正常肝脏扩散峰度成像的可行性及可重复性研究

目的 研究正常肝脏扩散峰度成像(DKI)的可行性及参数测量的可重复性.方法 使用飞利浦1.5TMR扫描仪和相同的序列及参数,对35名年轻志愿者进行2次肝脏DKI扫描,生成平均扩散系数(MD)图和平均峰度系数(MK)图.在左、右肝内分别选取上、中、下3个代表性层面的左、中、右9个测量位置,每个位置放置大小相同的感兴趣区(ROI),分别测量并比较各ROI的MD值和MK值及左、右肝各9个ROI的平均参数值,并评估各参数测量的可重复性.结果 前后2次DKI扫描b=800 s/mm2图像上肝脏的信噪比(SNR)较好,差异无统计学意义(P＞0.05).2次扫描左、右肝内不同测量部位的MD、MK值差异均无统计学意义(P＞0.05),其中右肝中层及左肝下层的MD、MK值可重复性较好.左肝的平均MD值、MK值较右肝高(t=-5.665 ～8.095,P＜0.001),但左肝的平均MD、MK值可重复性均较右肝差;MD值、MK值的可重复性相近.结论 初步研究结果表明,正常肝脏DKI是可行的,右肝中层和左肝下层的MD、MK值的可重复性较好;左肝的平均MD、MK值较右肝高,但可重复性较右肝差,MD、MK值的可重复性相似.     

弥散峰度成像对高级别脑胶质瘤和单发脑转移瘤的鉴别价值研究

目的 探讨弥散峰度成像(DKI)对鉴别高级别脑胶质瘤和单发脑转移瘤的临床应用价值.方法 搜集经病理或临床证实的33例脑肿瘤患者纳入研究,其中高级别胶质瘤18例,单发脑转移瘤15例,分别行常规磁共振平扫、DKI及常规增强扫描.经后处理分别得到DKI相关参量图,分别测量在肿瘤实性部分、瘤周水肿区域的各参数值.采用两样本t检验,分析高级别脑胶质瘤与单发脑转移瘤实质部分和瘤周水肿区域的各相对参数值平均弥散峰度(MK)、部分各向异性(FA)、平均扩散系数(MD),分析差异有无统计学意义.结果 在肿瘤实质部分,高级别脑胶质瘤和单发脑转移瘤MK、FA、MD各相对参数值比较,差异均无统计学意义(P值分别为0.529、0.645、0.84).在瘤周水肿区域,高级别胶质瘤和单发脑转移瘤MK、FA、MD各相对参数值比较,差异均有统计学意义(P值分别为0.002、0.003、0.04).结论 (1)DKI各相对参数MK、FA、MD在肿瘤实质部分对鉴别高级别脑胶质瘤和单发脑转移瘤没有明显价值.(2) DKI各相对参数MK、FA、MD在瘤周水肿区域对高级别脑胶质瘤和单发脑转移瘤有鉴别诊断价值.     

MR扩散张量成像在颞叶癫痫的初步研究

目的应用MR扩散张量成像技术(DTI)分析不同时期颞叶癫痫(TLE)患者的海马扩散变化规律,并使用扩散张量纤维束成像技术(DTT)初步观察TLE患者的穹窿改变。资料与方法对临床诊断的55例不同时期TLE患者(发作后早期13例,发作间期42例)和32名健康志愿者行常规MRI和DTI检查,定量测量双侧海马的平均扩散系数(DCavg)、部分各向异性(FA)、1-容积比(1-VR)和相对各向异性(RA)值并统计,同时对2例TLE患者和4名健康志愿者行穹窿纤维束重组。结果发作后早期:患侧、对侧海马DCavg显著高于正常对照组(P值分别为0.013和0.001),三组间FA、1-VR和RA差异均有统计学意义(P<0.001),患侧<对侧<正常;发作间期:患侧、对侧和正常对照组海马DCavg差异有统计学意义(P<0.001),患侧>对侧>正常,三组间FA、1-VR和RA差异均有统计学意义(P<0.001),患侧<对侧<正常。发作后早期组与发作间期组比较:患侧海马DCavg差异有统计学意义(P=0.004)。TLE患者双侧穹窿较正常人细小,患侧穹窿可见部分纤维中断。结论TLE发作后不同时期的海马扩散变化特点不同,DTI可以反映其病理学改变;DTT能够初步显示TLE患者的穹窿改变。     

