正常老年脑及脑白质疏松症的MR扩散张量成像

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1、万方数据国外医学临床放射学分册ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005July；28(4)：226—229神经放射学正常老年脑及脑白质疏松症的MR扩散张量成像天津医科大学总医院放射科(300052)张雪宁综述张云亭审校摘要介绍了MR扩散张量成像在正常老年脑及脑白质疏松症中的应用，以及其在活体评价脑功能改变的状况。关键词脑白质疏松；老年脑；磁共振成像；扩散张量随着现代影像技术的发展，MR影像诊断已由形态学向形态及功能相融合方向发展。脑功能MR成像(functionalM

2、RI，fMRI)的应用除了评价解剖结构外，还可无创性地活体评价脑功能改变情况。扩散张量成像(diffusiontensorimaging，DTI)作为MRI的一种新技术，反映活体组织水分子扩散的信息，以及诸如多发性硬化、癫痫和某些精神异常疾病的微细变化，并可对退行性和代谢性疾病进行观察[1．2】。有关老年人DTI研究的报道p胡指出，DTI能够增加对老年脑的认识，即正常老年人白质微结构的衰减能够导致正常认知功能的衰减，及与年龄相关的神经变性性疾病DTI的认识。一、DTI的优势与限度(一)DTI的原理Stejskal等[61早在1965年

3、描述了DW(diffusionweighted)序列，这种序列成像时间长，并需心电门控，仅能研究一个方向上的扩散。目前临床基本不用此方法，但它是扩散加权成像的基础。Basser等【刀于1994年将DTI引入到磁共振成像领域，用于描述所有方向扩散的张量，它是通过对每个体素进行计算而获得。为了准确地描述扩散张量，每一个体素必须有至少6个不同方向的数据，方向越多其数据就越准确，尤其对那些纤维束交叉区域和其他不均质组织结构进行观察时。Wiegell等[81采用自旋回波一回波平面成像序列(spinecho，echoplanarimaging，S

4、E—EPI)研究脑白质的纤维走向，另有其他许多序列亦用于扩散成像研究，如稳态自由进动(SSFP)、快速FLASH(turbo—FLASH)及MP—RAGE序列等。EPI序列是目前临床实际应用中最快的扫描技术，整个空间的原始数据可在一次激发后通过在梯226度方向上连续变换梯度场来产生梯度回波，已成为DWI的首选序列。DTI扫描几乎均是横断面扩散加权，单激发自旋回波EPI序列在正常情况下扫描时间约为3．5min，平均2～4min。扩散加权序列使用2个b值，即b=0(无扩散加权)和高b值(800～1000s／mm2)，沿着2个轴同时施加梯度

5、场可获得高b值。沿着6个方向(非共线性方向)可测量：x，Y，z)=[(1，1，0)，(0，l，1)，(1，0，1)(一1，1，0)，(0，一1，1)，(1，0，一1)]。每层重复上述2-4次。一般临床多采用SE—EPI序列进行DTI扫描，在25个方向上施加扩散梯度，重建的分段各向异性(FA)图能清楚显示脑白质纤维与周围组织的关系。最近，超张量扩散成像(diffusionsupertensorimaging)采用更多方向的梯度(65个以至数百个)的研究已经成功并开始应用于临床，可提供脑白质微结构更全面、更丰富的信息【9】。人体组织的扩散

6、均为各向异性扩散。普通的扩散加权序列无法体现扩散的各向异性，而DTI序列在多个方向施加扩散梯度，并分别进行采集，继而得出多种数据，通过计算得出多种图像。用来定量分析各向异性程度的参数较多，包括各向同性表现扩散系数(isotropicADC)，相对各向异性(relativeanisotropy，RA)，分段各向异性(fractionalanisotropy，FA)，张量的本征值(eigenvalueoftensor)(E，、E：、E3)等。如水分子的各项扩散呈各向同性，扩散张量可描述为球形，各方向的扩散本征值E。=E：=E，；如扩散呈各

7、向异性，即在各方向的扩散强度大小不一致，此时扩散张量可描述为椭圆球形，扩散本征值E。>E2>E3。最常用的是分段各向异性(FA)。FA值的范围万方数据国外医学临床放射学分册ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005July；28(4)为0～1。0表示最大各向同性的扩散(如某部位脑组织中纤维排列杂乱无章，其走行缺乏一致性)。1表示最大各向异性的扩散(当某部位脑组织中所有纤维排列最大程度趋于一致)叫0】。ADC是对水分子平均扩散幅度的测量，而FA是对水分子扩散方向的测量，需

8、要联合应用ADC和FA图进行评价。用DTI能观察白质束的走向，绕行、推挤、中断及破坏等异常现象，正常脑组织的FA值由高到低有一定排列顺序【ll】，如联合纤维FA最高，其次投射纤维，再次为皮层下的联络纤维。FA值与白质的微