磁共振弥散张量成像对正常大脑白质纤维束构象的初步研究

目的利用磁共振弥散张量成像(DTI)研究正常成人脑内各部位各向异性程度及正常白质纤维束构象特征.方法对25名正常志愿者进行常规MR及DTI序列检查,重建FA图及三维彩色编码张量图.分别在半卵圆中心、基底节区和大脑脚层面测量主要白质束的FA值.结果DTI显示灰质与白质区各向异性存在显著差异,不同部位的白质纤维束各向异性程度亦不相同,且左右两侧基本对称,重建FA图和三维彩色编码张量图可显示白质内大部分主要的白质纤维束.结论DTI可清晰显示脑内白质纤维束的走行及分布,为了解脑功能与白质通路间关系提供了有力研究手段.     

急性兔脑缺血模型MR扩散张量成像的实验研究

目的探讨实验性急性兔脑缺血磁共振扩散张量成像(DTI)改变。材料与方法建立兔急性脑缺血模型,常规行T2WI、DWI、DTI检查,测量比较缺血灶和正常对照侧的平均扩散系数(ADC)值、各向异性分数(FA)值,分析彩色FA图和脑白质纤维束示踪图。结果通过比较缺血灶与正常对照侧ADC值和FA值,两者的差别有统计学意义,且病灶侧明显减低。脑白质纤维束示踪图显示病灶白质束表现为缺失、断离、稀疏,邻近白质纤维束受压。结论DTI不仅可以准确评价急性期脑缺血的灰质、白质内水分子扩散各向异性改变的特点,并且脑白质纤维束示踪图可以清楚地显示出病灶远端神经束走向改变及其完整性。本实验通过研究兔急性脑缺血模型的DTI特点,为脑缺血性疾病的研究提供了可靠的动物模型和实验理论依据。     

脑高级别星形细胞瘤瘤周DTI参数的测定及分析

目的：应用弥散张量成像（DTI）技术探讨脑高级别星形细胞瘤瘤周弥散各向异性特点。方法：25例脑高级别星形细胞瘤术前行DTI扫描,测定瘤周脑实质区及对侧正常脑实质的平均弥散系数（MD）值及各向异性分数（FA）值。并通过弥散张量纤维束成像（DTT）观察病灶与白质纤维束的关系。结果：高级别星形细胞瘤瘤周MD值为1．610±0．23,高于对侧正常脑实质（P〈0．01）。FA值为0．236±0．06,低于对侧正常脑实质（P〈0．01）。结论：DTI能够准确反应脑星形细胞瘤瘤周各向异性特点,DTT能够较为准确显示病灶与白质纤维束的关系。     

复发-缓解型多发性硬化全脑白质的扩散张量成像特征

目的探讨复发-缓解型多发性硬化患者(relapsing-remitting MS,RRMS)大脑白质微观结构发生的异常改变。方法 17例RRMS患者与21例健康志愿者行全脑常规MRI及DTI成像,采用基于纤维束示踪的空间统计方法(tractbased spatial statistics,TBSS)对DTI数据进行处理分析,并对大脑内的主要白质纤维束进行ROI统计分析。结果与健康志愿者相比,RRMS患者各向异性参数(FA)几乎在所有被检区域内显著减低,平均扩散系数(MD)值也在多个区域内显著增高,并且TBSS的分析显示轴向扩散系数(AD)与径向扩散系数(RD)也在多个白质区域内显示异常增高。结论RRMS患者白质内同时存在轴突损坏和髓鞘缺失,而且本结果中发现不同纤维束内DTI参数的异变程度不同,进一步表明了脑内不同纤维束之间对MS的不同病理学影响的敏感性存在差异,同时也间接地反映了MS病理学的复杂性。     

