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磁共振弥散张量成像的基本原理和临床应用
正文磁共振弥散张量成像(Diffusion TensorImaging,DTI)主要用来评价组织结构的完整性，是功能磁共振成像的一个重要组成部分。
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基于黎曼流形反距离插值的纤维追踪技术研究
目的 提高纤维追踪的精度,有助于理解正常脑功能.材料与方法在流线追踪的基础上,引入黎曼测度和反距离权重,从而完成对当前点的张量值插值.结果 新插值方法追踪出的纤维比传统插值方法的更长,更平滑.结论 该算法是一种有效的纤维追踪技术.
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基于弥散张量配准和皮层分割的白质纤维束追踪技术
目的 实现弥散张量图像与标准模板的非线性对齐,并以自动分割的皮层和皮层下区域为感兴趣区域进行纤维追踪.资料与方法 使用1.5T磁共振扫描仪,对1例脑梗死恢复期患者进行DTI、DWI和T1WI扫描,对DTI图像进行预处理,应用ART矫正DTI图像变形、使用dtitk将张量图像与标准模板进行非线性对齐,随后将对齐结果应用到T1WI中；应用FreeSurfer对标准化的T1WI进行皮层和皮层下脑区分割,在MedINRIA软件包中以分割后的脑区作为感兴趣区域,进行白质纤维追踪,经过在CINCH软件包中修剪后,在三维背景中显示白质纤维.结果 在标准脑空间中可清晰显示全脑表面、运动皮层、脑干以及锥体束.结论 利用张量图像配准和自动皮层分割技术,提供三维背景下较准确的白质纤维图像,可为临床诊断、判断预后提供依据.
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正常儿童脑白质发育的DTI研究
目的：用DTI研究正常儿童脑白质发育特点。方法：收集50例1～12岁健康儿童脑DTI图像，分析第1组（1～3岁）、第2组（4～6岁）、第3组（7～9岁）及第4组（10～12岁）4个年龄组与脑白质内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部及尾状核头部5个部位的各向异性指数（FA）值、ADC值的相关性及差异性。结果：内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部及胼胝体压部的FA值与年龄呈正相关，尾状核头部的FA值与年龄呈负相关；内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部及尾状核头部的ADC值均与年龄呈负相关。第1、2组间及第2、3组间内囊前肢、内囊后肢、胼胝体膝部及胼胝体压部的FA值、ADC值差异均有统计学意义（均P<0.05）；第3、4组组间胼胝体膝部及胼胝体压部的FA值、ADC值差异均有统计学意义（均P<0.05）。结论：DTI的FA值和ADC值能反映脑白质发育差异。
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DTI对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者脑白质损害的评价
目的:运用DTI研究阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea syndrome,OSAHS)患者脑白质损害的特点,评价OSAHS患者的轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)及行为改变.方法:选取36例OSAHS患者(中度组10例,重度组26例)及健康体检者17例(对照组),行蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、Epworth嗜睡量表(ESS)测试,判断参加者是否存在MCI,分别行常规MRI及DTI检查.选择脑内25处脑白质区作为ROI,分别测量部分各向异性分数值(FA)、ADC值,并对3组资料进行相关性分析.结果:OSAHS患者双侧额叶、左侧前扣带回、半卵圆中心、双侧侧脑室后角周围白质、海马旁回及胼胝体压部FA值明显降低,与对照组比较差异有统计学意义(P＜0.05),MoCA亚项分析重度组记忆或延迟回忆评分明显降低.结论:OSAHS患者存在广泛的白质结构损伤,与记忆相关的部分灰质也存在损害,DTI能早期发现OSAHS患者的MCI,结合MoCA评分可为临床早期干预提供依据.
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DTI观察胼胝体纤维束与联络纤维、投射纤维的联系研究
目的:采用DTI观察胼胝体与联络纤维、投射纤维的毗邻关系.方法:收集69例健康志愿者行MRI扫描,颅内未见异常信号,后行DTI扫描,应用独立成分分析法分别筛选出不同纤维束成分,并分析差异,采用Extended MR Workspace工作站上的DTI Studio软件对所得DTI原始数据进行预处理,显示胼胝体及其邻近相关纤维束.结果:胼胝体在脑内连接广泛,尤其胼胝体压部,有前联合环路通过.结论:胼胝体位于纵裂底部,连接左右两侧大脑半球,是大的横行神经纤维束,主要联系左右半球新皮质各部,其纤维联系额、顶、枕、颞叶,下面构成侧脑室顶,前部和后部进入额叶及枕叶,形成前钳、后钳,与脑内其他传导束有着密切联系.
