磁共振弥散张量成像在神经外科系统疾病应用进展（综述）

邓忠勇 谢锦兰

磁共振弥散张量成像在神经外科系统疾病应用进展（综述）

邓忠勇 谢锦兰

磁共振弥散张量成像是一种新型的成像方法，它能够准确的捕捉并反映水分子的动态方向，在经过专门的软件处理后，能够实现对白质化纤维的可视化。目前磁共振弥散张量成像技术已经成为研究治疗神经外科系统疾病的重要辅助工具，其在临床的应用效果对于整个神经外科系统疾病的研究都有着非常重要的意义。该文将详细阐述磁共振弥散张量成像在神经外科系统疾病中临床应用情况并进行适当的展望，以帮助人们更好的了解并应用磁共振弥散张量成像技术。

磁共振 弥散张量成像 神经外科系统 临床应用

磁共振弥散张量成像技术的概念是在1994年由Basser等人首次提出，其目的是为了更好探究白质纤维束在生理或病理状态下的变化情况，并通过多种参数来完成定量分析[1～2]。磁共振弥散张量成像技术是目前唯一一个能在活体上清楚的反应神经纤维束生理状态和病理状态的成像技术[3～4]。这对于研究神经外科系统疾病的治疗效果与诊断都是具有非常重要的意义。

1 磁共振弥散张量成像的原理

磁共振弥散张量成像中的弥散张量指的是水分子弥撒的各向异性，也是构成磁共振弥散张量成像的生理基础[5]。在中枢神经中，影响水分子弥散的因素主要来自神经元中的细胞结构，如神经元的细胞膜、髓鞘、轴索内的神经元蛋白丝等。由于神经中枢中的脑白质纤维束具有很强的方向性，并且是平行于白质纤维束上方活动。所以水分子在扩散时，其水平方向所受到的阻力是远远小于垂直于纤维束方向的，如此脑白质纤维束各项异性扩散表现是最明显的。在磁共振弥散张量成像技术中，是通过对至少6个非共线方向的连续应用弥散敏感度梯度磁场收集数据，随后通过专门的系统将所收集的数据可视化[6]。

2 磁共振弥散张量成像在神经外科系统疾病中的应用

2.1 脑发育与老化 在脑发育与老化的过程中，其弥散张量成像的参数也会发生规律性的变化[7～8]。在婴儿时期，神经纤维髓鞘尚处于正在发育的阶段，弥散张量的平均扩散率高，部分各向异性分数低。随着神经纤维髓鞘逐渐发育完善，其部分各向异性分数会逐渐升高，在婴儿6个月的时候便能够达到与成人相近的水平。随着人脑年龄不断增长，神经纤维的髓鞘将逐渐脱失，神经细胞开始萎缩，弥散张量的部分各向异性分数和各向同性ADC就会降低，但其平均扩散率会逐渐升高。有研究发现，脑白质的生理老化是具有纤维束的选择性，且脑白质的退化在很大程度上受到年龄的影响，但皮质脊髓束、颞叶、扣带等纤维受到年龄影响因素较小[9]。使用磁共振弥散张量成像技术，能了解人脑中脑皮质脊髓束的平均扩散情况，在依据弥散张量的对称性和年龄等因素，是能够有效了解大脑发育及老化的情况。

2.2 阿尔茨海默病 阿尔茨海默病又称为老年痴呆症，是一种复杂的中枢神经系统退行性疾病[10]。研究发现，在阿尔茨海默病的患者中，其扣带束的弥散张量都集中在后扣带回深部扣带束、海马旁回深部白质等地方，通过分析弥散张量的平均分散率和部分各向异性分数，能够了解病变处两个数值的变化特点。有研究发现，通过磁共振弥散张量成像能够了解阿尔茨海默症患者的白质演变过程，并且通过对各项同性ADC和平均扩散率数值变化的分析，了解患者的病情程度和发展状况[11～12]。也有研究使用磁共振弥散张量成像了解阿尔茨海默患者中Papez环路中海马-扣带束-扣带回白质通路微观结构中的部分各向异性分数、垂直于主扩散方向的平面的扩散系数和沿主扩散方向的扩散系数，进一步了解了阿尔茨海默患者的发病机制、微观病理结构的改变和演变规律。这对于治疗该病，并判断患者的病情程度都是至关重要的。

