Evaluation of ADC ratio in Diffusion-Weighted Imaging: Application for liver focal lesions and brain tumors

Abstract

Diffusion-weighted imaging or DWI is based on the study of the diffusion of water molecules between and within cells. This technique provides information about the cellular structure of tissues by calculating the apparent diffusion coefficient or ADC; thereby quantifying the rate of water diffusion and providing information on tissue microstructure and cellularity. The objective is to generate ADC maps with reliable values aiming to differentiate between benign and malignant lesions. We studied a total of 31 patients with liver lesions or brain tumors. As part of this study we noted that it is possible to differentiate a benign lesion from a malignant lesion using the ADC value but the age of the patient must be taken into consideration because it plays a major role. We also noted that there are several other factors which affect the value of ADC such as the image acquisition parameters, including the choice of the (b) value and the region of interest (ROI). This affirms the important role that a medical physicist must play in mastering the physical parameters linked to the generation of DW images that are of clinical value and useful to calculate reliable ADC values ==================================================================================================== L’imagerie pondérée de diffusion ou DWI est basée sur l’étude de la diffusion des molécules d’eau entre et au sein des cellules. Cette technique donne des informations sur la structure cellulaire des tissus en calculant le coefficient de diffusion apparente ou ADC ; quantifiant ainsi le taux de diffusion de l'eau et fournissant des informations sur la microstructure et la cellularité des tissus. L’objectif étant de générer des cartes ADC avec des valeurs fiables dont le but de différencier les lésions bénignes et malignes. Nous avons étudié au total 31 patients présentant des lésions hépatiques ou des tumeurs cérébrales. Dans le cadre de cette étude nous avons constaté qu'il est possible de différencier une lésion bénigne d'une lésion maligne à l'aide de la valeur de l'ADC mais l'âge du patient doit être pris en considération car il joue un rôle majeur. Nous avons constaté également qu'il existe plusieurs autres facteurs qui affectent la valeur de l'ADC comme les paramètres d'acquisition de l’image DW notamment le choix de la valeur de (b) et de la région d’intérêt (ROI). Ceci affirme le rôle important que doit jouer un physicien médical dans la maitrise des paramètres physiques liés à la génération des images DW de valeur clinique et utilisables pour un calcul fiable des valeurs ADC.