拡散強調像(DWI)とは、水の分子が動きにくい所ほど白く写るMRIの撮り方です。発症して間もない脳梗塞は、CTやT2強調像ではまだ見えなくても、DWIでは早くから白く光ります。#28のFLAIRに続いて、研修医のハジメくんと、DWIが光るしくみ、ADCとセットで見る理由、時間による変化と見落としを防ぐ見方を整理します。
先に結論
- 拡散強調像(DWI)とは、水の分子が動きにくい所が白く光る撮り方。新しい脳梗塞は早い時期から白くなる。
- DWIで白いときは、ADC(見かけの拡散係数)で黒い(低い)かをいつも確かめる。黒ければ本当に水が動きにくい。
- DWIで白くてもADCが黒くなければ、T2の白さが透けているだけ(T2 shine-through)のことがある。
目的から読む: 拡散強調像(DWI)とは / 白く光るしくみ / ADCの見方・T2 shine-through / 脳梗塞の時間による変化 / 見落としを防ぐ見方 / 脳梗塞以外で白くなるもの
拡散強調像(DWI)とは: T2ではまだ見えない脳梗塞が光る
拡散強調像(DWI)は、発症して間もない脳梗塞を、T2強調像やFLAIRより早く白く写せるMRIの撮り方です。
動物の実験では、血管をふさいでから約45分でDWIが白くなったのに対し、T2強調像では2〜3時間たってもはっきりしませんでした(Moseley 1990)。人でも、発症から12時間以内にDWIとFLAIRを撮った543例で、急性の梗塞はDWIで95%に見えたのに、FLAIRで見えたのは50%でした(Thomalla 2011)。
T1強調像・T2強調像のきほんは#27、FLAIRは#28で扱いました。撮り方ごとに何を探すかは頭部MRIの読み方で見る順番と合わせて確かめられます。
DWIが白く光るしくみ: 水の分子が動きにくい所
DWIは、水の分子がよく動く所ほど信号が弱く(黒く)、動きにくい所ほど白く残る撮り方です。梗塞では細胞がふくらんですき間が狭くなり、水が動きにくくなるので白く光ります。
血流が止まると細胞のポンプが動かなくなり、水が細胞の中にたまります(細胞性浮腫)。動きにくい水が細胞の中に急に増えることが、早い時期にDWIが白くなる理由の1つと考えられています(Moseley 1990)。細胞性浮腫と血管性浮腫の違いは、細胞性浮腫と血管性浮腫の違いでDWI・ADCの見え方と合わせて見られます。
ADCの見方: DWIで白いときはT2 shine-throughを見分ける
ADC(見かけの拡散係数)は、水がどれだけ動けるかを計算で地図にしたものです。動きにくい所は黒く(低く)写り、T2の白さはまざりません。DWIで白いときは、同じ場所のADCが黒いかを見ます。
| DWI | ADC | 読み方 |
|---|---|---|
| 白い(高信号) | 黒い(低値) | 本当に水が動きにくい(拡散制限)。新しい梗塞など |
| 白い(高信号) | 黒くない(正常〜高値) | T2の白さが透けている(T2 shine-through)ことがある |
| 白くない | 白い(高値) | 水がよく動く。古い梗塞のあとなど |
梗塞のDWIの白さは、時期によって中身が変わります。30例を調べた研究では、発症から2日までは主にADCの低下、3〜7日になるとT2の延長がDWIの白さの主な理由になっていました(Burdette 1999)。日がたった梗塞ほど、DWIの白さだけで「新しい」と決めず、ADCをあわせて見ます。
ADCマップの意味とT2 shine-throughの実例は、T2 shine-through(T2シャインスルー)とはで脳梗塞との見分け方と合わせて確認できます。
脳梗塞のDWI・ADCは時間とともに変わる
梗塞のADCは、はじめの1週間ほど低く、2週目ごろにもとの値に近づき(偽正常化)、そのあと高くなります。DWIの白さは1週間ほどあまり変わらず、そのあと少しずつ弱まります(Lansberg 2001)。
| 発症からの時間(目安) | DWI | ADC | FLAIR・T2 |
|---|---|---|---|
| 数時間以内 | 白い | 黒い(低値) | まだ白くないことが多い |
| 1週間ごろまで | 白い | 黒い(低値)が続く | 白くなる |
| 2週目ごろ | 白さが弱まりはじめる | もとの値に近づく(偽正常化) | 白い |
| それ以降 | 弱まる(T2の白さが透けて残ることがある) | 高くなる(白い) | 白い |
101例の研究でも、ADCの低下は発症から少なくとも96時間続き、7日以降に偽正常化から上昇へ向かいました(Schlaug 1997)。27例を何回も撮った研究では、ADCが低いことは、梗塞ができて10日未満であることを感度88%・特異度90%で示しました(Lansberg 2001)。時間は目安で、人や梗塞の大きさで変わります。
この「DWIでは見えるのにFLAIRでは見えない」組み合わせをDWI-FLAIRミスマッチと呼びます。543例の研究では、発症4.5時間以内の人を感度62%・特異度78%・陽性的中率83%で見分けました(Thomalla 2011)。発症時刻のわからない人(目が覚めたら症状があった人など)で、このミスマッチを手がかりに血栓溶解療法を選んだ試験では、90日後に生活に支障のないほど回復した人が53%と、偽薬の42%より多くなりました。頭蓋内出血はやや多めでした(Thomalla 2018)。ミスマッチは発症時刻を決めるものではなく、時間がたっていない「手がかり」として使います。
DWI・ADC・FLAIRの時間による変化は、脳梗塞のMRI・CT画像の経時的変化で実際の画像と合わせて見られます。
