基于DKI技术对系统性红斑狼疮患者脑白质微结构改变的研究

目的 应用扩散峰度成像(DKI)技术中基于纤维束的空间统计分析方法(TBSS)探讨系统性红斑狼疮(SLE)患者脑白质结构的改变及其与神经精神量表的相关性。方法 选取41例女性SLE患者(SLE组)及45名与其年龄、性别及教育程度相匹配健康志愿者(HC组)进行DKI检查，测定有统计学差异脑区的各向异性分数(FA)、平均扩散系数(MD)、平均扩散峰度(MK)间的差异，并采用Spearman相关性分析来探讨差异脑区FA、MD及MK值与神经精神量表间的关系。结果 与HC组相比，SLE组患者在胼胝体(膝部、体部、压部)、双侧前、上放射冠、丘脑后辐射、外囊、上纵束及右侧后放射冠FA值均明显降低(P均<0.05);在胼胝体(膝部、体部、压部)、内囊膝支、双侧前、上、后放射冠、丘脑后辐射、上纵束及左侧外囊MD值均明显升高(P均<0.05),在胼胝体(膝部、体部、压部)、内囊后肢、双侧前、上放射冠、双侧丘脑后辐射、外囊、上纵束及右侧后放射冠MK值均明显降低(P均<0.05)。相关性分析发现，简易精神状态量表(MMSE)评分与胼胝体体部的FA、MK值呈正相关(r=0.5487,P<...     

DKI对震颤型帕金森患者脑深部核团微结构变化的诊断价值

【摘要】目的：探讨扩散峰度成像（DKI）对震颤型（TD）帕金森病（PD）患者脑微观结构变化的诊断价值。方法：对40例TD型PD患者及34例健康志愿者（对照组）行常规序列及DKI序列MRI检查,对PD患者的运动和认知功能障碍进行评估。MRI原始扫描数据经后处理获得DKI各定量参数图,包括各向异性分数（FA）、平均扩散率（MD）、平均扩散峰度（MK）、横向峰度（Ka）、径向峰度（Kr）、横向扩散率（Da）和径向扩散率（Dr）,分别测量双侧红核、黑质致密带、黑质网状带、壳核、尾状核头、苍白球和丘脑的各项参数值,对各项参数值在两组间及患者左、右侧对称区域间的差异进行统计学分析。结果：①FA值：患者组症状侧及对侧红核的FA值与对照组的症状对侧比较,差异有统计学意义（P=0.013、0.036）;双侧尾状核头的FA值分别与对照组双侧对应部位比较,差异均有统计学意义（P=0.002、0.012、0.006和0.033）。②MD、Da、Dr、Ka值：双侧红核、壳核、黑质致密带、黑质网状带、苍白球、丘脑和尾状核头的各参数值分别与对照组双侧对应部位比较,差异均有统计学意义（P=0.000~0.030）。③MK值：患者组症状侧的黑质网状带、黑质致密带的MK值与对照组症状对侧之间的差异有统计学意义（P=0.043、0.042）;患者组双侧壳核的MK值分别与对照组双侧对应部位两两比较,差异均有统计学意义（P=0.046、0.006、0.008和0.001）;PD组中症状侧苍白球的MK值分别与对照组双侧对应部位比较,差异均有统计学意义（P=0.008、0.005））。④Kr值：患者组症状侧尾状核头的Kr值与对照组双侧对应部位比较,差异均有统计学意义（P=0.031、0.006）。结论：DKI在TD型PD患者亚临床期即可敏感的量化分析双侧各灰质核团微观结构的改变。     

