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磁共振新技术:弥散张量成像DTI

2014-11-9 20:42| 发布者: 刘静| 查看: 952| 评论: 0

摘要: 摘要:磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。目前,DTI是唯一可在活体显示 ...



摘要:磁共振扩散张量成像(MR-DTI)技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。目前,DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。

    一、原理简介
    磁共振扩散张量成像(MR-DTI)
技术是近年来在MR-DWI基础上发展起来的成像及后处理技术,它利用组织中水分子的自由热运动的各向异性的原理,探测组织的微观结构,达到研究人体功能的目的。目前,DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法。
    在自然条件下,质子的弥散很少受到限制,如蓝墨水滴在纯水中的弥散。这时的弥散速度在各个方向上是相等的,称为各向同性。然而,生物体中由于某些屏障的阻碍,如存在的半透性和可通透的细胞膜等,质子的随机运动受到限制,这样就形成了对弥散的限制。http://www.999brain.com 
    人体组织中的长纤维的存在亦使得质子的弥散在各个方向上不完全相同,一般说来,沿着长纤维走行弥散的质子要明显快于垂直其方向弥散的质子。这就是所谓的各向异性,从而引出弥散张量成像。
DTI是在DWI基础上,在6-55个线性方向上施加射频脉冲,多采用单次SE-EPI序列,每个方向上均使用相同的较大b值,计算各个方向上的弥散张量而成像。
    用DTI示踪白质纤维的走行,其基本原理是通过一个主本征值,寻找一个与其接近的体素,将这些体素联系起来,达到显示白质纤维的目的。
    二、DTI在中枢神经系统的临床应用http://www.999brain.com 
    1.正常脑白质纤维的显示 
    多数学者认为DTI能非常准确地显示主要的白质纤维束,与神经解剖学图谱的对照研究也显示了两者之间有良好的相关性。Mamata等研究证实DTI 可获得一系列完整的正常脑白质纤维图像。可显示的纤维束包括:弓状束、上下纵行束、钩回束、视听辐射、前连合、胼胝体、锥体束、薄形束、楔形束、内侧束、红核脊髓束、顶盖脊髓束、中盖束、三叉神经丘脑背侧束、上中下大脑脚、动眼和三叉神经根部纤维等。对于中枢神经系统发育性异常,如胼胝体发育不全等的显示也与以往的解剖学研究相似。


    2.脑肿瘤http://www.999brain.com 
    脑肿瘤是DTI的研究热点之一。肿瘤组织本身排列紊乱和其产生的占位效应致瘤体周围组织水肿及受压移位等,均可引起ADC值和FA值改变。DTI通过测定肿瘤不同部位的参数变化有助于鉴别不同类型和级别的肿瘤。DTI可更精确地反映肿瘤与白质纤维束的位置关系,指导术前方案的制定,避免术中移位纤维的损伤,降低手术并发症,提高患者生活质量,并可观察术后纤维束变化,为评价疗效提供依据。
    DTI与纤维束重建的重要性:
    (1)显示传导纤维的位置以及肿瘤之间的关系;
    (2)传导纤维的改变与临床神经症状之间的关系;
    (3)有利于设计手术进路以减少神经纤维的损伤;http://www.999brain.com 
    (4)有助于病人及其家人对手术风险进行评估;
    (5)神经纤维的完整性与术后神经功能改变之间的关系。http://www.999brain.com 

   

    3.脑缺血性病变
    DTI可显示纤维束的迂曲、受压、变形,也可显示梗死区与纤维束的关系,如接近、穿行(部分、完全)、中断,对区分灰、白质病变的具体解剖部位,显示与纤维束的关系以及判断临床预后具有较大意义。
    4.多发性硬化
    DTI 可以充分显示神经纤维脱髓鞘后扩散各向异性的异常,为临床诊断提供更加充足的影像学信息。DTI将有助于MS的诊断,同时还可对MS进行更准确的临床分期,对病情进展及转归进行预测及随访。
    三、存在问题与研究展望http://www.999brain.com 
    DTI是目前惟一能无创绘制活体大脑白质神经纤维通路的方法, 它能够从若干特征性参数变化反映中枢神经系统正常或异常改变, 其在中枢神经系统中的应用得到越来越多的关注。但DTI也有其局限及不足之处,主要表现为以下方面:①弥散梯度引起涡流,使纤维束方向确定不可靠;②磁场不均匀性使图像扭曲变形,影响DTI定量分析;③较小纤维束显示不佳或不能显示;④受水肿等因素影响,受压与破坏不确切;⑤只能作为病变诊断与鉴别诊断补充信息。随着技术方法的提高,后处理软件的进展开发,DTI必将在科研和临床中展示更多特殊的应用,其应用前景十分广阔。


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