DTI在大脑髓质发育研究中的应用

脑白质纤维与大脑的发育和多种神经、精神疾病密切相关,磁共振扩散张量成像(DTI)作为一种无创性显示活体脑白质微观变化的MRI技术,被广泛地应用于脑白质发育及其相关疾病的研究。就其原理及在脑白质发育和临床应用方面的研究成果予以综述。     

~1H-MRS和DTI在脑胶质瘤中的应用

脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤,磁共振波谱(MRS)和磁共振扩散张量成像(DTI)检查可以获得肿瘤更进一步的功能代谢变化、肿瘤与其周边纤维束三维空间关系的相关信息,有助于胶质瘤定性诊断、术中导航、放射治疗、评价疗效及监测治疗后反应等。     

~1H-MRS和DTI在脑胶质瘤中的应用

由中华医学会放射学分会乳腺学组、江苏省医学会放射学分会联合主办的中华医学会放射学分会第五届全国乳腺影像学术会议、中国长江医学论坛-影像学与医学发展暨江苏省第十四次放射学学术会议将于2013年3月29日-31日在苏州举行。本届年会将邀请国内、外著名专家做专题讲座,并进行优秀论文交流,疑难病例讨论,数字乳腺影像诊断测评(work-shop)等多种形式的学术交流活动,使本次会议成为融学术交流、继续教育及新技术新产品展示为一体的学术会议。欢迎     

出生后感染/炎症对早产儿脑白质微结构影响的DTI研究

目的 采用扩散张量成像(DTI)评估出生后感染/炎症对早产儿(PT)脑白质微结构影响.方法 选取行常规MRI平扫和DTI检查的121例早产儿,有出生后感染/炎症疾病[支气管肺发育不良(BPD)、坏死性小肠结肠炎(NEC)和培养阳性的败血症]任一或多种者,分为PT+组(n=58),不存在生后感染/炎症且未合并其他脑损伤高...     

儿童型肾上腺脑白质营养不良的2D-1H MRSI和DTI初步应用

目的探讨2D-MRSI和DTI在儿童型肾上腺脑白质营养不良的综合应用价值.方法对3例儿童型肾上腺脑白质营养不良患儿行2D-MRSI、DTI和常规MRI检查,比较病变区域代谢物NAA/Cho、NAA/Cr和Cho/Cr比值与ADC和FA的关系,以及它们与T2WI信号强度的相关性;测量常规MRI阴性的ALD额顶叶白质的ADC和FA值有无异常.结果病变T2WI信号强度与NAA/Cho比值和FA负相关,与ADC正相关,即T2WI信号越高,NAA/Cho越低、ADC越高及FA越低,且具有从外到内的层次性.各种代谢物比值以NAA/Cho 比值与ADC和FA相关最密切.DTI不能发现常规MRI阴性的ALD白质病变.结论 MRSI和DTI与常规MRI表现具有一定的相关性,2D-MRSI和DTI可为儿童型肾上腺脑白质营养不良诊断提供更多的信息.     

DTI在腰椎间盘突出引起腰骶神经根压迫症中的应用价值

目的：探讨腰骶神经根扩散张量成像（DTI）及纤维示踪成像（FT）的可行性,同时评定健康志愿者及腰椎间盘突出引起单侧坐骨神经痛患者的腰骶神经根 DTI 参数不同层面数值的连续性变化。方法：将20例腰椎间盘突出引起单侧坐骨神经痛的患者及20例与患者年龄相仿的健康志愿者同时纳入研究。所有检查均在 Siemens 3．0T MR 上进行,采用3D T1-VIBE 及 DTI 融合图像,分别在神经根（L5和 S1）的三个不同层面测量左右两侧神经根的各向异性分数（FA）值和 ADC 值,同时进行 L4、L5、S1神经根 FT。结果：20例健康志愿者 L5和 S1神经根左、右两侧 FA 值分别为0．319±0．019和0．320±0．019,ADC 值分别为1．427±0．171和1．416±0．185,左右两侧差异无统计学意义（P ＞0．05）;不同层面神经根两两之间的 FA 及 ADC 值差异无统计学意义（P ＞0．05）。20例患者的患侧神经根 FA 值低于健侧,分别为0．285±0．026和0．319±0．019,差异有统计学意义（P ＜0．05）;患侧神经根近端至远端 FA 值逐层递减（P ＜0．05）,ADC值逐层递增（P ＜0．05）;健侧不同层面 FA 值无明显差异（P ＞0．05）。结论：DTI 结合常规 MRI 对定量评价病变神经根及定位诊断腰骶神经根卡压有一定的应用价值。     