2.3 脑血管疾病 脑梗死是常见的脑血管疾病。采用磁共振弥散张量成像能清楚的看到梗死后脑神经纤维束的损伤：①在脑梗死初期时，患者的部分各向异性分数会迅速升高，但各项同性ADC则会急剧下降。这可能是由于细胞毒性水肿和髓鞘纤维肿胀所导致的细胞膜通透性减弱所引起的。②之后各项同性ADC和部分各项异性分数会持续降低。可能是受到脑结构破坏所引发脑组织完整性及方向性丧失，以及血管源性水肿所导致的。③各项同性ADC开始上升，但部分各项异性分数开始下降。可能是患者各项情况逐步稳定所导致。使用磁共振弥散张量成像能帮助人们进一步了解脑卒中的临床病理过程，直接观察患者病灶与皮质脊髓束空间的位置关系，了解并准确判断出皮质脊髓束的损伤情况。这对于提升患者的预后，改善患者的梗死区域的神经运动功能都有着非常重要的指导意义。

2.4 癫痫 磁共振弥散张量成像能够详细检测出癫痫患者局部脑区域的相对各项异性值和平均扩散率等参数的变化，同时还能直观的呈现出病变区域与全脑结构的连接情况。这有利于帮助相关研究者进一步了解癫痫的发病机制及病情发展程度。曾有研究发现，通过磁共振弥散张量成像能观察到自异位灰质团的白质纤维束的分布情况，并由此推断出异位灰质团应该是具备一定的功能，并以此作为与周围结构相连接的基础[13]。也就是说该异位灰质团可能是整个癫痫网络结构所存在的基础。由于研究对象的白质纤维分布情况均存在差异，因此还需要就其癫痫的类型和病程进行进一步的研究。

3 磁共振弥散张量成像未来展望

磁共振弥散成像技术不仅能显示出微观的脑白质结构及神经纤维束的变化，还能对其相关的参数进行直观和定量分析[14]。目前磁共振弥散成像技术已经获得神经外科系统疾病的临床应用的认可，并对于治疗相关疾病具有重要辅助作用和推进意义。但磁共振弥散成像技术具有较高的敏感性，因此很容易产生运动伪影；同时该技术对于空间的分辨率比较低，尤其是在白质纤维及纤维交叉处成像时，很容易出现本征向量的方向与相互交叉的纤维方向不完全一致，各向异性低的情况[15]；加上该技术对于磁场的均匀性要求较高，因此在操作过程中具有一定的难度。虽然磁共振弥散成像技术在临床诊断中的各项数据还具备足够的可靠性，但随着该项技术的不断研究与研发，以上缺点一定能够得到弥补或改善，使其在神经外科系统疾病中的诊断与治疗中发挥更大的作用。

4 结 论

尽管当前磁共振弥散成像技术在使用过程中存在诸多不足，但不能否定其在神经外科系统疾病研究中的重要意义。磁共振弥散成像技术能直观的呈现出脑白质结构和神经纤维束的变化，并通过对相关参数的分析，帮助研究者更好的了解神经外科系统疾病的发病原因以及病情发展程度，进而有效推进该类疾病的诊断与治疗。随着磁共振弥散成像技术在神经外科系统疾病临床诊断与治疗中的不断应用及其自身的发展完善，势必进一步促进神经外科系统疾病的研究发展。

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Application of magnetic resonance diffusion tensor imaging in Department of Neurosurgery

GongRen Hospital of WuZhou,Wuzhou 543001,Guangxi
DENG Zhong-yong，XIE Jin-lan

Magnetic resonance diffusion tensor imaging is a new imaging method, it can accurately capture and reflect the dynamic direction of water molecules, after special processing software, can realize the visualization of white matter fiber. The magnetic resonance diffusion tensor imaging technology has become an important auxiliary tool of system disease treatment in the Department of Neurosurgery the application in clinical research in the Department of neurosurgery system diseases are very important.This paper will detail the magnetic resonance diffusion tensor imaging in the Department of Neurosurgery disease clinical application and appropriate prospect, in order to help people better understanding and application of diffusion tensor magnetic resonance imaging.

Magnetic resonance imaging;Diffusion tensor imaging;Department of Neurosurgery;Clinical application

R445.2

A

1671-8054（2016）06-0051-03

/（编审：陈 强）

梧州市工人医院 广西梧州 543001

基金醒目：广西梧州市科学研究与技术开发计划课题（编号：201202001）

2016-10-13收稿，2016-11-20修回