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MRI动态增强扫描联合DTI对前列腺中央区 良恶性结节的诊断价值
目的:探讨MRI动态增强扫描(DCE-MRI)、DTI联合检查对前列腺中央区良恶性结节的诊断价值.方法:选取行前列腺MRI扫描的50例泌尿外科患者,共发现59个结节,其中前列腺癌(PCa)结节20个(PCa组),良性前列腺增生(BPH)结节39个(BPH组),均行T2WI、DCE及DTI扫描,观察检查结果.结果:PCa组的ADC值显著低于BPH组,各向异性分数值均显著高于BPH组(均P<0.05),2组峰值时间值及曲线斜率值比较差异均有统计学意义(均P<0.05),而强化率比较差异无统计学意义(P>0.05);2组TIC比较差异有统计学意义(P<0.05);DTI、DCE及两者联合诊断良恶性结节的特异度均>80％,DCE扫描的敏感度较低,3种诊断技术的ROC曲线下面积比较,联合诊断大.结论:DTI与DCE联合检查对前列腺中央区良恶性结节的诊断具有更高的临床价值,值得推广应用.
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DTI观察帕金森病患者黑质纹状体改变应用研究
目的:采用DTI研究帕金森病(Parkinson disease,PD)患者与对照组多个脑区各向异性分数(FA值)的差异.方法:收集2010年6月至201 3年5月37例PD,其中男24例,女13例;随机选取22例健康志愿者作为对照组.PD患者采用Hoehn Yahr分级,分为Ⅰ和Ⅱ级20例,Ⅲ和Ⅳ级1 7例;均行常规MRI扫描及DTI序列扫描,在所得FA图像上测量黑质纹状体各核团(双侧尾状核头、壳核、黑质)的FA值,确定各组有差异的FA值脑区.结果:PD组与对照组双侧尾状核头、壳核、黑质FA值差异有统计学意义(P＜0.05);其中早期PD患者黑质FA值与中晚期PD组差异有统计学意义(P＜0.05);早期PD患者尾状核头、壳核FA值与中晚期PD组差异无统计学意义(P＞0.05).结论:DTI技术作为一种无创研究PD患者黑质纹状体生理改变的方法,提示黑质纹状体部位的FA值改变可能是诊断PD的线索.
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大脑白质纤维磁共振弥散张量成像扫描参数研究
目的:探讨不同的磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)扫描参数对大脑白质纤维弥散张量图像的影响,以期获得佳的扫描参数.方法:21例正常志愿者(男11例,女10例;年龄16～63岁,平均38.7岁)参加了该项研究.随机分为3组:b值组、弥散敏感梯度方向组和层厚/层间距组.各组分别应用不同的DTI扫描参数,第1组b值组:可变参数是b值,分别为300、1 000、3 000 s/mm2 mm,不变参数是:层厚/层间距5 mm/0 mm,弥散敏感梯度方向数21.第2组弥散敏感梯度方向组:可变参数是弥散敏感梯度方向数,分别为6、13、21,不变参数是:层厚/层间距5 mm/0 mm,b值为1 000 s/mm2.第3组层厚/层间距组,可变参数是层厚/层间距,分别为8 mm/2 mm、5 mm/0 mm、3.5 mm/0 mm,不变参数是:b值为1 000 s/mm2,弥散敏感梯度方向数为21.将所成FA图像和DEC图分为3个不同的等级,进行评价.结果:不同的扫描参数所成大脑白质纤维弥散张量图像的质量是不相同的.在b值组,以低b值所成图像较佳,其中以b值＝1 000 s/mm2为佳,而高b值所成图像噪声较大.施加的弥散敏感梯度方向数并非越多越好,13个方向与21个方向所成图像没有明显差别,6个方向所成图像质量较差.层厚/层间距对图像的影响大,层厚越厚,图像的信噪比越大.结论:在临床工作中,比较实用的大脑白质纤维弥散张量成像扫描参数为:b值＝1 000 s/mm2,弥散敏感梯度方向数为13,层厚/层间距为5 mm/0 mm.