3.0TDCE-MRI及DTI在胶质瘤分级中的价值

目的：探讨动态增强磁共振成像(DCE-MRI)及扩散张量成像(DTI)在胶质瘤分级中的价值。方法31例胶质瘤患者行3.0T DCE-MRI 及 DTI 检查,测量定量参数包括：容量转移常数(Ktrans )、血管外细胞外间隙容积比(Ve )、速率常数(Kep )、对比剂浓度下峰面积(iAUC)及相对各向异性分数(rFA)。低级别、高级别胶质瘤组间 DCE-MRI、rFA 参数与微血管密度(MVD)、微血管结构(MVS)相关性评估采用 Spearman 相关性检验。结果胶质瘤分级与 MVD 计数和 MVS 改变呈正相关。14例低级别胶质瘤的 Ktrans 值、Kep 值、Ve 值、iAUC 值及 rFA 值分别为(0.02±0.01)min-1、1.82(0.18~8.54)min-1、0.05±0.03、2.47±1.66和0.55±0.22;17例高级别胶质瘤参数值分别为(0.11±0.02)min-1、1.31(0.12~7.58)min-1、0.28±0.10、10.84±6.46和0.28±0.08。各参数值组间除 Kep 外,其他参数差异均有统计学意义(P <0.05)。Ktrans 、Ve 、iAUC 值与 MVD 计数及 MVS 呈正相关(P <0.05),rFA 值与MVD 计数及 MVS 呈负相关(P <0.01)。结论DCE-MRI、DTI 定量参数对胶质瘤分级以及肿瘤新生血管增生、血管微结构改变都有重要的评估价值。     

扩散张量成像在颅内肿瘤周围白质区的应用

目的：评价MR扩散张量成像技术在不同级别胶质瘤、脑膜瘤及转移瘤周围正常脑白质区的应用价值。方法：对43例颅内肿瘤患者行常规MRI及扩散张量成像检查,其中高级别胶质瘤12例,低级别胶质瘤10例,脑膜瘤12例、转移瘤9例。测量瘤周正常脑白质的FA值及对侧相应解剖部位正常脑白质的FA值,行组间统计学分析。结果：高级别胶质瘤瘤周正常脑白质FA值低于对侧正常脑白质FA值,差异有统计学意义（P〈0.05）;低级别胶质瘤、脑膜瘤及转移瘤FA值的差异无统计学意义。高级别胶质瘤瘤周正常脑白质FA值与低级别胶质瘤、脑膜瘤、转移瘤瘤周正常脑白质之间差异有统计学意义,后三者之间的差异比较无统计学意义。结论：MR扩散张量成像技术有助于颅内肿瘤的定性诊断及推测肿瘤细胞的浸润范围。     

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.     

Altered white matter diffusion anisotropy in normal and preterm infants at term‐equivalent age

To investigate white matter (WM) development, voxelwise analyses of diffusion tensor MRI (DTMRI) data, acquired from 12 very preterm and 11 preterm infants with gestational ages (GA) ranging from 25 to 29 and 29 to 32 weeks, respectively, and 10 newborn normal term infants were performed. T₂ relaxation measures were also generated to assess brain water content. Compared with newborn term infants, very preterm infants were found to possess reduced fractional anisotropy (FA) within the frontal lobe, and a number of anterior and posterior commissural pathways. Preterm infants possessed reduced FA mainly within the posterior regions of the corpus callosum. Unexpectedly, we observed significantly reduced FA and increased T₂ within a number of corticospinal projections in the newborn term infants compared to the preterm groups. This finding may reflect increased water concentration and/or a lowering of FA due to the presence of crossing interhemispheric WM projections. These findings indicate that care should be taken when interpreting FA indices without knowledge of the possible effects of water concentration in the newborn infant brain. Magn Reson Med 60:761–767, 2008. © 2008 Wiley‐Liss, Inc.     