MRI DTI联合血氧水平依赖功能成像在星形细胞瘤术前的研究

目的探讨3.0T磁共振弥散张量成像(DTI)技术联合功能磁共振成像(fMRI)在星形细胞瘤与邻近脑白质纤维束解剖关系术前计划中的作用。方法对22例星形细胞瘤患者术前行常规MRI平扫,增强扫描及DTI技术fMRI检查,原始数据采集后进行图像分析处理,分别获得各项异性图(FA图),彩色编码张量图及脑白质纤维束图,并测定肿瘤的病灶区表观弥散系数(ADC值)及灶周水肿区各项异性分数(FA值)。分析肿瘤与相邻脑白质解剖关系,并对患者手术前后的临床症状进行评价。结果不同级别星形细胞瘤的肿瘤病灶区和灶周水肿区与正常白质区的ADC值和FA值存在差异,有统计学意义(P0.05﹚。白质纤维束可见受压、移位、浸润及破坏三种改变。4例Ⅰ~Ⅱ级星形细胞瘤推移相邻脑白质纤维束;8例Ⅱ~Ⅲ级星形细胞瘤侵润脑白质;10例Ⅲ~Ⅳ级星形细胞瘤破坏相邻脑白质纤维束。DTI图可以清晰显示运动区锥体束形态变化及与肿瘤之间的关系,在此基础上指导手术,效果满意。结论磁共振DTI技术联合fMRI是目前唯一在活体无创、三维清晰星形细胞瘤与周围白质纤维束的关系,由于二者的联合应用不仅能够显示大脑重要功能激活区在病理情况下的移位和改变,同时还能显示肿瘤与重要功能区和白质纤维束结构的关系,具有重要意义。     

额顶叶占位性病变对脑运动功能影响的DTI研究

目的:利用DTI脑白质束的FA图和白质束纤维追踪图,评估额顶叶占位病变影响下脑对指运动功能区形态及功能改变的特征.方法:病变组为20例连续搜集观察的神经外科术前检查的额顶叶占位病变患者,另选20例健康自愿者为正常对照组.采用Siemens 1.5T超导磁共振仪进行扫描,包括常规MRI和DTI.数据后处理运用美国约翰霍普金斯大学编写的DTI-Studio Version 2.02软件处理DTI数据.结果:病变组20例中最后诊断为肿瘤的15例,炎症4例,血管畸形1例.在DTI的FA图中测量两组实验对象颅内相关脑组织区域的平均FA值,显示15例肿瘤病灶区域的FA值与对照组及其自身对侧比较有降低,1例血管畸形伴化脓性感染患者FA值升高.在DTI三维白质束纤维示踪图中显示额顶叶肿瘤患者皮质脊髓束受病灶压迫而移位、中断或破坏.结论:扩散张量成像技术可以实现对活体复杂的白质纤维束结构的显示,在临床应用中DTI技术可以用于评价肿瘤与邻近白质纤维的空间解剖关系、白质纤维的受累情况,为临床病情评估和外科手术入路计划提供有效帮助,对评价术后的功能恢复潜力也有较大意义.     

颈髓白质纤维束磁共振扩散张量成像的初步研究

目的:利用磁共振弥散张量成像(DTI)研究正常成人颈髓的各向异性程度,探讨颈髓白质纤维束成像的可能性和应用价值。方法:使用单次激发自旋回波平面回波(SE-EPI)序列对14例MR检查正常的健康志愿者行颈髓弥散张量成像检查。重建FA图,在颈髓各节段分别测量FA值。利用日本东京大学Masutani开发的DTVⅡ和VolumeOne纤维束示踪成像软件进行白质纤维束成像。结果:颈髓平均FA值0.6583±0.0737,所有FA图上颈髓显示清晰,没有明显图像失真。白质纤维束成像三维显示颈髓大部分主要的纤维束。结论:DTI有效地显示颈髓白质纤维的各向异性特征及白质纤维束的分布和走向,对颈髓疾病的研究提供了新的方法。     

磁共振扩散张量成像在评估帕金森病脑内白质改变中的应用

目的 利用磁共振扩散张量成像技术(diffusion tensor imaging,DTI)评价帕金森病患者脑白质纤维束与正常老年组间的差异.方法 对23例临床诊断为原发性帕金森病(Parkinson's disease, PD)患者和相匹配的22例正常老年人行DTI成像,采用人工勾画感兴趣区(region of interest,ROI)的方法在DTI参数图,包括部分各向异性图(fractional anisotropy,FA)和平均扩散系数图(mean diffusivity,MD)上测量脑内主要白质纤维束的FA值及MD值,采用t检验的方法进行组间比较.结果 PD组双侧钩束、后扣带束及上纵束的FA值低于对照组(P＜0.05),双侧后扣带束及右侧上纵束的MD值高于正常组(P＜0.05).结论 PD的病理改变不仅存在于黑质纹状体系统,也累及白质纤维.     