大脑中动脉不同部位急性脑梗死的DKI表现特点

目的 比较DKI各峰度参数与扩散参数早期诊断急性脑梗死的能力,评估大脑中动脉供血区不同部位急性脑梗死后DKI峰度参数的变化特点,探究早期诊断不同部位脑梗死的优势参数图。 方法 回顾性收集单侧大脑中动脉供血区的急性脑梗死病人62例（共84个病灶）,男37例,女25例,年龄43~71岁,平均（57.26±6.27）岁。行DKI扫描并获得轴向扩散率（AD）、平均扩散率（MD）、径向扩散率（RD）、轴向扩散峰度（AK）、平均扩散峰度（MK）、径向扩散峰度（RK）图。按梗死部位将所有病灶分为3组,包括皮质（28个）、皮质下白质（25个）和基底节区（31个）组。采用配对t检验比较各参数值患侧与健侧的差异,采用秩和检验比较各峰度参数变化率（Δ参数值%）的差异,采用单因素方差分析比较3组间各峰度参数健侧绝对值的差异。 结果 与健侧对照区相比,所有梗死灶的扩散参数（AD、MD、RD）值均减低,而峰度参数（AK、MK、RK）值均增高（均P<0.05）。其中,扩散参数的变化率均小于其对应峰度参数的（均P<0.05）。健侧对照区中,皮质下白质区和基底节区的MK、RK值均高于皮质区,而基底节区的RK值也高于皮质下白质区（均P<0.05）。皮质、皮质下白质、基底节区病灶的ΔAK%依次增大（P<0.05）。皮质组的ΔAK%、ΔMK%、ΔRK%的差异无统计学意义（P>0.05）;皮质下白质组的ΔAK%与ΔMK%均大于ΔRK%（均P<0.05）;基底节区组的ΔAK%、ΔMK%、ΔRK%数值呈降序分布（均P<0.05）。 结论 DKI峰度参数较扩散参数更易检出梗死病灶。缺血状态下,皮质下白质及基底节区的组织微结构改变较皮质更为复杂,且AK、MK较RK更有评估不同部位缺血损伤的潜力。对位于皮质、皮质下白质的脑梗死评估,MK图具有优势,而对基底节区的脑梗死早期评估,AK图更具优势。     

扩散峰度成像在正常成人视通路中的应用研究

目的 应用扩散峰度成像(DKI)定量测量正常成人视通路各区域的平均峰度(MK)值、部分各向异性(FA)值和平均扩散率(MD), 探讨DKI技术在正常成人视通路研究中的应用价值。 方法 按区组随机化选择30名正常成人志愿者, 按年龄分为3组:20~39岁组、40~59岁组和60岁以上组, 每组10名, 均行常规颅脑MR和DKI序列扫描, 并测量视通路不同区域的MK值、FA值和MD, 采用SPSS15.0统计学软件分析MK值、FA值和MD的正常范围, 及其随年龄递增的变化规律。 结果 视神经、外侧膝状体、视放射和视皮层区域MK值与年龄呈负相关; 外侧膝状体、视放射区域FA值与年龄呈负相关; 视神经、外侧膝状体区域MD与年龄呈正相关。 结论 DKI所得参数可以无创性地反映正常成人视通路随年龄增长的微观结构的变化。     

慢性酒精依赖患者脑结构改变的DKI研究

目的：探讨慢性酒精依赖(CAD)患者大脑微结构异常与神经心理功能损害之间的关系。方法对19例 CAD 患者及17例健康志愿者行头部 T1 WI、T2 WI、FLAIR、DWI 及扩散峰度成像(DKI)扫描,对获得的2组图像进行对照分析。结果2组胼胝体体部、压部、左侧小脑半球、桥臂的平均扩散峰度(MK)值存在统计学差异(P <0.05),且 CAD 组差异脑区的 MK 值较健康组均减低;CAD 组左侧桥臂的 MK 值与蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分呈正相关。结论DKI 技术可早期发现 CAD 患者脑组织微结构的改变,MK 值与神经心理功能之间的相关性为临床早期诊疗提供了重要的依据。     

扩散峰度成像在脑电图表现正常儿童特发性全面性癫痫的研究

目的:分析脑电图(EEG)结果正常的特发性全面性癫痫(IGE)患儿扩散峰度成像(DKI)的各向特征值。方法:将头皮EEG结果正常的9例IGE患儿与18例年龄、性别匹配的正常对照(NC)组儿童的头部DKI影像,通过基于体素分析方法估计,DKI参数各向异性分数(FA)、平均扩散吸系数(MD,)及平均峰度值(MK),MD包括MD⊥和MD∥,MK包括MK⊥和MK∥,比较病例组与NC组间DKI参数的差异。结果:在病例与NC组比较中,病例组FA减低区域为体素簇391左侧半球额叶白质、114下额叶皮层灰质、100脑回下区域等区域。病例组MD增高区域为体素簇362左侧大脑半球颞叶白质及240颞中回。病例组MK∥异常区域为体素簇66的左侧大脑半球叶下区域。结论:DKI各特征值可检出EEG正常IGE患儿脑白质、灰质异常,可为临床抗癫痫药物治疗及随访提供影像信息支持。     

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.     