Three-dimensional white matter tractography by diffusion tensor imaging in ischaemic stroke involving the corticospinal tract

Diffusion tensor MR imaging (DTI) provides information on diffusion anisotropy, which can be expressed with three-dimensional (3D) white matter tractography. We used 3D white matter tractography to show the corticospinal tract in eight patients with acute or early subacute ischaemic stroke involving the posterior limb of the internal capsule or corona radiata and to assess involvement of the tract. Infarcts and the tract were shown simultaneously, providing information on their spatial relationships. In five of the eight patients, 3D fibre tract maps showed the corticospinal tract in close proximity to the infarct but not to pass through it. All these patients recovered well, with maximum improvement from the lowest score on manual muscle testing (MMT) up to the full score through rehabilitation. In the other three patients the corticospinal tract was shown running through the infarct; reduction in MMT did not necessarily improve favourably or last longer, other than in one patient. As 3D white matter tractography can show spatial relationships between the corticospinal tract and an infarct, it might be helpful in prognosis of gross motor function.     

磁共振弥散张量成像在脑肿瘤放射治疗中的应用

弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）利用水分子弥散运动描述大脑空间结构，获得脑肿瘤的浸润破坏情况，使得疾病的诊断方式实现从宏观至微观、从形态学上升至形态与代谢并重，为脑肿瘤的诊疗研究带来新的机遇。在这篇综述中，概述了DTI技术的理论基础及目前的局限性，并对其在脑肿瘤放射治疗及其疗效预判中的应用价值进行全面讨论。DTI为脑肿瘤的放疗方案制定提供重要的影像学信息。     

梗阻性脑积水的弥散加权成像及弥散张量成像研究

目的探讨磁共振弥散加权成像(DWI)与弥散张量成像(DTI)对梗阻性脑积水的诊断价值。方法 25例梗阻性脑积水患者和30例志愿者均行3.0T磁共振常规序列以及DWI和DTI扫描,重建出ADC图、MD图、FA图、RA图、VR图及AI图,并对各参数图进行测量和记录,所得数据进行统计学分析。结果 30例志愿者及25例梗阻性脑积水患者分别测量双侧侧脑室周围脑白质、胼胝体膝部及压部区域的ADC、MD、FA、RA、VR及AI进行测量,ADC图中胼胝体膝部两组ADC值差异具有统计学意义(P<0.05),双侧侧脑室外侧脑白质两组所测得MD、FA、VR、AI值均有统计学意义(P<0.05),两组胼胝体压部RA值有统计学差异(P<0.05),两组间胼胝体膝部所有测得DTI各参数值均无统计学差异(P>0.05)。结论 DWI和DTI在脑积水的诊断中具有重要的诊断价值。     

应用扩散张量成像对正常儿童脑白质发育的初步研究

目的 应用扩散张量成像（DTI）分析不同年龄段、不同部位脑白质的各向异性，研究正常儿童脑白质的成熟规律。方法 将89例正常儿童（年龄2d至18岁）分为7组，〈6个月为第1组8例，6个月至1岁为第2组8例，1～3岁为第3组12例，3～5岁为第4组15例，5～8岁为第5组20例，8～12岁为第6组11例，12～18岁为第7组15例。分别行头部扩散张量成像，在各项异性分数（FA）图上测量不同脑区的各向异性，并对所测数据进行统计分析。结果 （1）不同部位FA值明显不同，胼胝体最高，灰质最低，且随组别数降低，FA值减低；（2）胼胝体、额、顶叶白质、半卵圆中心的FA值在第1、2组及第2、3组间差异有统计学意义，内囊前肢、枕叶放射的FA值在第2、3组，第3、4组及第4、5组间差异有统计学意义，F值均〉5．34，P〈0．05；（3）儿童脑白质各向异性随年龄增加而增加，FA值与年龄呈指数正相关，胼胝体、内囊、顶、枕、额叶白质及小脑中脚的相关系数均〉／0．5，P〈0．01。结论 扩散张量成像可反映活体脑白质细微的结构，可用于评价儿童脑发育情况。     