轻度认知障碍患者海马的磁共振扩散峰度成像研究

目的 应用磁共振扩散峰度成像(DKI)研究轻度认知功能障碍(MCI)患者及正常老年人海马的差异.方法 搜集23例MCI患者为病例组(MCI组),23名健康志愿者为正常对照组(HC组),分别测量双侧海马的平均峰度(MK)值、轴向峰度(Ka)值、径向峰度(Kr)值、各向异性分数(FA)值、平均扩散(MD)值、轴向扩散(Da)以及径向扩散(Dr)值,使用两独立样本t检验对两组间所测DKI各参数进行分析;使用受试者工作特征曲线(ROC)曲线下面积(AUC)评价上述各参数值诊断MCI的能力;使用Pearson相关性分析对上述海马的DKI各参数值与MMSE评分的相关性进行分析.结果 与HC组相比,MCI组双侧海马的MK值、Kr值、FA值、Da值、Dr值减低,差异具有统计学意义(P＜0.05),双侧海马的MD值增加,差异具有统计学意义(P＜0.05),双侧海马的Ka值比较差异无统计学意义(P＞0.05);ROC曲线显示,左侧海马MD值的AUC最大,为0.765;Pearson相关性分析结果,双侧海马的MK值、Kr值、FA值、MD值、Da值、Dr值与简易精神状态检查量表(MMSE)评分均具有相关性(P＜0.05),海马的Ka值与MMSE评分无相关性(P＞0.05).结论 DKI技术能够敏感地探测到MCI患者海马的变化,为MCI患者和正常对照者的鉴别提供有效的影像学方法.     

正常子宫不同月经状态的扩散峰度成像研究

目的:研究正常女性不同年龄段和不同月经周期的子宫不同结构的扩散峰度成像(DKI)定量参数值的变化。方法:56例不同年龄段正常女性志愿者,按月经状态分组后进行盆腔MRI扫描,并测量子宫内膜、结合带及外肌层的平均扩散峰度(K)、平均扩散系数(D)。结果:育龄期组排卵期和分泌中期内膜与外肌层、结合带与外肌层间比较D值均有统计学差异(P<0.05)。围绝经期组排卵期和分泌中期子宫三层结构间K值、D值均无统计学差异(P>0.05)。绝经期组在内膜与结合带、结合带与外肌层间K值、D值均有统计学差异(P<0.05);育龄期组与围绝经期组在排卵期与分泌中期比较子宫同一结构间K值、D值均无统计学差异(P>0.05)。结论:不同年龄、不同结构区、不同月经周期会对子宫的DKI参数值产生影响。     

扩散峰度成像评估慢性乙型肝炎患者肝炎活动度的价值

目的探讨扩散峰度成像评估慢性乙型肝炎患者肝炎活动度的可行性及价值.资料与方法回顾性分析2015年12月—2018年2月天津市第一中心医院52例有肝脏穿刺病理结果的慢性乙型肝炎患者(研究组)和24例健康志愿者(对照组)的肝脏扩散峰度成像资料,并收集研究组的肝功能实验室指标.测量所有研究对象的肝脏平均扩散率(MD)和平均峰...     

SD大鼠脑DKI研究中弥散参数MK与MD的比较

目的 通过分析SD大鼠大脑皮层、外囊和尾壳核的扩散峰度参数间的差异性,比较平均扩散峰度(MK)与平均弥散率(MD)对组织变化的敏感性.方法 4组不同年龄的雄性SD大鼠,行颅脑常规MRI(冠状位T1WI和T2WI)及扩散峰度成像检查,测量两侧大脑皮层、两侧外囊、两侧尾壳核的MK值和MD值.采用配对t检验比较大脑皮层、外囊、尾壳核的左右侧别间各统计指标的差异;采用One-Way ANO VA比较各部位间各统计指标差异及同一部位不同年龄组间的差异,进一步分析MK值、MD值对组织微观结构改变的敏感性.结果 两侧大脑皮层、两侧外囊、两侧尾壳核的MK值、MD值差异无统计学意义(P＞0.05);两侧大脑皮层、两侧外囊、两侧尾壳核的MK值、MD值不同年龄组间差异均存在统计学意义;3个月、6个月、10个月和13个月MK值在不同部位间差异存在统计学意义,4个年龄组MD值不同部位间差异均不存在统计学意义.结论 MK值较MD值对组织的微观结构改变更加敏感.     