DWIで見落としを防ぐ: 全部めくって光る点を探す
DWIは黒い背景に白い点が光るので、小さな梗塞も見つけやすい撮り方です。そのかわり、大きな梗塞を見つけても、上から下まで全部の高さをめくってほかの光る点を探します。
小さな点が別の血管の領域にもあれば、梗塞の原因を考える手がかりになります。見つけた点はADCでも黒いかを1つずつ確かめます。
脳梗塞以外でDWIが白くなるもの
DWIで白くなるのは新しい脳梗塞だけではありません。膿や細胞の多い腫瘍など、水が動きにくいものは白くなり、ADCも低くなります。T2で白いものが透けることや、頭の底のゆがみで白っぽく見えることもあります。
| DWIで白く見えるもの | ADC | 手がかり |
|---|---|---|
| 新しい脳梗塞 | 低い(黒い) | 血管の領域に合う。急な症状 |
| 膿(脳膿瘍など) | 低い(黒い) | 中の膿が白く光る。発熱など |
| 細胞の多い腫瘍 | 低めのことがある | かたまりとして見える。経過がゆっくり |
| T2で白いもの(T2 shine-through) | 低くない | T2強調像でも白い |
| 頭の底のゆがみ(アーチファクト) | — | 副鼻腔や耳のそば。空気と骨の境目 |
DWIで白い病変の場所ごとの見分け方は脳MRIでDWI(拡散強調像)高信号を見たときの鑑別診断、膿の見え方は脳膿瘍のMRI画像診断で症例と合わせて見られます。
ゆがみのしくみと見分け方は、アーチファクトの回で扱います。「光ったらADC」。今日はこれを持って帰ってください。
よくある勘違い
Q. 拡散強調像で白ければ、新しい梗塞で確定?
いいえ。拡散強調像にはT2の白さもまざるので、ADCで黒い(低値)かを確かめます。梗塞以外にも、膿や細胞の多い腫瘍などで白くなります。
Q. ADCでも梗塞は白く光る?
いいえ。新しい梗塞はADCでは黒く(低く)見えます。拡散強調像で白く、ADCで黒い組み合わせが「水が動きにくい」サインです。
Q. 古い梗塞も拡散強調像で光る?
時間がたつと、ADCはもとに戻り、さらに白くなっていきます。拡散強調像の白さも弱まります。T2の白さが透けて白っぽく残ることはあるので、ADCとあわせて見ます。
今日のまとめ
- 拡散強調像は水の分子が動きにくい所が白く光り、新しい脳梗塞を早くから見つけられる。
- 拡散強調像で白いときは、ADCで黒い(低値)かをいつも確かめる。黒くなければT2の白さが透けているだけのことがある。
- 見え方は時間で変わる。小さな梗塞を見落とさないよう、上から下まで全部めくる。
参考文献
- Moseley ME, Cohen Y, Mintorovitch J, et al. Early detection of regional cerebral ischemia in cats: comparison of diffusion- and T2-weighted MRI and spectroscopy. Magn Reson Med. 1990;14(2):330-346. PubMed
- Burdette JH, Elster AD, Ricci PE. Acute cerebral infarction: quantification of spin-density and T2 shine-through phenomena on diffusion-weighted MR images. Radiology. 1999;212(2):333-339. PubMed
- Schlaug G, Siewert B, Benfield A, Edelman RR, Warach S. Time course of the apparent diffusion coefficient (ADC) abnormality in human stroke. Neurology. 1997;49(1):113-119. PubMed
- Lansberg MG, Thijs VN, O’Brien MW, et al. Evolution of apparent diffusion coefficient, diffusion-weighted, and T2-weighted signal intensity of acute stroke. AJNR Am J Neuroradiol. 2001;22(4):637-644. PubMed
- Thomalla G, Cheng B, Ebinger M, et al. DWI-FLAIR mismatch for the identification of patients with acute ischaemic stroke within 4·5 h of symptom onset (PRE-FLAIR): a multicentre observational study. Lancet Neurol. 2011;10(11):978-986. PubMed
- Thomalla G, Simonsen CZ, Boutitie F, et al. MRI-Guided Thrombolysis for Stroke with Unknown Time of Onset. N Engl J Med. 2018;379(7):611-622. PubMed
症例画像は各図の引用元のとおりです。
画像診断を無料で学べるコンテンツ
腹部画像診断を症例で学ぶ
4日に1回、朝6時に症例が届き、実際に画像をスクロールして読影する講座です。90症例以上・1年以上続く講座で、医師・医学生・放射線技師・看護師など10,000名以上が参加中です。
講座に参加する(無料) →