磁共振弥散张量成像在脑高级别星形细胞瘤和转移瘤瘤周实质区的诊断价值

目的 探讨磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)在高级别星形细胞瘤和单发脑转移瘤诊断中的价值.方法 25例脑高级别星形细胞瘤和16例单发脑转移瘤,术前行DTI扫描,测定瘤周脑实质区及对侧正常脑实质的平均弥散系数(MD)值及各向异性分数(FA)值,并重建白质纤维示踪图,观察病灶与白质纤维束的关系.结果 高级别星形细胞瘤与脑转移瘤瘤周实质区的FA值分别为0.227±0.05、0.169±0.07,两者存在统计学差异(P＜0.05).DTI白质纤维示踪图可以较为准确地反映病灶与白质纤维束的关系.结论瘤周实质区FA值有助于高级别脑星形细胞瘤与转移瘤的鉴别.     

多发性硬化患者弥散张量成像及其与认知功能的关系

目的: 探讨多发性硬化(MS)患者脑内病灶及脑组织的MR弥散张量成像(DTI)特点及其与认知功能的关系.材料和方法:对7例MS患者进行韦氏智力量表测查及头颅DTI检查.结果:病灶、病灶周围看似正常的组织(PWM)、看似正常的白质(NAWM)及看似正常的灰质(NAGM)较对照组相应部位脑组织的表观扩散系数(ADC)值增高,各向异性(FA)值减低.有智能损害的MS患者的NAWM、NAGM的ADC值高于智能正常的患者;而其NAGM的FA值低于智能正常的患者.结论:PWM、NAWM及NAGM组织内存在结构与功能改变,并影响认知功能.DTI有助于发现认知改变的微小结构和功能的异常.     

MR tractography with diffusion tensor imaging in clinical routine

Using MRI, we demonstrated that the depiction of the cerebral white matter fiber tracts has become a routine procedure. Diffusion tensor (DT) sequences may be analyzed with combined volume analysis and tractography extraction software, giving indirect visualization of white matter connections. We obtained DT data from 20 subjects with normal MR imaging and five patients presenting cerebral diseases such as brain tumors, multiple sclerosis and stroke, with five patients explored on two different MR scanners. Data were transferred to dedicated workstations for anatomical realignment, determination of voxel eigenvectors and calculation of fiber tract orientations in a region of interest. In all subjects, axonal directions underlying the main neuronal pathways could be delineated. Comparisons between diseased regions and contralateral areas demonstrated changes in voxel anisotropy in injured regions, revealing possible preferential fiber orientations within diffuse T2 hyperintensities. Rapid data processing allows imaging of the normal and diseased fiber pathways as part of the routine MRI examination. Therefore, it appears that whenever white matter disease is suspected a tractography can be performed with this fast and simple method that we proved to be reliable and reproducible     

In vivo visualization of white matter fiber tracts of preterm- and term-infant brains with diffusion tensor magnetic resonance imaging

OBJECTIVE: The goal of this study was to test the feasibility of visualizing a 3-dimensional structure of cerebral white matter fiber tracts in preterm infants, postconceptional age (PCA) 28 weeks to term, by using volumetric diffusion tensor magnetic resonance imaging (DTI) data. MATERIALS AND METHOD: We combined tractography algorithms and visualization methods, currently available for adult DTI data, to trace the pixelated principal direction of a diffusion tensor originating from regions-of-interest with high fractional anisotropy. Consequently, white matter fiber bundles from the genu and the splenium of corpus callosum, the corticospinal tracts, the inferior fronto-occipital fasciculi, and optic radiations were visualized. RESULTS: Our results suggest that major white matter tracts of preterm infant brains, with PCAs ranging from 28 weeks to term (40 weeks old), can be successfully visualized despite the small brain volume and low anisotropy. CONCLUSION: The feasibility of fiber tractography in preterm neonates with DTI may add a new dimension in detection and characterization of white matter injuries of preterm infants.     

