正常老年腦及腦白質(zhì)疏松癥的MR擴(kuò)散張量成像

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1、萬方數(shù)據(jù)國外醫(yī)學(xué)臨床放射學(xué)分冊ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005July；28(4)：226—229神經(jīng)放射學(xué)正常老年腦及腦白質(zhì)疏松癥的MR擴(kuò)散張量成像天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科(300052)張雪寧綜述張云亭審校摘要介紹了MR擴(kuò)散張量成像在正常老年腦及腦白質(zhì)疏松癥中的應(yīng)用，以及其在活體評價腦功能改變的狀況。關(guān)鍵詞腦白質(zhì)疏松；老年腦；磁共振成像；擴(kuò)散張量隨著現(xiàn)代影像技術(shù)的發(fā)展，MR影像診斷已由形態(tài)學(xué)向形態(tài)及功能相融合方向發(fā)展。腦功能MR成像(functionalM

2、RI，fMRI)的應(yīng)用除了評價解剖結(jié)構(gòu)外，還可無創(chuàng)性地活體評價腦功能改變情況。擴(kuò)散張量成像(diffusiontensorimaging，DTI)作為MRI的一種新技術(shù)，反映活體組織水分子擴(kuò)散的信息，以及諸如多發(fā)性硬化、癲癇和某些精神異常疾病的微細(xì)變化，并可對退行性和代謝性疾病進(jìn)行觀察[1．2】。有關(guān)老年人DTI研究的報道p胡指出，DTI能夠增加對老年腦的認(rèn)識，即正常老年人白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的衰減能夠?qū)е抡ＵJ(rèn)知功能的衰減，及與年齡相關(guān)的神經(jīng)變性性疾病DTI的認(rèn)識。一、DTI的優(yōu)勢與限度(一)DTI的原理Stejskal等[61早在1965年

3、描述了DW(diffusionweighted)序列，這種序列成像時間長，并需心電門控，僅能研究一個方向上的擴(kuò)散。目前臨床基本不用此方法，但它是擴(kuò)散加權(quán)成像的基礎(chǔ)。Basser等【刀于1994年將DTI引入到磁共振成像領(lǐng)域，用于描述所有方向擴(kuò)散的張量，它是通過對每個體素進(jìn)行計算而獲得。為了準(zhǔn)確地描述擴(kuò)散張量，每一個體素必須有至少6個不同方向的數(shù)據(jù)，方向越多其數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確，尤其對那些纖維束交叉區(qū)域和其他不均質(zhì)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察時。Wiegell等[81采用自旋回波一回波平面成像序列(spinecho，echoplanarimaging，S

4、E—EPI)研究腦白質(zhì)的纖維走向，另有其他許多序列亦用于擴(kuò)散成像研究，如穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(SSFP)、快速FLASH(turbo—FLASH)及MP—RAGE序列等。EPI序列是目前臨床實(shí)際應(yīng)用中最快的掃描技術(shù)，整個空間的原始數(shù)據(jù)可在一次激發(fā)后通過在梯226度方向上連續(xù)變換梯度場來產(chǎn)生梯度回波，已成為DWI的首選序列。DTI掃描幾乎均是橫斷面擴(kuò)散加權(quán)，單激發(fā)自旋回波EPI序列在正常情況下掃描時間約為3．5min，平均2～4min。擴(kuò)散加權(quán)序列使用2個b值，即b=0(無擴(kuò)散加權(quán))和高b值(800～1000s／mm2)，沿著2個軸同時施加梯度

5、場可獲得高b值。沿著6個方向(非共線性方向)可測量：x，Y，z)=[(1，1，0)，(0，l，1)，(1，0，1)(一1，1，0)，(0，一1，1)，(1，0，一1)]。每層重復(fù)上述2-4次。一般臨床多采用SE—EPI序列進(jìn)行DTI掃描，在25個方向上施加擴(kuò)散梯度，重建的分段各向異性(FA)圖能清楚顯示腦白質(zhì)纖維與周圍組織的關(guān)系。最近，超張量擴(kuò)散成像(diffusionsupertensorimaging)采用更多方向的梯度(65個以至數(shù)百個)的研究已經(jīng)成功并開始應(yīng)用于臨床，可提供腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)更全面、更豐富的信息【9】。人體組織的擴(kuò)散

6、均為各向異性擴(kuò)散。普通的擴(kuò)散加權(quán)序列無法體現(xiàn)擴(kuò)散的各向異性，而DTI序列在多個方向施加擴(kuò)散梯度，并分別進(jìn)行采集，繼而得出多種數(shù)據(jù)，通過計算得出多種圖像。用來定量分析各向異性程度的參數(shù)較多，包括各向同性表現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)(isotropicADC)，相對各向異性(relativeanisotropy，RA)，分段各向異性(fractionalanisotropy，F(xiàn)A)，張量的本征值(eigenvalueoftensor)(E，、E：、E3)等。如水分子的各項擴(kuò)散呈各向同性，擴(kuò)散張量可描述為球形，各方向的擴(kuò)散本征值E。=E：=E，；如擴(kuò)散呈各

7、向異性，即在各方向的擴(kuò)散強(qiáng)度大小不一致，此時擴(kuò)散張量可描述為橢圓球形，擴(kuò)散本征值E。>E2>E3。最常用的是分段各向異性(FA)。FA值的范圍萬方數(shù)據(jù)國外醫(yī)學(xué)臨床放射學(xué)分冊ForeignMedicalSciencesClinicalRadiologicalFascicle2005July；28(4)為0～1。0表示最大各向同性的擴(kuò)散(如某部位腦組織中纖維排列雜亂無章，其走行缺乏一致性)。1表示最大各向異性的擴(kuò)散(當(dāng)某部位腦組織中所有纖維排列最大程度趨于一致)叫0】。ADC是對水分子平均擴(kuò)散幅度的測量，而FA是對水分子擴(kuò)散方向的測量，需

8、要聯(lián)合應(yīng)用ADC和FA圖進(jìn)行評價。用DTI能觀察白質(zhì)束的走向，繞行、推擠、中斷及破壞等異?，F(xiàn)象，正常腦組織的FA值由高到低有一定排列順序【ll】，如聯(lián)合纖維FA最高，其次投射纖維，再次為皮層下的聯(lián)絡(luò)纖維。FA值與白質(zhì)的微