分段读出扩散峰度成像鉴别诊断腮腺肿瘤的价值

目的 探讨分段读出扩散峰度成像(RESOLVE-DKI)在腮腺肿瘤鉴别诊断中的价值。方法 回顾性分析经病理证实的157例腮腺肿瘤患者资料,其中良性肿瘤114例,恶性肿瘤43例,并进一步分为多形性腺瘤(n=69)、Warthin瘤(n=29)和恶性肿瘤3组。治疗前均行常规MRI扫描及RESOLVE-DKI检查。测量肿瘤的平均扩散峰度(MK)值、平均扩散系数(MD)值及表观扩散系数(ADC)值并比较组间差异,运用受试者工作特征(ROC)曲线评价MK、MD及ADC值鉴别诊断腮腺肿瘤的价值,并计算相应的曲线下面积(AUC)。结果 腮腺良性肿瘤的MK值低于恶性肿瘤,MD值和ADC值高于恶性肿瘤,差异均有统计学意义(P值均<0.01)。多形性腺瘤、Warthin瘤与恶性肿瘤组间及两两比较MK、MD及ADC值差异有统计学意义(P值均<0.01)。MK值、MD值和ADC值鉴别诊断腮腺良性与恶性肿瘤ROC曲线下面积分别为0.691、0.661和0.677。MK值、MD值和ADC值鉴别诊断腮腺多形性腺瘤与Warthin瘤ROC曲线下面积分别为0.889、0.899和0.997。MK值、MD值和...     

扩散峰度成像和扩散加权成像在鉴别良性、中间型及恶性软组织肿瘤中的价值

目的 探讨扩散峰度成像(DKI)和扩散加权成像(DWI)在鉴别良性、中间型及恶性软组织肿瘤(STT)中的价值。方法 前瞻性搜集经术后病理证实的STT患者58例,共60个病灶,其中良性14例、中间型10例,恶性36例,在术前均行常规MRI、DWI及DKI检查。利用后处理软件测得表观扩散系数(ADC)值、平均扩散峰度(MK)值、平均扩散系数(MD)值及各向异性分数(FA)值。采用单因素方差分析比较三组间各参数的差异,以LSD法进行事后多重检验。通过受试者工作特征(ROC)曲线分析各参数的诊断效能及最佳诊断阈值。结果 良性、中间型及恶性STT三组间ADC、MK及MD值差异有统计学意义(P<0.05),FA值差异无统计学意义(P>0.05)。恶性肿瘤组的ADC、MD值显著低于良性肿瘤组(P<0.001),MK值显著高于良性肿瘤组和中间型肿瘤组(P<0.001,P=0.003)。中间型肿瘤组的MD值显著低于良性肿瘤组(P=0.035),并且显著高于恶性肿瘤组(P=0.006)。MD值鉴别良性和中间型肿瘤的曲线下面积(AUC)为0.807。MK、MD值鉴别中间型和恶性肿瘤的...     

扩散峰度成像在大鼠海人酸癫痫模型中的研究

目的：通过大鼠海人酸（KA）癫痫模型实验,探讨扩散峰度成像（DKI）应用于原发性癫痫研究的可行性。方法：将KA癫痫模型组（KA组）及正常对照组（NC组）各20只大鼠,在GE3．0T磁共振仪上行常规MRI、DKl及3D-MPRAGE等多序列扫描,在6个部位的灰质（基底节区、海马、杏仁核海马区、颞叶皮层、顶叶皮层、额叶皮层）和3个部位的白质（外囊区、前联合、胼胝体）内选取双侧对称部位的兴趣区（ROI）,手动测量各向异性分数（FA）、平均扩散率（MD）、平均峰度值（MK）并进行统计学分析。结果：在KA和NC组间,FA值（双侧均值）差异有统计学意义的部位为杏仁核海马区（分别为0．20±0．04和0．22±0．02,P=0．0337）、前联合（分别为0．22±0．04和0．28±0．06,P=0．002）及胼胝体区（分别为0．21±0．05和0．26±0．03,P=0．0002）;MD值（双侧均值）差异有统计学意义的部位为海马（分别为0．67±0．16和0．74±0．04,P=0．0275）;MK值（双侧均值）差异有统计学意义的部位为基底节区（分别为0．10±0．26和0．83±0．06,P=0．0098）、海马（分别为0．83±0．15和0．73±0．09,P=0．0499）及胼胝体区（分别为0．93±0．22和0．81±0．07,P=0．036）。结论：扩散峰度成像可用于原发性癫痫的研究,有望成为应用于人类癫痫研究的新的影像学方法。     

MR diffusion kurtosis imaging predicts malignant potential and the histological type of meningioma