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基于DTI分析小脑上脚及其交叉各向异性分数和ADC值的差异性
目的:应用DTI定量评估小脑上脚和小脑上脚交叉的各向异性分数(fractional anisotropy,FA)与ADC值,并比较小脑上脚与小脑上脚交叉数值之间的差异性. 方法:回顾性分析100例在我院行颅脑MRI检查患者的DTI图像数据,由2名专家运用ROI功能在FA图和ADC图上分别测量小脑上脚交叉和两侧小脑上脚的FA值和ADC值. 计量资料比较采用配对样本t检验. 结果:100例中,平均FA值两侧小脑上脚为0.710±0.049,明显高于小脑上脚交叉0.514±0.042,差异有统计学意义(t=37.165,P=0.000). 小脑上脚和小脑上脚交叉的平均ADC值分别为(759.59±30.87)×10-6 mm2/s和(723.86±36.33)×10-6 mm2/s,差异有统计学意义(t=8.128,P=0.000). 结论:小脑上脚交叉的FA值和ADC 值均低于小脑上脚,说明两者的微细结构存在差异性. FA图可以区分小脑上脚和小脑上脚交叉.
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MRS和DTI对放疗前后脑胶质瘤瘤周水肿的观察与分析
目的:应用MRS和DTI观察脑胶质瘤放疗前、后肿瘤周围水肿区变化.方法:31例病理诊断明确的脑胶质瘤术后患者,分别在放疗前、后行MRI平扫+增强+MRS+ DTI检查.分析肿瘤瘤周水肿区代谢物比值的变化[胆碱(Cho)/肌酐(Cr)、Cho/N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、NAA/Cr]及部分各向异性(fractional anisotropy,FA)值、ADC值变化.结果:放疗后瘤周水肿区Cho/Cr、Cho/NAA、NAA/Cr值较放疗前下降,其中Cho/Cr差异有统计学意义(P＜0.05),Cho/NAA、NAA/Cr值差异无统计学意义(P＞0.05)；瘤周水肿区域放疗后FA值升高(P＞0.05),ADC值下降(P＜0.05).结论:MRS及DTI能显示肿瘤水肿区放疗后的早期变化,较早反映放疗效果.
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DTI评价剖宫产儿与顺产儿髓鞘发育差异的价值探讨
目的:通过DTI评价顺产儿与剖宫产儿大脑髓鞘发育的特点,探讨剖宫产儿与顺产儿不同区域大脑白质的发育差异.方法:选择2~12岁患儿40例,其中剖宫产20例,顺产20例,测量2组不同区域脑白质各向异性分数(fractional anisotropy , FA)值,并比较组内不同区域脑白质及组间脑白质平均FA值.结果:2组胼胝体膝部、压部、内囊前后肢的脑白质FA值组内比较差异均无统计学意义(均P>0.05);2组组间脑白质平均FA值比较,差异有统计学意义(P<0.05).结论:DTI能进一步反映出顺产儿与剖宫产儿脑白质区的发育差异.
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正常人脑生长发育规律的DTI初步研究
目的:通过测量不同年龄、性别正常人的部分各向异性(FA)值及ADC值,了解人脑白质纤维束生长发育的精细变化,为相关疾病的诊断或预后判断等提供依据.方法:选择健康志愿者100例,年龄11个月～82岁,按年龄分5组:幼儿组(≤6岁)、儿童组(7～14岁)、青年组(15～35岁)、中年组(36～60岁)、老年组(>60岁),每组20例,男女各10例.行MRI及DTI检查,经后处理后在FA及ADC参数图上采用ROI法测量双侧大脑脚、胼胝体膝部、压部、内囊前、后肢及双侧半卵圆中心的FA值及ADC值,定量分析FA值及ADC值与年龄的关系.结果:不同性别各部位的FA值及ADC值差异均无统计学无意义(均P>0.05);不同年龄组各部位FA值及ADC值比较,差异均有统计学意义(均P<0.05).结论:正常人脑投射纤维DTI参数值左右对称,男女一致,但不同年龄段,FA值及ADC值有一定的变化趋势.
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大脑磁共振弥散张量成像研究进展
弥散张量成像(diffusion tensor imaging DTI)是一种新近应用于临床的具有无创伤性优点的新的磁共振成像方法,其可以定量分析大脑的微细结构,如可定量分析病变组织和正常组织的弥散特征,从而为疾病的诊断和鉴别诊断提供更多的信息.
