研究在3T MRI扫描仪上进行，招募了10名健康志愿者和10名脑肿瘤患者。实验设计包括不同的扩散时间（16 ms、40 ms、70 ms）和回波时间（60 ms、75 ms、104 ms），并使用3个b值（0、100、1000 s/mm²）进行扩散加权成像。此外，研究还通过降低梯度幅度（从68 mT/m降至19 mT/m）来模拟低梯度性能系统。在健康志愿者中，ADC测量集中在6个深部灰质区域和6个白质区域；在脑肿瘤患者中，ADC测量则集中在肿瘤的实体部分。
研究结果显示，随着扩散时间的增加，6个深部灰质结构的ADC值有小幅但显著的增加（最高达2.5%）。而随着回波时间的增加或梯度性能的降低，6个白质结构的ADC值有小幅但显著的下降（最高达2.6%）。在脑肿瘤中，扩散时间相关的ADC变化不一致，没有明显的趋势。对于扩散性高于1.0 μm²/ms的肿瘤，延长回波时间会导致ADC显著增加（最高达12%）；而对于扩散性低于或等于1.0 μm²/ms的肿瘤，ADC则没有变化或有所下降。梯度性能降低也观察到类似的结果，ADC增加最高达21%。重复实验的变异系数为2.4%。
研究表明，在正常脑组织中，扩散时间和回波时间的变化对ADC的影响较小，可以忽略不计。然而，在脑肿瘤中，ADC的变化可能对定量分析产生显著影响，尤其是在多中心研究或治疗监测中。因此，研究强调了在ADC研究中报告所有相关时间参数的重要性，并建议在制定扫描协议时考虑这些影响。
研究还探讨了梯度性能对ADC的影响，发现梯度性能的降低会导致ADC的增加，特别是在高扩散性肿瘤中。这一发现为未来MRI设备的优化提供了新的思路。此外，研究还通过重复实验验证了ADC测量的可重复性，进一步增强了研究结果的可靠性。
总的来说，这项研究为MRI扩散加权成像技术在临床中的应用提供了重要的理论支持和实践指导，特别是在脑肿瘤的诊断和治疗监测中具有重要的科学和应用价值。