5-2-2014 updated

正常な組織では，細胞と細胞の間に間質があり，間質の水分子はかなり自由に動いている。一方，自己融解などによって細胞が肥大すると，細胞内の水分子も，その周囲の間質の水分子も自由に動けなくなる。このような「動けない水分子」を画像化する方法が DWI である（1）。急性の脳虚血診断法として重要である。

磁場の中にある原子核（磁性核 magnetic nucleus）を励起させるために照射するパルスを ratio-frequency (RF) パルスという。RFパルスを浴びた原子核はエコー信号を発し，これを検出することでNMRやMRIのデータが得られる。パルス照射からエコー信号を受け取るまでの時間を echo time (TE) といい，通常 10 ms のオーダーである。

-> 詳細はNMRの原理を参照

ここで，パルス照射からエコー信号を受け取るまでの間に磁場に変化が生じると，エコー信号にも影響が出ることが予想される。これが DWI 撮影の原理である（1）。

1. DWI では，T2-weighted image のパルス系列を基本とし，180˚パルスの前後に検出したい水分子の動きの方向に傾斜磁場（MPG; motion probing gradient）をかける。
2. 水分子が MPG の中を動くと，エコー信号を出さなくなる。
3. 死んだ細胞は浸透圧で膨れ上がり，細胞質の水分子が動きにくくなる。このような場所が，DWI では高シグナルの場所として検出される。

1. 今西ほか 2009a (Book). 心から納得・理解できるMRI原理とMRS. 医療科学社.