到目前为止，磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是能够在活体组织中进行水分子弥散测量的唯一方法。DWI反映了水分子的微观扩散运动，是从细胞及分子水平研究疾病的病理生理状态的一种技术，可用于判断功能及定性诊断。DWI主要用于脑缺血的早期诊断，近年来随着MR技术的飞速发展，DWI在中枢神经系统及全身各系统病变的应用日益广泛并受到重视。
颅内囊性病变主要包括先天性囊性病变、感染性病变及囊变-坏死性肿瘤。根据囊液性质不同又可分为囊液类似于脑脊液或浆液的囊性病变、囊液中以含蛋白或黏液为主的囊性病变、以含角蛋白和胆固醇为主的囊性病变、含细胞坏死物为主的囊性病变。不同病变之间的病理特征相同或相近，但囊液性质不同，有的病理特征不同但囊液性质相似或相同。因此，颅内囊性病变在DWI上的表现多样，而不同病理特征的囊性病变的DWI的表现也存在重叠。而不同类型囊性病变的临床治疗原则及选择的手术方式明显不同，因此鉴别诊断尤为重要。由于此类病变在MRI上一般呈长T1、长T2信号，有部分病变常规MRI鉴别困难。由于不同囊性病变的病理过程不同，囊液理化性质存在差异，因此囊液中水分子微观运动状态不同，DWI正是通过反映生物组织中水分子的微观变化对病变进行定性诊断，因此，DWI对囊性病变具有较高的诊断及鉴别诊断价值。
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颅内囊性病变的共同特点是囊液内水分子大量聚集，而且不同种类的囊性病变囊液理化性质不同，造成水分子的扩散程度不同，DWI上反映的信号强度亦不同，因此，DWI可对不同类型的囊性病变进行诊断及鉴别。
类似于脑脊液的囊性病变的DWI信号特点
主要包括蛛网膜囊肿、神经上皮囊肿(脉络丛囊肿、室管膜囊肿、脉络膜裂囊肿)、穿通畸形囊肿等。此类囊肿囊液性质类似于脑脊液，脑脊液的特点是含有大量水分，略带黏性，总蛋白含量低、细胞数少，不含黏蛋白，类似于血浆和淋巴液。因此，此类囊性病变囊液中水分子的运动在各个方向上相对自由，其ADC值与脑脊液的相近，于DWI上呈低信号，但当合并出血、高蛋白内容物或流动变缓(蛛网膜囊肿)时，MRI信号将变复杂。穿通畸形囊肿由于与蛛网膜下腔或脑室系统相通，其ADC值与脑脊液一致，于DWI上呈低信号。总之此类病变均呈长T1、长T2信号，DWI上均呈低信号，仅挔据信号特点鉴别困难，但根据其发生部位不同可予以鉴别，如脉络膜裂囊肿，病变位于脉络膜裂走行区
以蛋白为主的囊性病变的DWI信号特点
主要包括胶样囊肿、Rathke裂囊肿、肠源性囊肿等。胶样囊肿内容物由上皮分泌和裂解产物慢慢聚集而成，囊内充满黄绿色黏稠的凝胶状物质，其内富含黏蛋白，还含有血红蛋白衍生物、泡沫细胞及胆固醇结晶等，其囊内水分子扩散受到一定的限制，其DWI信号强度要高于以含脑脊液为主的囊性病变，ADC值降低；Rathke裂囊肿囊液为白色黏液样或胶冻状，部分为草黄色清亮液体，囊液中主要含蛋白质及黏多糖，也可见陈旧性出血、胆固醇结晶或脱落皮屑等，于DWI上呈低信号；肠源性囊肿的内容物性质多样，可以为均质浆液、清亮的水样液体、也可为胶冻状物，其内主要含有黏蛋白，扩散不受限或轻度受限，受限程度与其内蛋白质含量有关，于DWI上呈低信号。故根据此类病变的DWI信号特点对其进行鉴别诊断存在困难，但其发生部位明显不同，可依此进行鉴别诊断。胶样囊肿好发于室间孔区，发生部位是其诊断的主要依据；Rathke裂囊肿多位于鞍内及鞍上；肠源性囊肿常位于后颅窝，脑干的前方。
以含角蛋白和胆固醇为主的囊性病变
主要为表皮样囊肿，其内含有丰富的角蛋白及胆固醇，于DWI上呈高信号。表皮样囊肿的形成是由于鳞状上皮脱屑于囊内，多数囊内主要成分为固态胆固醇结晶和角化蛋白，少数囊内含有液态胆固醇及甘油三酯等纯脂肪成分，另外还可见角质碎屑及其他类脂成分等，有的囊肿内还可见钙盐沉着，少数病灶内可见新旧不一的出血和反应性肉芽组织增生，其内不存在通常意义上的“囊液”，其ADC值一般低于蛛网膜囊肿的平均ADC值，高于正常脑组织的平均ADC值，但于DWI上呈明显高信号，其原因除可能与水分子扩散受限有关外T2透射效应也起重要作用。表皮样囊肿好发于桥小脑角区，根据其信号特点形态一般可以诊断。
颅内感染性囊性病变的DWI信号特点
按感染的病原微生物的不同可分为化脓菌感染、结核菌感染、寄生虫感染、真菌感染及原虫感染等，较常见的为前三者。化脓菌感染后形成脑脓肿的DWI信号特点不再赘述。颅内结核菌感染后，结核灶内部分组织液化坏死而形成结核性脑脓肿，于DWI上呈明显高信号，其ADC值与多数脑脓肿的相一致，诊断结核性脑脓肿要结合相关的病史和实验室检查，该病相对少见；寄生虫感染主要为囊虫和包虫，在虫体死亡后囊膜失去调节水分及渗透压变化的功能，由于存在内外渗透压差，囊周水分进入囊内形成囊性病变，囊液中的水分子运动相对自由，于DWI上呈低信号，脑寄生虫感染具有相关的病史，见头节或囊内囊有助诊断。