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联合弥散加权成像与弥散张量成像对缺血性小卒中诊断及预后评估的价值
目的 探讨联合应用弥散加权成像(DWI)与弥散张量成像(DTI)技术在诊断、评估缺血性小卒中的价值. 方法 选择41例氯吡格雷用于急性非致残性脑血管事件高危人群的疗效研究课题入组的缺血性小卒中患者.28例患者行MRI基线扫描(发病后3d内)及随访MRI复查,13例仅做基线扫描.其中1例因并发出血终止研究,其余40例患者均在发病后3个月接受临床随访.扫描序列包括常规MRI、DWI及DTI序列.重建表观弥散系数(ADC)图、部分各向异性(FA)图、FA彩色编码图、弥散张量纤维束成像(DTT)图,分别测量患侧及健侧相应部位ADC值、FA值.对预后的评价采用美国国立卫生研究院卒中评分.结果 41例缺血性小卒中患者基线扫描DWI与DTI均发现梗死病灶,其中5例为超急性脑梗死,36例为急性脑梗死.41例患者基线DWI序列上患侧呈高信号,ADC值下降,患侧ADC值与健侧比较,差异具有统计学意义(P＜0.01)；36例急性脑梗死患者患侧FA值明显低于健侧(P＜0.01),而5例超急性脑梗死患者FA值无特异性改变.28例患者复查时所有患侧ADC值较基线进一步升高,FA值下降(P均＜0.01).DTT图显示的19例皮质脊髓束受累和6例胼胝体受损患者预后较差,其余患者预后较好. 结论 DWI技术能早期发现缺血性小卒中病灶、帮助定位诊断,而DTI技术能更好地反映患者白质纤维束情况、指导康复治疗.联合应用两者有助于缺血性小卒中的诊断及预后评估.
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弥散张量成像联合Fugl-Meyer量表在预测缺血性脑卒中后运动转归中的应用
目的 探讨弥散张量成像(DTI)和Fugl-Meyer量表在预测急性缺血性脑卒中患者运动转归的应用价值.方法 前瞻性随机选择2017年1月至12月在广西壮族自治区江滨医院神经内科住院的40例急性缺血性脑卒中患者,所有患者入院后均给予药物和偏瘫肢体功能康复治疗,并于入院后第1周、12周完成核磁共振DTI检查和Fugl-Meyer量表评估,对比分析治疗前后DTI参数和FMA与运动功能转归的情况.结果 ①入院不同部位DTI参数比较差异有统计学意义.②观察组患者第1周和第12周感兴趣区(ROI)患健侧各向异性分数比值(rFA)和FMA量表评分相关,差异有统计学意义(r=0.31,p=0.01;r=0.46,p=0.03).③多因素回归分析表明,大脑脚FA值在运动功能转归总体变异度中的贡献占26.5％.内囊后肢FA在运动功能转归总体变异度中的贡献占22.4％.感兴趣区FA值联合FMA在运动功能转归总体变异度中的贡献占40.6％.结论 DTI联合Fugl-Meyer量表评估急性缺血性卒中患者运动功能转归优于单独使用Fugl-Meyer量表,对卒中患者运动功能转归具有一定的预测价值.
关键词： 弥散张量成像 Fugl-Meyer量表 缺血性脑卒中 运动功能 -
血浆同型半胱氨酸水平与脑小血管病患者脑白质病变的研究
目的 探讨血浆同型半胱氨酸(Hcy)水平与脑小血管病(CSVD)患者脑白质病变的相关性,及Hcy对CSVD的易损脑区部位.方法 纳入CSVD患者263例(其中男性152例),对所有患者完成头颅核磁共振(MRI)及Hcy等检查和检验,完成50例患者的弥散张量成像(DTI)检查,测量其海马、丘脑、前后扣带回、胼胝体、额顶枕颞叶白质等部位的mean ADC和mean FA.采用ARWMCs分级方法评估脑白质损害程度.对Hcy与ARWMCs评分的关系进行多因素回归分析;Hcy与多处脑区的mean ADC与mean FA值的关系分析采用单因素分析和t检验.结果 调整年龄、高血压病史、糖尿病病史、空腹血糖、收缩压和总胆固醇,Hcy与ARWMCs评分多因素回归分析结果:β为2.51,95％CI为0.12～4.91,P=0.0413;单因素分析发现,Hcy与左前扣带回及胼胝体膝损害有密切关系,左前扣带回:β为-0.71,95％CI为-1.36～-0.05,P=0.0409;胼胝体膝:β为1.79,95％CI为0.83～2.75,P=0.0007.Hcy分组比较,高水平Hcy组与低水平Hcy组相比,左前扣带回mean FA及胼胝体膝mean ADC差异有统计学意义,左前扣带回,P=0.044;胼胝体膝P=0.026.结论 Hcy与脑小血管病患者脑白质损害关系密切,随Hcy水平的升高,脑白质损害加重,且以胼胝体膝部损害明显.