磁共振DTI及DTT在脑梗死白质纤维束损伤中的应用

目的：探讨MR扩散张量成像（DTI）及扩散张量纤维束成像（DTT）技术对不同时期脑梗死白质损伤的诊断价值,并观察白质纤维束的受损情况,为脑梗死后患侧肌力恢复治疗提供影像学依据。方法：53例脑梗死患者按不同发病时期分为4组,行常规MRI及DTI检查,对比测量梗死侧与健侧相应部位脑白质的各向异性系数（FA）值,并观察梗死灶白质纤维柬的改变,按照皮质脊髓束（CST）移位、连续性及破坏程度在DTT图像上的表现分为3级。结果：超急性期梗死侧FA值（0．35±0．04）与健侧（0．37±0．06）比较差异无统计学意义（P〉0．05）,急性期、亚急性期和慢性期梗死侧FA值分别为0．17±0．07、0．14±0．06和0．09±0．05,分别低于健侧相应部位的FA值（分别为0．39±0．08、0．36±0．08和0．33±0．06）,差异均有显著性意义（P〈0．05）。3组DTT分级比较差异无统计学意义（P〉0．05）,患侧肌力改变与皮质脊髓束损伤程度呈正相关（rs=0．76,P〈0．05）,皮质脊髓束损伤程度可以通过重建的扩散张量纤维束成像显示。结论：DTI及DTT技术能较好的评价不同时期脑梗死白质纤维束的损伤程度,对指导临床诊断和帮助判断预后有重要价值。     

扩散张量成像及纤维追踪成像对原发性进行性失语脑内联合纤维束研究

目的应用扩散张量成像(DTI)及纤维追踪成像(F iber tractography)检查结果,揭示原发性进行性失语(PPA)患者大脑半球内、半球间联系纤维结构改变。方法1例男性,56岁,语言能力进行性下降3年。SIEMENS Trio 2003T及工作站完成全脑MR I和DTI数据收集和后处理。结果常规MR I显示左侧额叶、颞叶轻度萎缩。部分各向异性(FA)图显示左侧海马、外囊较对侧小。左侧弓状纤维束、下纵行纤维束、扣带束、海马及外囊等主要的联合、连合纤维均较对侧减少,左侧小钳变小。结论PPA患者除语言功能区的纤维结构改变外,其脑内主要联合、连合纤维也较正常人减少。     

Diffusion tensor MR imaging visualizes the altered hemispheric fiber connection in callosal dysgenesis

We report three cases of callosal dysgenesis that were evaluated by diffusion tensor imaging and fiber tractography. In partial agenesis of corpus callosum, fiber tracts from all regions of brain converged to a partially developed small genu portion and connected to the contralateral side. In complete callosal agenesis, fibers from the hemispheres failed to cross the midline and formed thick bundles running anteroposteriorly (eg, Probst bundle). The thickness of the anterior commissure was enlarged or smaller than normal brain, and other white matter tracts were not markedly different from normal brain tissue.     

