Diffusion-weighted magnetic resonance imaging is particularly valuable in acute stroke because it:

허혈 조직에서는 물 확산 제한이 매우 이른 시점에 나타난다. 그래서 CT에 변화가 보이기 훨씬 전에 급성 경색을 확인할 수 있다.

급성 허혈성 뇌졸중(acute ischemic stroke)에서 확산강조영상(diffusion-weighted imaging, DWI)이 특히 중요한 이유는 허혈성 조직 변화를 증상 발생 후 수 분에서 수 시간 이내에 감지할 수 있다는 점이다. DWI는 급성 허혈을 조기에 발견하는 데 가장 민감한 MRI 시퀀스로, 정맥내 혈전용해술(intravenous thrombolysis)이나 기계적 혈전제거술(mechanical thrombectomy) 같은 재관류 치료가 시간 의존적이기 때문에 이 조기 검출 능력이 치료 결정에 직접적인 영향을 미친다^[1].

DWI의 원리는 세포독성 부종(cytotoxic edema)에 기반한다. 허혈이 발생하면 세포막의 ATP 의존성 이온 펌프가 기능을 멈추면서 나트륨과 물이 세포 안으로 이동한다. 이로 인해 세포외 공간이 좁아지고 물 분자의 브라운 운동, 즉 확산이 제한된다. DWI는 이러한 확산 제한을 신호 강도 증가로 보여주며, 겉보기확산계수(apparent diffusion coefficient, ADC) 맵에서는 저신호로 나타난다. 이 신호 변화는 비가역적 경색이 확정되기 훨씬 이전인 초급성기에도 관찰된다^[2].

일반적인 T2 강조영상이나 FLAIR 영상이 뚜렷한 신호 변화를 보이기까지는 수 시간 이상이 걸리는 반면, DWI는 혈류 차단 직후부터 세포독성 부종을 반영하므로 증상 발생 24시간 이내에 내원한 환자에서도 경색 중심부(infarct core)를 높은 민감도와 특이도로 확인할 수 있다^[2]. 이는 보기 3번의 "확립된 경색은 수일이 지나야 보인다"는 진술이 DWI가 아닌 기존의 구조적 영상에 대한 설명임을 분명히 한다.

보기 1번의 언어 영역 기능 지도는 기능적 MRI(functional MRI, fMRI)의 역할이며, 보기 4번의 경동맥 혈류 속도 직접 측정은 도플러 초음파나 위상대조 MR 혈관조영술(phase-contrast MRA)의 영역이다. DWI는 혈류 속도가 아니라 물 분자의 미세 확산 운동을 영상화한다는 점에서 이들과 구별된다.

다만 DWI가 완벽한 것은 아니다. DWI 음성 급성 허혈성 뇌졸중(DWI-negative AIS)이 임상에서 드물지 않게 보고되며, 일부 연구에서는 급성 허혈성 뇌졸중 환자의 최대 4명 중 1명에서 DWI가 음성일 수 있다고 보고한다^[3]. 이는 후순환계 경색, 소형 열공경색, 또는 증상 발생 초기의 가역적 허혈 상태에서 DWI가 병변을 놓칠 수 있음을 의미한다. 따라서 DWI가 정상이라 하더라도 임상 증상이 뚜렷하다면 ADC 맵과 관류영상(perfusion imaging)을 함께 확인하고, 필요 시 추적 검사를 고려해야 한다^[3].

최근에는 저자기장(low-field) MRI 기술이 발전하면서 응급실이나 중환자실 같은 현장에서도 DWI를 포함한 뇌 MRI를 촬영할 수 있는 환경이 조성되고 있다. 이는 기존 고자기장 MRI 접근이 지연되거나 불가능한 상황에서 DWI의 조기 진단 가치를 더 넓은 환자군에 적용하려는 흐름이다^[4].