关键词： 同型半胱氨酸 脑白质高信号 年龄相关脑白质损害评分 弥散张量成像 -
慢性肾脏病与脑小血管病患者磁共振弥散张量成像的相关性研究
目的：探讨慢性肾脏病（CKD）与脑小血管病（SVD）患者磁共振弥散张量成像（DTI）的关系。方法选取2012年10月至2014年5月南京医科大学附属南京医院神经内科诊治的54例SVD患者，根据肾小球滤过率（GFR）将患者分为CKD组（17例）和非CKD组（37例）。行常规磁共振成像（MRI）和DTI检查，观察感兴趣区部分各向异性（FA）及表观扩散系数（ADC）的变化，分析FA、ADC值与GFR的相关性。结果与非CKD组比较，CKD组双侧半卵圆中心、丘脑和右侧额叶FA值明显降低（ P＜0.05）；CKD组双侧半卵圆中心、右侧额叶ADC值明显升高（ P＜0.05）。Pearson相关分析示，双侧半卵圆中心及左侧丘脑FA值与GFR呈正相关（ r＝0.591， P＝0.000；r＝0.544， P＝0.000；r＝0.282， P＝0.039）；双侧半卵圆中心ADC值与GFR呈负相关（r＝-0.490，P＝0.000；r＝-0.405,P＝0.002）。结论 DTI能更敏感地发现SVD患者脑微观结构的变化，DTI与GFR有密切的关系，能为评价CKD并发SVD提供研究工具。
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DTI评估腰椎间盘突出症PTED术后受压神经根微观结构改善的应用价值
目的 探讨弥散张量成像(DTI)评估腰椎间盘突出症经皮椎间孔镜髓核摘除(PTED)术后受压神经根的微观结构改善的应用价值.方法 纳入自2015-06-2015-12行PTED的30例单侧L5S1椎间盘突出症.术前及术后1个月在仰卧位行MRI检查,DTI扫描范围从L4椎体下半部分至S1椎体,包含整个S1神经根.计算各向异性分数值(FA)及表面弥散系数值(ADC).结果 术前受压侧FA值明显低于正常侧,差异有统计学意义(P＜0.05);术后受压侧FA值高于术前,差异有统计学意义(P＜0.05),与正常侧FA值差异无统计学意义(P＞0.05).术后受压侧ADC值低于术前,差异有统计学意义(P＜0.05),与正常侧ADC值差异无统计学意义(P＞0.05).结论 DTI能有效评估腰椎间盘突出症PTED术后受压神经根微观结构的改善情况,具有较高的临床应用价值.
关键词： 腰椎间盘突出症 经皮椎间孔镜髓核摘除术 弥散张量成像 各向异性分数 表面弥散系数 -
情绪和认知功能对早期脑梗死患者运动功能影响的研究
目的：研究脑梗死患者早期运动功能障碍与认知功能和情绪之间的关系。方法：收集自2011年5月～2014年5月于我院就诊的脑梗死患者78例，用上肢功能评定表（ DASH）、10m步行速度、认知评估量表（ MoCA）、焦虑自评量表（ SAS）、抑郁自评量表（ SDS）进行评定；比较患者弥散张量成像（ DTI）相关参数：各向异性分数（ FA）值、表观扩散系数（ ADC）和FA指数、ADC指数，并与认知和情绪评估结果进行相关性分析。结果：DASH评分和10m步行速度与MoCA、SAS、SDS评分无相关性（ P＞0．05）；患侧和健侧内囊后肢的FA值均与SDS评分呈负相关（P＜0．05）。结论：脑梗死患者早期运动障碍与情绪和认知功能无相关性，而梗死灶所致的神经网络缺损则与情绪相关。
