DWI-Sequenz
Synonym: diffusionsgewichtete Bildgebung
Englisch: diffusion weighted imaging
1. Definition
Eine DWI-Sequenz ist eine MRT-Sequenz, die eine zentrale Rolle bei der Diagnostik von Hirninfarkten und Tumoren spielt. Sie erfasst die Bewegung von Wassermolekülen in verschiedenen Geweben. DIe Abkürzung DWI steht für "diffusion weighted imaging".
2. Hintergrund
Die DWI-Sequenz ist eine T2-ähnliche Sequenz, die i.d.R. auf einer SE-EPI-Sequenz beruht. Sie misst die Brown'sche Molekularbewegung bzw. die Diffusion von Wassermolekülen. Die Diffusion in einem einzelnen Volumen wird durch eine Vielzahl an Kompartimenten bestimmt:
- Diffusion innerhalb der Intrazellulärflüssigkeit (Zytoplasma, Organellen)
- Diffusion innerhalb der Extrazellulärflüssigkeit (interstitielle Flüssigkeit, intravaskuläre Flüssigkeit, Lymphome, Hirnventrikel etc.)
- Diffusion zwischen intra- und extrazellulären Kompartimenten
Der jeweilige Beitrag der einzelnen Faktoren hängt von dem Gewebe und der Pathologie ab. Je weiter ein Wassermolekül während der Sequenz diffundiert, desto mehr ist es unterschiedlichen Gradientenstärken ausgesetzt und desto mehr wird es dephasiert, was das MRT-Signal verringert. Wie stark das Signal durch die Diffusion abgeschwächt wird, wird durch den b-Wert bestimmt.
In der DWI-Sequenz gilt vereinfacht:
- Je geringer die Diffusion, desto heller ist das DWI-Signal und desto geringer ist der ADC-Wert (s.u.).
Da die DWI-Sequenz aus technischen Gründen der T2-Sequenz ähnelt, kann es sich bei einem hellen Fleck eventuell auch nur um Wasser handeln (Shine-through-Effekt). Um zu differenzieren, wendet man ADC-Maps an, die ein Negativbild darstellen.
Bei einem akuten Hirninfarkt führt beispielsweise die Bewegung von Wasser in das intrazelluläre Kompartiment und die resultierende Zellschwellung (zytotoxisches Ödem) mit Einengung des Extrazellularraums zu einem Abfall der ADC-Werte. Umgekehrt steigen bei einem vasogenen Ödemen (Hirnödem), hervorgerufen durch eine Störung der Blut-Hirn-Schranke, die ADC-Werte.
Man findet Läsionen mit reduzierter DWI-Sequenz auch bei Krankheitsbildern, die nicht einem Schlaganfall entsprechen, z.B. bei Abszessen, Tumoren und demyelinisierenden Erkrankungen (z.B. MS, Devic-Syndrom, akute disseminierte Enzephalomyelitis). Maligne Tumoren haben zum Beispiel eine pathologische Gewebestruktur, die zu einer eingeschränkten Diffusion führt.
Die Abnahme der Diffusionsrate wird allgemein als Diffusionsrestriktion ("restricted diffusion") bezeichnet.
3. Indikationen
Typische Indikationen der DWI-Sequenz sind:
- Früherkennung eines Hirninfarkts
- Diagnostik der multiplen Sklerose
- Differenzierung akuter vs. chronischer Schlaganfall
- Differenzierung Epidermoidzyste vs. Arachnoidalzyste
- Differenzierung Abszess vs. nekrotischer Tumor
- Einstufung von Prostataläsionen (PIRADS)
- Differenzierung Cholesteatom vs. Otitis media