局灶性脑皮质发育不良的扩散张量成像初步研究

目的 探讨DTI技术诊断局灶性脑皮质发育不良(FCD)的价值.方法 回顾性分析12例FCD患者的临床、MRI及DTI等资料.DTI经过图像后处理,获得平均扩散系数(MD)和部分各向异性分数(FA)图及彩色编码张量图,于FCD的皮质下白质区及对侧相应皮质下白质区设置椭圆形ROI,测量每个ROI的MD及FA值.病灶侧与对侧MD、FA值的比较采用配对t检验.扩散张量纤维束示踪成像(DTT)以T_2 WI图像为参照,ROI设置同DTI,以ROI中的任一点作为种子点,获得通过该ROI区域的所有白质纤维束示踪图像.结果 12例患者MR平扫均显示局灶性脑皮质增厚及灰白质界限不清,其中7例显示皮质下白质稍长T_1、稍长T_2信号,2例皮质下白质萎缩,3例皮质下白质无明显异常.DTI分析显示FCD邻近皮质下白质与对侧比较FA值明显下降(患侧0.31±0.05,对侧0.42±0.08,t=-3.995,P<0.01),MD值明显上升[患侧(1.02±0.16)×10~(-3)mm~2/s,对侧(0.86±0.13)×10~(-3) mm~2/s,t=2.655,P<0.05],差异均有统计学意义.DTT显示10例FCD患者皮质下白质纤维束较对侧明确减少,2例较对侧可能减少,主要表现为皮质下白质纤维稀疏,与深部白质纤维间联系减少.结论 FCD除了导致脑皮质结构异常外,也影响局部皮质下白质纤维的发育,DTI是常规MR检查的重要补充.     

Diffusion tensor imaging and fiber tractography in Parry-Romberg syndrome

We report a case of Parry-Romberg syndrome in a 32-year-old woman presenting with intermittent headache and mild sensory disturbance. MR imaging revealed minimal asymmetric atrophy of the right hemisphere with a few nonspecific white matter hyperintensities. Diffusion tensor imaging and fiber tractography, however, demonstrated clear fiber derangement, especially in the sensory tract of the right cerebral white matter.     

Topography of the human corpus callosum using diffusion tensor tractography

OBJECTIVE: To evaluate the crossing fiber trajectory through the corpus callosum using distortion-corrected diffusion tensor tractography in the human brain. METHODS: After correcting distortion associated with large-diffusion gradients, T2-weighted echo planar images (EPIs) acquired from 10 right-handed healthy men were coregistered into T2-weighted fast spin echo images using linear through sixth-order nonlinear, 3-dimensional, polynomial warping functions. The optimal transformation parameters were also applied to the distortion-corrected diffusion-weighted EPIs. Diffusion tensor tractography through the corpus callosum was reconstructed, employing the "1 or 2 regions of interest" method. RESULTS: Compared with the lines through the genu, those through the rostrum ran more inferiorly and seemed to enter the orbital gyrus. Those lines entering posterior temporal white matter (tapetum) crossed through the ventral portion of the splenium and were clearly distinguished from lines that reached parieto-occipital white matter (forceps major). CONCLUSION: Diffusion tensor tractography is a feasible noninvasive tool to evaluate commissural fiber trajectory.     

磁共振扩散张量纤维束成像技术在内侧颞叶癫痫中的应用研究

目的采用扩散张量纤维束成像(DTT)技术对内侧颞叶癫痫(mesial temporal lobe epilepsy,mTLE)中特定的脑白质纤维完整性的改变进行研究,探讨其在mTLE中的应用价值。资料与方法 25例单侧mTLE患者(左侧13例,右侧12例)及21名健康自愿者(对照组)纳入本研究。在1.5 T MR扫描仪下行扩散张量成像(DTI)数据采集。采用Trackvis软件对受检者颞叶相关的5对白质纤维束进行追踪显示,测量其整体部分各向异性分数(FA)值。将两组mTLE患者的左、右侧纤维束FA值分别与对照组相应侧纤维束FA值进行两样本t检验。最后将病例组纤维束FA值与临床因素进行相关分析。结果相对于对照组,左侧mTLE组5个患侧纤维束FA值均减低(P<0.05),而对侧仅扣带束(t=2.458,P<0.05)、上纵束(t=2.112,P<0.05)、下纵束(t=2.093,P<0.05)的FA值减低;右侧mTLE组5个患侧纤维束FA值均减低(P<0.05),而对侧仅下纵束FA值减低(t=2.384,P<0.05)。左侧mTLE组左侧钩束FA值与始发年龄呈线性正相关关系(r=0.764,P<0.01),与发病时长呈线性负相关关系(r=-0.678,P<0.05)。结论 DTT可用于颞叶癫痫相关白质纤维束完整性的检测,并有助于mTLE定侧研究,加深对mTLE病理生理机制的进一步理解。