04-磁共振扩散峰度成像_DKI_临床研究进展_王玉亮

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1、·340·影像诊断与介入放射学2015年第24卷第4期·影像学苑·磁共振扩散峰度成像（DKI）临床研究进展王玉亮综述初建平审校扩散峰度成像（diffusionkurtosisimaging，DKI）是一种磁共振扩散成像的新兴技术，是反映生物组织非高斯分布的水分子扩散运动的方法。它是基于扩散张量成像（diffusiontensorimaging，DTI）技术上的延伸，能够比DTI更加敏感的反应组织微结构的复杂程度［1］。DKI技术最早由纽约大学［2］Jenson教授于2005年提出。后其参数经香港大学吴学奎教授团队有所发展和完善［3，4］。进几年DK

2、I技术在中枢神经系统的应用价值已经得到初步的研究。本文旨在介绍目前国内外关于DKI技术的研究成果，并探讨DKI潜在的临床应用价值。过程进行更高级的描述［3］。水分子扩散偏离高斯DKI理论背景和基本原理分布的大小可以用一无量纲尺度来量化，即超值DKI技术的产生历经一个对生物组织内水分峰度（excesskurtosis），它能量化水分子扩散受限子扩散由高斯分布到非高斯分布的认识过程、以程度以及扩散的不均质性，可以用来衡量生物组及四阶张量应用于磁共振成像的转变过程。传统织微结构的复杂性［2］。由于DKI是运用更高阶的的扩散成像技术DWI、DTI都是以水分

3、子扩散呈四阶三维模式描述水分子的扩散，它对水分子扩高斯分布为理论基础［1］，即生物组织中水分子以自散不均一性相当敏感［7］。由、非受限的形式进行扩散运动。在b值小于1000DKI是基于在传统DWI的基础上采用同一类2s／mm，随着b值的增高，水分子扩散信号的衰减呈型的脉冲序列，但所需要的b值较传统DWI要单指数形式。当b值大于1000s／mm2，几十毫秒的2高。对于脑组织，b值约2000s／mm就足够，对b时间间隔下，水分子的扩散因受到生物组织复杂结值的要求在现代临床磁共振成像系统中较为容易构，如细胞器、细胞膜、细胞间隙等限制［5］，其扩散获得满足

4、。此外，DKI扩散敏感梯度场施加的方向位移及分布将偏离高斯分布模式，称为非高斯分至少为15个，b值至少为3个。布。水分子扩散信号的衰减呈非单指数形式（图1），图1当b＞1000s／mm2，胼胝体DWI信号衰减此时常规DTI模型模拟水分子的信号衰减存在较（圆圈）明显偏离线性扩散高斯分布函数（浅色实大误差［2］。线），与非高斯分布函数线（深色实线）吻合较好［9］。DTI模式中，以立体椭圆为轴心，用二阶三维DKI主要参数值及意义中的相对应的3个本征矢量来描述水分子的扩散。DKI为四阶三维完全对称张量［6］，由此DKI技DKI扫描可同时得到DTI的参数，包

5、括部分术的产生必定要历经一个由二阶张量到四阶张量各向异性分数（fractionalanisotropy，FA）、平均扩散的转变。DKI技术是联合DTI中的二阶三维扩散系数（meandiffusion，MD）、轴向扩散张量（axial张量和峰度张量中四阶三维对水分子扩散的受限diffusion，AD，D∥）、垂直扩散张量（radialDOI：10．3969／j．issn．1005－8001．2015．04．017作者单位：510080广东广州，中山大学附属第一医院医学影像科影像诊断与介入放射学2015年第24卷第4期·341·diffusion癌［3

6、6］等方面并取得了一些的初步结果。，RD，D）以及DKI的参数，包括平均扩散峰度（meankurtosis，MK）、轴向峰度（axialkurtosis，1．脑缺血和脑梗死（ischemiaandinfarction）AK，K∥）、径向峰度（radialkurtosis，RK，K⊥）。这DKI可提供较常规DWI、DTI更多的扩散信些峰度参数对评价大脑灰白质微结构的变化比息，更能反映组织微观结构的改变及脑梗死急性DTI参数敏感性更高和更具特异性，而且它的参损伤区域水分子扩散受限的高度不均质性。数图在评估疾病进程和治疗预后发挥着非常重要Hui［16］在

7、急性缺血性脑卒中的研究中发现，等的作用［8］在脑梗死区域AK值明显增高，RK值也升高，AK。1．平均峰度（meankurtosis，MK）的改变被认为主要是受细胞内微结构改变的影MK是DKI最具代表性的参数，它定义为峰度响。而DK则主要受细胞膜和髓鞘的影响。脑梗死在所有方向的平均值［9］表现为轴突树突的肿胀、细胞内内质网等精细结，被认为是组织微结构复杂程度的指标。相对DTI，MK的优势在于不依赖构破坏，而垂直于轴突纤维束方向的扩散改变相于组织结构的空间方位，在脑部灰白质结构皆可对较轻。使用。MK的大小取决于兴趣区内组织微结构复有研究［14，15］在

8、缺血性脑梗死的临床初步研究杂程度，结构越复杂，非高斯分布水分子扩散受限中发现：急性脑梗死区域在MK、AK、DK图上呈不越显