小脑共济失调型多系统萎缩脑干白质定量DTT研究

目的：探讨小脑共济失调型多系统萎缩（MSA—C）患者脑干相关白质纤维的定量扩散张量纤维束成像特征。方法：搜集MSA-C型患者11例（MSA-C组）及健康志愿者11例（对照组）,行常规MRI及扩散张量成像（DTI）检查,利用纤维束追踪成像法重建小脑上、中、下脚及锥体束,并测量其FA值和纤维条数。结果：MSA—C组小脑中脚、下脚及锥体束的FA值（O．458±0．019,0．372±0．010,0．494±0．016）较对照组（O．476±0．016、0．405±0．023、0．524±0．012）降低（P〈0．05）;小脑中脚、下脚及锥体束的纤维条数（373±76、72±23、173±35）较对照组（1544±156、116±37、311±94）降低（P〈0．05）。MSA-C组小脑上脚的FA值（0．481±0．010）与对照组（0．474±0．012）比较差异无统计学意义（P〉0．05）;MSA—C组小脑上脚纤维条数（634±50）与对照组（686±117）比较差异无统计学意义（P〉0．05）。结论：小脑中、下脚及锥体束的FA值和纤维条数的测量能从一个侧面反映MSA的病变特征。     

3.0T MR扩散张量成像在脑梗死诊断中的应用

目的：探讨3.0T磁共振扩散张量成像（DTI）对脑梗死的诊断价值。方法：对75例不同时期脑梗死患者进行MRI常规检查、扩散加权成像（DWI）及DTI检查,重建平均扩散系数（DCavg）图及部分各向异性（FA）图。以T2WI与DWI图像为参照,测定各期脑梗死灶及对侧正常脑组织的平均DCavg值、平均FA值,并进行统计学处理。结果：与对侧正常脑组织相比,脑梗死平均DCavg值在超急性期及急性期显著减低（P〈0.01）,随着时间延长呈逐渐恢复升高的变化趋势;脑梗死平均FA值在超急性期无一致性变化,与对侧正常脑组织相比差异无统计学意义（P〉0.05）,可轻度升高或轻度降低,随着病程进展呈不可恢复持续减低规律。结论：联合DCavg值与FA值可对脑梗死进行更精确的临床分期,有助于及时准确了解脑梗死的病理生理改变,为临床治疗及预后判断提供依据。     

Tractography-based quantitation of diffusion tensor imaging parameters in white matter tracts of preterm newborns

PURPOSE: To evaluate the feasibility of performing diffusion tensor tractography (DTT) to map and quantify the pyramidal white matter tracts of premature newborns. MATERIALS AND METHODS: Fourteen diffusion tensor MRI (DTI) examinations of nine premature newborns were evaluated. DTT was performed to segment bilateral pyramidal tracts, using a fiber-tracking algorithm originating in the cerebral peduncle (CP) and filtering through the posterior limb of the internal capsule (PLIC) and precentral gyrus (PCG). Voxels containing the resulting tracts were then used for quantitation of DTI parameters along the tract. The DTT-based tract measurements were compared with standard manually placed region-of-interest (ROI) measurements at four locations along the pyramidal tract, and the reproducibility of each technique was evaluated. RESULTS: DTT demonstrated improved reproducibility over manual ROI measurement for pyramidal tract quantitation and was less subject to intra-operator variability (P < 0.0001, Fisher test for equal variance). In general, the anatomic locations and measurements obtained with the two techniques were in good agreement, although some systematic differences were identified in the PLIC and CP. CONCLUSION: Fiber DTT is feasible in premature newborns, provides more reproducible tract measurements than manual ROI methods, and allows quantitation along the entire tract for more detailed DTI assessment of white matter maturation.