国内外的研究表明，影响肿瘤组织内水分子扩散的主要因素为细胞密度、核质比、细胞膜通透性、细胞外间隙以及扩散介质的黏滞性等。通过DWI观察肿瘤内水分子扩散差异可以对胶质瘤进行分级，也有助于良、恶性肿瘤的鉴别。李茂等对56例脑星形细胞肿瘤进行扩散加权成像(DWI)检查，分别测量肿瘤实质部分、瘤周水肿区、瘤周T2WI表现正常白质区(瘤周白质区)、瘤体镜面对侧正常白质区及瘤周镜面对侧正常白质区的表观扩散系数(ADC)值和指数扩散系数(EDC)值，并计算肿瘤实质部分、瘤周水肿区、瘤周白质区的相对表观扩散系数(rADC)值和相对指数扩散系数(rEDC)值，分析各测量区的扩散系数值与肿瘤病理学分级的关系。结果显示56例脑星形细胞肿瘤经手术病理证实肿瘤实质部分的扩散系数值对脑星形细胞肿瘤的病理学分级准确性较高，尤以rADC值为佳。
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对于囊变的肿瘤，由于不同颅内肿瘤其囊性部分的形成机制不同，其囊液性质亦不同。有些肿瘤的囊性部分囊液以细胞坏死物为主，有的则以浆液或黏液为主，还有的富含蛋白质和胆固醇，造成其囊性部分的DWI信号表现不同。以细胞坏死物为主要囊液成分的囊性病变主要指恶性肿瘤的囊性部分，包括高级别星形细胞瘤和囊性转移瘤。一般是由于肿瘤生长迅速、局部缺血坏死造成，但也有作者认为其形成与血脑屏障破坏血浆渗出有关，亦有认为与肿瘤的新生血管通透性较高有关。尽管对其形成机制存在分歧，但此类囊性病变囊液清亮、黏滞度低、水分子扩散受限程度低、ADC值较高（比脓液高4-10倍），于DWI上呈低信号。但囊性转移瘤于DWI上呈高信号的病例亦有报道。当DWI上呈多发的高信号囊性占位时，脑脓肿与囊性转移瘤的鉴别有时困难，需密切结合病史。高级别星形细胞瘤和囊性转移瘤间的鉴别诊断较容易。
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低级别神经上皮肿瘤(Ⅰ、Ⅱ级)中易发生囊变的肿瘤的囊性部分的形成机制和囊液的成分研究较少。一种主要的观点认为可能是由于肿瘤细胞发生黏液变性，或部分发生囊变坏死而造成的。尽管其囊性部分形成机制不同，但于DWI上多呈低信号。
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部分颅内脑外的良性肿瘤及脑膜起源的肿瘤内也可见囊性区，如垂体腺瘤、神经鞘瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤、血管母细胞瘤等，由于其囊性部分的形成机制、内容物的性质不同，于DWI上一般呈低或等信号，当伴有囊内出血时，DWI信号发生相应的变化，其信号表现与出血量、血红蛋白衍生物的含量密切相关。此类病变根据其发生的部位及影像学表现，一般可以诊断。
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研究发现，非典型恶性脑膜瘤的平均ADC值比正常脑组织的低，在DWI上为高信号；良性脑膜瘤的平均ADC值比正常脑组织的高，大多数在DWI和ADC图上为等信号，利用DWI和ADC值在鉴别良性、非典型性和恶性脑膜瘤及指导临床制定手术方案方面，有重要参考意义。
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张劲松等认为由于转移瘤的迅速膨胀，会在瘤周压迫形成一个“致密带”，从而阻碍水分子的扩散过程，而高分化胶质瘤由于生长相对缓慢而使瘤周组织逐渐适应压迫，不易形成明显的“致密带”。利用DWI的优势，通过检测“致密带”的是否存在或程度大小，应当可以进行二者的鉴别诊断。高分化胶质瘤的瘤周带组织的ADC值确实较转移瘤瘤周带明显增高。正是由于高分化胶质瘤和转移瘤之间的瘤周细胞排列的紧密程度和瘤周压迫效应均存在明显的差别(转移瘤瘤周具有更明显的压迫效应和更紧密的排列)，因而DWI能够成为二者的鉴别手段。当然，这不是绝对的。需要说明的是瘤周致密带和瘤周水肿带概念不同，后者主要是由于血管源性水肿形成，其病理基础与DWI影像表现均与前者不同。
放射性坏死是组织细胞物理损伤导致的坏死。其坏死囊液的特点与恶性肿瘤发生的坏死类似，坏死灶内含有大量水分和少量的细胞碎屑。通常放射性坏死的ADC值较高，于DWI上呈低信号；但也有ADC降低，DWI上呈高信号的病例报道，其原因不明，可能与病变发生无菌性液化坏死并产生黏蛋白使其黏滞度增加有关。
