弥散张量成像在颅内肿瘤中的应用现状及进展

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1、万方数据·48·送蜘匿堂院堂拯!Q!Q生!旦筮!!鲞筮!捆堡丛旦旦!望型：堡!：!Q!垒。Y型：塑：盟!：!弥散张量成像在颅内肿瘤中的应用现状及进展马德晶(综述)秦东京(审校)滨州医学院附属医院影像科滨州市256603【关键词】磁共振成像；弥散张量成像；颅内肿瘤【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1001-9510(2010)01-0048-03弥散张量成像(diffusiontensorimaging，DTI)是在弥散加权成像(diffusionweightedimaging，DWI)基础上发展起来的一种利用水分子扩散原理检查活体组织结构的磁共振成像方法，是目前唯一可以在活

2、体显示大脑内白质纤维走向的技术uJ。自1965年Stejskal等[21提出一种对扩散敏感的短梯度脉冲序列，实现水扩散的MR检测，1994年Basser等旧。提出了弥散张量成像的技术以来，目前DTI已经越来越广泛地用于中枢神经系统疾病的研究。1弥散张量成像基本原理在活体组织，若其结构不同将会影响水分子弥散的方向和速率，DTI是利用组织中水分子弥散的各向异性来探测组织微观结构的一种成像方法，它能精确描述水分子在三维空间中的扩散轨迹，并能对这种扩散作定量评价MJ。DTI为三维信息的采集，因此至少要在6个方向施加弥散敏感梯度。DrI'I中组织水分子的扩散运动包括各向同性扩散和各向异性扩散，后者是

3、DTI成像的基础。各向同性扩散(isotropiediffusion，Iso)是指在那些具有随意微结构的组织中，水分子的弥散是随机的，即向各个方向运动的概率相同，表现为弥散各向同性。各向异性(anisotropy)是指在那些具有固定排列顺序的结构中，水分子通常更加倾向于沿某一特定方向进行弥散，表现为弥散的各向异性。如在神经纤维组织中，水分子因受髓鞘及轴索排列方式等影响，表现为沿纤维走行方向的扩散比与其垂直的方向更容易。DTI技术将其所采集的信息定量分析用不同的参数及图像反映出来。如平均弥散率(meandiffu·sivity，MD)可反映弥散张量的各向同性。表观弥散系数值即ADC值反映水分

4、子在组织内的弥散运动能力，其值越大，水分子的弥散运动越强。在ADC图中，信号强度与ADC值呈正相关，如脑脊液为高信号，而脑白质为低信号。部分各向异性指数(fractionanisotropy，FA)是指水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，为定量分析各向异性的最常用参数。FA值瞪’为0～1，0代表最大各向同性的弥散，1代表最大各向异性的弥散。在脑白质中FA值与纤维的致密性及平行性、髓鞘的完整性呈正相关。相对各向异性(relativeanisotropy，RA)为各向异性和各向同性成分的比例。体积比(volumeratio，VR)等于椭圆球的体积与半径为平均扩散率的球的体积之比。前述的椭圆

5、球为一描述扩散的模型，椭圆球的半径方向代表特定的扩散方向，大小代表此方向的扩散强度。DTI最常用图是以FA值为图像信号强度而拟合出的FA图，它直接反映各向异性的程度。FA值越大，FA图信号越强。在FA图中，脑白质各向异性最大为高信号，而脑脊液各向异性最低为低信号。2DTI在胶质瘤诊断中的应用胶质瘤(glioma)是发生在脑组织的最常见肿瘤，包括星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤和髓母细胞瘤等，其中星形细胞瘤分为I～Ⅳ级，I一Ⅱ级分化较好，偏良性，Ⅲ～Ⅳ级呈恶性。在ADC图上，与脑白质相比，肿瘤实性成分可表现为高、等、低混杂信号；瘤内囊变、坏死区信号最高，接近于脑脊液信号；瘤周水肿区介于脑

6、肿瘤实性成分与囊变坏死区之间，呈相对高信号。有研究哺]发现，ADC值测定可以区分肿瘤实性增强区、瘤内囊变坏死区、瘤周水肿区及正常脑组织。瘤内囊变坏死区ADC值最高，其后依次递减为瘤周水肿组织、强化肿瘤组织、未强化肿瘤组织和正常脑组织。ADC值的测量在判定肿瘤的良恶性方面的价值，文献报道不一。有学者研究发现良恶性星形细胞瘤增强区之间ADC有显著差异川，认为可能是由于恶性星形细胞瘤的肿瘤实质部分细胞密度高于低度恶性星形细胞瘤造成的。而Lain等【83研究发现，两者ADC值无显著差异，ADC值不能预测肿瘤的分级情况。近来有学者[91通过计算相对ADC值(瘤体实体区／对侧正常白质区值)，发现不同级

7、别星形细胞瘤相对ADC值随着肿瘤级别的增加逐渐降低，差异有统计学意义。万方数据在FA图上，与脑白质相比，肿瘤实性成分可表现为等和低混杂信号影，瘤内囊变、坏死最低，瘤周水肿区呈相对低信号改变。Sinha等¨驯对9例高级别胶质瘤进行了DTI研究，发现正常大脑白质的FA值最高，未强化肿瘤的核心FA值最低，可能是由于病变组织内轴突排列的方向性和顺序性丧失所致。FA值的测定可将正常脑组织与肿瘤实质增强区，瘤内囊变坏死区，瘤周水肿区