高原和平原地区健康成人脑白质扩散张量成像TBSS分析

目的 采用扩散张量成像(DTI)及基于纤维束追踪空间统计分析(TBSS)研究平原与高原健康成人的脑白质微细结构差异.方法 对16名高原健康成人和与之年龄、受教育程度相匹配的20名平原健康成人行DTI检查,应用TBSS方法分析两组受检者脑白质纤维DTI的相关参数:各向异性分数(FA)、轴向扩散系数(AD)、平行扩散系数(RD)、平均扩散系数(MD).对两组各项参数进行比较.结果 与平原组比较,高原组在胼胝体体部、胼胝体压部、胼胝体膝部、两侧上纵束、两侧上放射冠、右侧内囊前肢、内囊豆状核后肢、右侧丘脑辐射线(包括视辐射线)的AD值显著增高(P＜0.05,FWE校正);MD值显著升高的脑区是胼胝体体部、右侧上纵束、右侧上放射冠、右侧内囊前肢(P＜0.05,FWE校正);RD值显著升高的脑区是胼胝体体部、右侧上纵束.结论 通过DTI及TBSS分析,高原健康成人相对于平原健康成人脑白质纤维存在差异.     

弥散张量成像在癫痫中的研究进展

癫痫作为多种病因引起的神经系统慢性、发作性疾病,严重影响着患者的生活质量,因此对其及时诊断和早期治疗极为重要。目前已有多种神经影像技术用于癫痫的定位、定侧和病理生理研究。弥散张量成像是利用水分子在组织中弥散的各向异性成像的磁共振技术,是目前唯一能在活体中无创性地显示脑白质纤维束的方法,它能敏感地显示脑部细微结构,并能揭示各个结构间的功能联系,有助于癫痫的研究。本文主要从癫痫的病因诊断、癫痫手术的辅助指导、癫痫的结构网络及其与癫病功能障碍的相关性研究等方面对DTI应用于癫痫的最新研究进展进行综述。     

脑的功能磁共振成像及弥散张量成像的联合应用

DTI及在此基础上的DTT成像是近年来迅速发展的磁共振新技术,与fMRI在中枢神经系统的联合应用是近来国外研究的热点,本文就两种方法的基本成像原理以及目前在正常脑、脑肿瘤、梗死、认知等多个方面研究状况作一简要综述,并探讨了fMRI和DTI联合应用研究的局限性及发展前景.     

新生猪缺氧缺血性脑病扩散峰度成像的时间进程变化

目的分析新生猪缺氧缺血性脑病扩散峰度成像(DKI)相关参数随时间变化规律,并与扩散张量成像(DTI)相关参数对比。材料与方法选取出生3~5 d内的健康约克种猪20只,分为实验组15只和对照组5只。实验组结扎双侧颈总动脉后放入氧浓度为4%的乏氧箱内,乏氧30 min。对照组仅行分离双侧颈总动脉的假手术。实验组和对照组在模型建立后3、6、9、12、16、24 h分别进行DKI扫描,扫描完成后,实验组和对照组各选3只猪取脑行病理学检查。结果实验组猪缺氧缺血发生后,病变处DKI相关参数平均扩散峰度(MK)、径向扩散峰度(Kr)、轴向扩散峰度(Ka)较对照组逐渐升高,差异有统计学意义(P<0.05);DTI相关参数平均扩散系数(MD)、垂直扩散张量(Dr)、轴向扩散张量(Da)逐渐降低,差异有统计学意义(P<0.05)。DKI相关参数值变化率大于DTI相关参数值变化率,且平行于轴突方向的变化率均大于垂直于轴突方向的变化率(Ka、Da、Kr及Dr的平均变化率分别为119.75%、55.54%、93.32%、50.51%)。实验组病理结果显示神经元水肿,大量炎症细胞浸润,局部可见坏死。结论与DTI相关参数相比,DKI能够更敏感地评价缺氧缺血性脑病脑组织微结构的变化。     