PurposeTo explore the value of Diffusion kurtosis imaging (DKI) metrics in the differential diagnosis of meningioma.MethodsFor this study, we retrospectively enrolled 35 patients of cerebral meningioma with DKI which included axial diffusion coefficient (AD), radial diffusion coefficient (RD), mean diffusion coefficient (MD), fractional anisotropy (FA), axial kurtosis (AK), radial kurtosis (RK) and mean kurtosis (MK). All of these metrics were normalized according to contralateral normal-appearing white matter (NAWMc). Patients were divided into two groups (benign and malignant meningioma) and were further analyzed using the independent sample t-test and receiver operating characteristic (ROC) curve. A one-way ANOVA analysis was used to analyze four groups divided according to pathological subtypes.ResultsThe metrics of AD, normalized AD, normalized MD, MK and normalized MK showed a significant difference between benign and malignant group, and MK showed relatively higher diagnostic ability with its cut-off value, area under the curve (AUC), sensitivity and specificity of 0.875, 0.780, 70% and 89%, respectively. The metrics of normalized MD, RD and normalized RD, FA and normalized FA, AK and normalized AK, and RK showed significant difference among four subtypes. MK and RK in meningioma were found to correlate positively with the Ki-67 labeling index (Ki-67 LI).ConclusionsDKI metrics may be used to differentiate benign from malignant meningioma, and also to distinguish some histological subtypes of meningioma. Moreover, DKI metrics may potentially reflect cellular proliferation.     

磁共振扩散峰度成像预测食管癌放疗敏感性的实验研究

目的 从动物模型层面探讨扩散峰度成像（DKI）在预测食管癌放疗敏感性方面的应用价值。方法 建立人食管癌Eca-109裸鼠移植瘤模型,实验组给予单次剂量15 Gy（6 MV X射线）照射,对照组不接受任何处理。比较两组移植瘤体积及表观弥散系数（ADC）、平均扩散峰度（MK）、平均扩散系数（MD）的变化情况,观察实验组与对照组在相应时间点的细胞密度和坏死比例。结果 实验组裸鼠移植瘤在照射后明显出现了生长延迟现象,从照后第7天开始实验组移植瘤体积明显小于对照组（t=3.206~6.149,P<0.05）。照后第3天开始实验组ADC值及MD值明显高于对照组,MK值明显低于对照组（t_ADC=-11.018~-2.049,t_MD=-6.609~-2.052,t_MK=2.492~9.323,P<0.05）。照后第3天开始对照组细胞密度高于实验组,实验组的坏死比例高于对照组（t_密度=-8.387~-2.239,t_坏死比例=2.980~17.430,P<0.05）。结论 单次大剂量照射可以抑制荷瘤裸鼠肿瘤生长,ADC、MK、MD值均可以先于肿瘤形态学变化而发生改变,移植瘤细胞密度及坏死比例的变化与ADC、MK、MD值的变化基本吻合。DKI具有早期预测食管癌放疗敏感性的价值。     

Regional values of diffusional kurtosis estimates in the healthy brain

Purpose:

To provide estimates of the diffusional kurtosis in the healthy brain in anatomically defined areas and list these along previously reported values in pathologies.

Materials and Methods:

Thirty‐six volunteers (mean age = 33.1 years; range, 19–64 years) underwent diffusional kurtosis imaging. Mean kurtosis (MK), radial kurtosis (RK), mean diffusivity (MD), radial diffusivity (RD), and fractional anisotropy (FA) were determined in 26 anatomical structures. Parameter estimates were assessed regarding age dependence.

Results:

MK varied from 1.38 in the splenium of the corpus callosum to 0.66 in the caudate head, MD varied from 0.68 to 0.62 μm²/ms and FA from 0.87 to 0.29. MK, and FA showed a strong positive correlation, RK and RD a strong negative correlation. Parameter estimates showed age correlation in some regions; also the average MK and RK for all WM and all GM areas, respectively, were negatively correlated with age.

Conclusion:

DKI parameter estimates MK and RK varied depending on the anatomical region and varied with age in pooled WM and GM data. MK estimates in the internal capsule, corpus callosum, and thalamus were consistent with previous studies. The range of values of MK and RK in healthy brain overlapped with that in pathologies. J. Magn. Reson. Imaging 2013;37:610–618. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.     

A simple isotropic phantom for diffusional kurtosis imaging

Dairy cream is shown to be a simple, inexpensive, isotropic phantom useful for testing diffusional kurtosis imaging data acquisition and postprocessing. The MR-visible protons of cream exhibit slow and fast diffusion components, attributed to the fat and water protons, respectively, which give rise to a diffusion coefficient of 1.1 μm(2)/ms and a diffusional kurtosis of 1.2. These parameter values are similar to those observed in vivo for human brain. Heating the cream is found to increase the T(2)-relaxation time of the fat protons, which facilitates the evaluation of typical diffusional kurtosis imaging protocols used in clinical settings. The diffusion coefficient and diffusional kurtosis can both be measured directly and predicted based on the corresponding diffusion parameters of the individual water and fat components, which are independently measurable due to chemical shift misregistration, thus providing an important consistency check. This phantom is proposed as a convenient calibration standard for multicenter diffusional kurtosis imaging studies.