扩散峰度成像_DKI_在中枢神经系统的应用_曾丁巳.pdf

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1、·1400·临床放射学杂志2011年第30卷第9期综述扩散峰度成像(DKI)在中枢神经系统的应用曾丁巳综述肖新兰审校在磁共振成像领域中，扩散张量成像(diffusiontensor空间扩散系数为椭球球面，椭球的主轴为主特征向量方向且imaging，DTI)作为一项磁共振功能成像技术，可以从微观领吻合于脑神经纤维走向，而次特征向量方向则垂直于纤维走域评估组织结构的完整性，目前最主要应用于脑组织各方向向。二阶张量的椭球面无法与多纤维走向吻合，因而DTI无［1］白质纤维及纤维束的评价。扩散加权成像(DWI)及DTI法解决

2、多神经纤维交叉问题，DKI则是通过在成像公式上加［2］的理论前提为水分子扩散呈正态分布;而扩散峰度成像入一个四阶张量修正项来弥补二阶张量的不足。张量的分(diffusionkurtosisimaging，DKI)是基于DTI技术上的延伸，量为变量而不能直接应用，只有不变量如特征值才可用为诊为描绘组织内非正态分布水分子扩散的一种新的磁共振成疗判断参数。而解决这一问题的方法就是引入高阶张量特像方法，较传统的DTI技术，DKI更适合把握组织微观结构征值这一概念。因为高阶扩散张量的扩散系数形成一个多［3］的变化。笔者旨在简要综

3、述DKI在中枢神经系统的有关刺的凸面可吻合多纤维走向，而这些凸刺即为高阶张量的特应用及DKI与DTI在相关方面作一定的比较。征向量方向。这一理论突破奠定了高阶张量应用于磁共振成像的基础。1基本原理DKI技术的产生历经一个对组织内水分子扩散非正态2主要参数分布的认识、四阶张量应用于磁共振成像的转变过程。扩散2．1平均峰度(meankurtosis，MK)为人体重要的生理活动，组织内水分子的扩散可被看作是一它被认为是一个复杂的微观指标，相比于各向异性分数个随机的过程也即布朗运动，因此，在一定时期内某一特定值，MK的优势在于

4、不依赖于组织结构的空间方位，脑部灰水分子从一个位点到另一个位点扩散的机率受概率分布支质、白质结构皆可应用MK加以描述。MK为采用多个b值配。在一简单的模型中，这一分布具有正态分布形式，它的且方向相同的梯度方向上的平均值。MK的大小取决于感宽度(即标准差)与扩散系数成比例。然而，就在以几十毫兴趣区内组织的结构复杂程度，结构越复杂，非正态分布水秒的时间间隔下，大多数组织的复杂结构(如各类型的细胞、分子扩散受限越显著，MK也即越大。如肿瘤组织内细胞异细胞膜和组织的生化特性)能够导致水分子扩散位移概率型性、细胞核的多形性越明显

5、，间质中血管增生越丰富，则分布实际上偏离正态分布。而超值峰度(excesskurtosis)则MK越大，但实际上仍低于正常脑白质的MK值，因为其结构［10］能够量化这一偏离。因此超值峰度可被视为衡量组织结构复杂程度达不到正常脑白质纤维的水平。［4］2．2径向峰度(radialkurtosis，RK)复杂性的一种“度”。曾有报道人脑水分子的扩散分布是［5～7］指的是在主要扩散正交方向上峰度的平均值，RK是个以非正态分布为主。通过pulsed-field-gradientMRI序列去评估活体组织中水分子扩散峰度超额量，这一

6、方法即为相对重要的参数，因为扩散受限主要在径向，故而峰度为非DKI。该方法是基于在传统DWI的基础上采用同一类型的零且在径向表现得尤为突出。RK越大表明在该方向非正态脉冲序列，但所需要的b值较以往用于测量扩散系数的往往分布水分子扩散受限越明显，反之则表明扩散受限越弱。且2相对于部分分数各向异性(FA)的变化，感兴趣区内RK增要略大。对于脑组织，b值约2000s/mm就足够，对b值的要求在现代临床磁共振成像系统中可以较为容易获得满足。大得更为显著。因此，DKI成为一个量化非正态分布水分子扩散、探查生物2．3峰度各向异性(

7、kurtosisanisotropy，KA)组织的微观结构的实用性临床技术。此外，DKI扩散敏感梯KA在某种程度上类似于FA，可由峰度的标准偏差给度场施加的方向至少得15个;当然提高到30个，那么所采出。KA与MK间不存在一定的比例关系;KA可以为零，但集到的数据的可靠性也可相应得到提高。必须依据峰度的变化。KA越小即表示越趋于各向同性扩源自物理和工程学领域的“张量”一词，利用的是一组散;若组织结构越紧密越规则，KA越大。影响KA的因素有3D矢量来描述固体物体内的张力。DKI为四阶三维完全对介质的粘度、分子间距离、邻近

8、血管搏动或脑脊液流动、纤维称张量［8，9］。扩散张量为二阶张量，由此DKI技术的产生必结构的完整性、平行性及致密程度等。定要历经一个由二阶张量到四阶张量的转变。二阶张量其3成像参数DKI采用双自旋回波序列进行扫描，TR2300ms，TE108作者单位:330006南昌大学医学院第二附属医院MRI室ms，视野(FOV)256mm×2