扩散加权成像对脑肿瘤及其周边区的临床研究

目的:探讨MR扩散加权成像(DWI)在脑肿瘤诊断和鉴别诊断中的价值。方法:经手术病理或临床随访证实的35例脑肿瘤患者中,星形细胞瘤16例,脑转移瘤12例,脑膜瘤7例(良性)。常规行MRI平扫、增强及DWI扫描。在DWI图像上测量肿瘤强化区、近侧和远侧瘤周区及正常脑组织(参照区)的信号值,计算相应的表观扩散系数(ADC)值并进行统计学分析。结果:脑膜瘤肿瘤强化区的ADC值与星形细胞瘤、转移瘤比较,差异有显著性意义(P<0.05)。高级别星形细胞瘤比低级别星形细胞瘤肿瘤强化区的ADC值低,两者比较差异有显著性意义(P<0.05)。星形细胞瘤近侧瘤周区的ADC值与脑膜瘤及转移瘤比较,差异有显著性意义(P<0.05);远侧瘤周区的ADC值在3种肿瘤间差异无显著性意义(P>0.05)。病变区ADC值与正常参照区比较,差异有显著性意义(P<0.05)。结论:ADC值对脑肿瘤特别是近侧瘤周区的评价有临床价值,有助于脑肿瘤的鉴别诊断及病灶浸润范围的确定。     

DTI对急性脑梗死白质纤维各向异性特征的初步研究

目的:利用磁共振扩散张量成像(DTI)研究健康成人和急性缺血性脑梗死患者大脑白质纤维束各向异性特征。方法:对16例健康志愿者和17例急性脑梗死患者进行T1WI、T2WI、DWI及DTI检查;对DTI数据离线后处理,采用Volume-one 1.64和dTVII-R1软件处理,获得部分各向异性(FA)图及方向编码彩色(DEC)图。对健康志愿者分别在内囊、胼胝体以及半卵圆中心选择兴趣区测量主要白质纤维束的FA值。测量脑梗死患者的梗死区及健侧对应白质区的FA值。结果:FA图和DEC图可显示脑内主要的白质纤维束。正常组不同部位脑白质的FA值不同;大脑半球两侧白质的FA值差异无统计学意义。超急性期脑梗死区白质FA值与对侧相比,可轻度升高或降低;急性期梗死区白质FA值显著低于健侧,差异有统计学意义(t=10.987,P<0.01);急性期梗死区白质FA值下降率与发病时间存在相关关系(相关系数r=0.841,P<0.05)。结论:DTI可显示脑内白质纤维束的走行及分布。FA图及DEC图可以显示梗死区白质纤维束的方向与各向异性的改变程度。急性期脑梗死区FA值下降率随病程延长而增大,该指标可用于反映脑梗死的病程。     

3.0T磁共振扩散张量成像对高级别脑胶质瘤和脑转移瘤的鉴别诊断价值

目的探讨3.0T磁共振扩散张量成像参数中的各向异性分数(FA)值、表观扩散系数(ADC)值对高级别脑胶质瘤和脑转移瘤的鉴别诊断价值。方法分析经手术病理或临床随访证实15例高级别脑胶质瘤和19例脑转移瘤,术前行常规MRI扫描、增强扫描、DWI及DTI扫描,选取感兴趣区(肿瘤囊变区、肿瘤实质区、肿瘤边缘区、瘤周水肿区、肿瘤周围正常脑实质区),分别测量其ADC值及FA值,比较两种肿瘤不同部位ADC值及FA值的差异,采用t检验。结果高级别脑胶质瘤与脑转移瘤的肿瘤实质区(t=4.09,P=0.001)、肿瘤边缘区(t=3.34,P=0.002)的FA值差异显著(P<0.05)。两种肿瘤周围水肿区(t=4.79,P=0.000)的ADC值差异显著(P<0.05)。结论扩散张量成像可以作为高级别脑胶质瘤和脑转移瘤的鉴别诊断方法。     

