彌散（diffusion）是描述水和其他小分子隨機熱運動（布朗運動）的術語。人體組織中，彌散運動受生物膜和韌帶等的限制，具有方向性。水分子也可以跨越組織彌散，尤其是從彌散受限到彌散自由的區(qū)域。宏觀看，水分子的凈移動可通過表觀彌散系數(shù)（ADC）描述，并通過應用兩個梯度脈沖測量，其成像機制與相位對比MRA類似。在DWI，正常組織中的水分子可以自由、隨機運動，因位置和相位發(fā)生變化，氫質(zhì)子磁矩難以形成重聚，并因失相位導致信號丟失，表現(xiàn)為較低信號；病變組織中的水分子彌散受限，位置恒定，在RF激發(fā)脈沖和相位重聚脈沖的作用下，氫質(zhì)子磁矩能夠重聚，形成MR信號，表現(xiàn)為相對高信號。

DWI的信號強度變化取決于組織的ADC狀態(tài)和運動敏感梯度（MPG）的強度。MPG由b因子（即彌散梯度因子，又稱b值）控制。b因子實際上決定ADC參與構(gòu)成圖像對比度的份額，即彌散權(quán)重的程度。在DWI掃描序列中，如果采用長TR和長TE，且b＝0，將形成普通的T2WI對比（SE－EPI）或T2*WI對比（GRE－EPI）圖像。隨著b因子增大（通常為500 s ～1 000 s/mm2），圖像的對比度也由T2權(quán)重逐步向彌散權(quán)重轉(zhuǎn)變。當MR圖像中病變組織的高信號并非由于T2時間延長，而是反映ADC降低時，就形成所謂的DWI。是否開啟MPG是DWI與常規(guī)MRI的不同點（圖47）。在常規(guī)MRI的信號強度中，彌散效應引起的信號衰減不足2%，對總的信號強度幾乎沒有影響。因此，常規(guī)MRI不能反映彌散效應。

圖47　彌散加權(quán)像形成示意圖

圖中MPG代表MRI系統(tǒng)施加的運動敏感梯度