White Matter Microstructural Abnormalities in Type 2 Diabetes Mellitus: A Diffusional Kurtosis Imaging Analysis

BACKGROUND AND PURPOSE:Increasing DTI studies have demonstrated that white matter microstructural abnormalities play an important role in type 2 diabetes mellitus–related cognitive impairment. In this study, the diffusional kurtosis imaging method was used to investigate WM microstructural alterations in patients with type 2 diabetes mellitus and to detect associations between diffusional kurtosis imaging metrics and clinical/cognitive measurements.MATERIALS AND METHODS:Diffusional kurtosis imaging and cognitive assessments were performed on 58 patients with type 2 diabetes mellitus and 58 controls. Voxel-based intergroup comparisons of diffusional kurtosis imaging metrics were conducted, and ROI-based intergroup comparisons were further performed. Correlations between the diffusional kurtosis imaging metrics and cognitive/clinical measurements were assessed after controlling for age, sex, and education in both patients and controls.RESULTS:Altered diffusion metrics were observed in the corpus callosum, the bilateral frontal WM, the right superior temporal WM, the left external capsule, and the pons in patients with type 2 diabetes mellitus compared with controls. The splenium of the corpus callosum and the pons had abnormal kurtosis metrics in patients with type 2 diabetes mellitus. Additionally, altered diffusion metrics in the right prefrontal WM were significantly correlated with disease duration and attention task performance in patients with type 2 diabetes mellitus.CONCLUSIONS:With both conventional diffusion and additional kurtosis metrics, diffusional kurtosis imaging can provide additional information on WM microstructural abnormalities in patients with type 2 diabetes mellitus. Our results indicate that WM microstructural abnormalities occur before cognitive decline and may be used as neuroimaging markers for predicting the early cognitive impairment in patients with type 2 diabetes mellitus.

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a common metabolic disorder with an increasing worldwide prevalence,¹ and is widely accepted as a risk factor associated with mild cognitive impairment and dementia.^2,3 A number of neuroimaging studies have demonstrated that GM structural abnormalities^4–6 might account for cognitive deficits in patients with T2DM. By contrast, studies on white matter structures, which play a vital role in transferring information between GM regions, are relatively rare. A few studies using the DTI method identified microstructural changes of WM in patients with T2DM,^7–13 and alterations of local and global network properties were also observed in patients with T2DM with the tractography method.¹⁴ In addition, the association between the WM microstructural abnormalities and cognitive performance was also revealed in patients with T2DM.^7,10,12–14However, information provided by DTI was limited, partly because diffusion metrics obtained from DTI are calculated on the basis of the assumption of Gaussian diffusion of water molecules.¹⁵ However, non-Gaussian diffusion is known to be substantial¹⁶ and is believed to result from the diffusion barriers, such as cell membranes and organelles, as well as water compartments (eg, extracellular and intracellular) with altering diffusion properties. In this study, we sought to further characterize WM changes in patients with T2DM without cognitive impairment by using diffusional kurtosis imaging (DKI), which is a clinically feasible extension of DTI that enables the examination of additional non-Gaussian diffusion effects, providing both DTI-compatible diffusion metrics and additional kurtosis metrics.¹⁷ Additionally, due to the inclusion of non-Gaussian effects, DKI-derived estimates of diffusion metrics are generally more accurate than those obtained with conventional DTI,¹⁸ and the added kurtosis metrics can yield additional information about tissue microstructure beyond that provided by diffusion metrics.The aims of this study were the following: 1) to assess the ability of DKI and DTI to identify microstructural abnormalities in patients with T2DM; 2) to investigate whether DKI-specific diffusion and kurtosis metrics could provide additional information about the WM microstructural changes; and 3) to investigate whether these microstructural abnormalities are related to clinical/cognitive variables in patients with T2DM without cognitive impairment.