鄧忠勇 謝錦蘭

磁共振彌散張量成像在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病應(yīng)用進(jìn)展（綜述）

鄧忠勇 謝錦蘭

磁共振彌散張量成像是一種新型的成像方法，它能夠準(zhǔn)確的捕捉并反映水分子的動態(tài)方向，在經(jīng)過專門的軟件處理后，能夠?qū)崿F(xiàn)對白質(zhì)化纖維的可視化。目前磁共振彌散張量成像技術(shù)已經(jīng)成為研究治療神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的重要輔助工具，其在臨床的應(yīng)用效果對于整個神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的研究都有著非常重要的意義。該文將詳細(xì)闡述磁共振彌散張量成像在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病中臨床應(yīng)用情況并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼雇詭椭藗兏玫牧私獠?yīng)用磁共振彌散張量成像技術(shù)。

磁共振 彌散張量成像 神經(jīng)外科系統(tǒng) 臨床應(yīng)用

磁共振彌散張量成像技術(shù)的概念是在1994年由Basser等人首次提出，其目的是為了更好探究白質(zhì)纖維束在生理或病理狀態(tài)下的變化情況，并通過多種參數(shù)來完成定量分析[1～2]。磁共振彌散張量成像技術(shù)是目前唯一一個能在活體上清楚的反應(yīng)神經(jīng)纖維束生理狀態(tài)和病理狀態(tài)的成像技術(shù)[3～4]。這對于研究神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的治療效果與診斷都是具有非常重要的意義。

1 磁共振彌散張量成像的原理

磁共振彌散張量成像中的彌散張量指的是水分子彌撒的各向異性，也是構(gòu)成磁共振彌散張量成像的生理基礎(chǔ)[5]。在中樞神經(jīng)中，影響水分子彌散的因素主要來自神經(jīng)元中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，如神經(jīng)元的細(xì)胞膜、髓鞘、軸索內(nèi)的神經(jīng)元蛋白絲等。由于神經(jīng)中樞中的腦白質(zhì)纖維束具有很強(qiáng)的方向性，并且是平行于白質(zhì)纖維束上方活動。所以水分子在擴(kuò)散時，其水平方向所受到的阻力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于垂直于纖維束方向的，如此腦白質(zhì)纖維束各項(xiàng)異性擴(kuò)散表現(xiàn)是最明顯的。在磁共振彌散張量成像技術(shù)中，是通過對至少6個非共線方向的連續(xù)應(yīng)用彌散敏感度梯度磁場收集數(shù)據(jù)，隨后通過專門的系統(tǒng)將所收集的數(shù)據(jù)可視化[6]。

2 磁共振彌散張量成像在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

2.1 腦發(fā)育與老化 在腦發(fā)育與老化的過程中，其彌散張量成像的參數(shù)也會發(fā)生規(guī)律性的變化[7～8]。在嬰兒時期，神經(jīng)纖維髓鞘尚處于正在發(fā)育的階段，彌散張量的平均擴(kuò)散率高，部分各向異性分?jǐn)?shù)低。隨著神經(jīng)纖維髓鞘逐漸發(fā)育完善，其部分各向異性分?jǐn)?shù)會逐漸升高，在嬰兒6個月的時候便能夠達(dá)到與成人相近的水平。隨著人腦年齡不斷增長，神經(jīng)纖維的髓鞘將逐漸脫失，神經(jīng)細(xì)胞開始萎縮，彌散張量的部分各向異性分?jǐn)?shù)和各向同性ADC就會降低，但其平均擴(kuò)散率會逐漸升高。有研究發(fā)現(xiàn)，腦白質(zhì)的生理老化是具有纖維束的選擇性，且腦白質(zhì)的退化在很大程度上受到年齡的影響，但皮質(zhì)脊髓束、顳葉、扣帶等纖維受到年齡影響因素較小[9]。使用磁共振彌散張量成像技術(shù)，能了解人腦中腦皮質(zhì)脊髓束的平均擴(kuò)散情況，在依據(jù)彌散張量的對稱性和年齡等因素，是能夠有效了解大腦發(fā)育及老化的情況。

2.2 阿爾茨海默病 阿爾茨海默病又稱為老年癡呆癥，是一種復(fù)雜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病[10]。研究發(fā)現(xiàn)，在阿爾茨海默病的患者中，其扣帶束的彌散張量都集中在后扣帶回深部扣帶束、海馬旁回深部白質(zhì)等地方，通過分析彌散張量的平均分散率和部分各向異性分?jǐn)?shù)，能夠了解病變處兩個數(shù)值的變化特點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，通過磁共振彌散張量成像能夠了解阿爾茨海默癥患者的白質(zhì)演變過程，并且通過對各項(xiàng)同性ADC和平均擴(kuò)散率數(shù)值變化的分析，了解患者的病情程度和發(fā)展?fàn)顩r[11～12]。也有研究使用磁共振彌散張量成像了解阿爾茨海默患者中Papez環(huán)路中海馬-扣帶束-扣帶回白質(zhì)通路微觀結(jié)構(gòu)中的部分各向異性分?jǐn)?shù)、垂直于主擴(kuò)散方向的平面的擴(kuò)散系數(shù)和沿主擴(kuò)散方向的擴(kuò)散系數(shù)，進(jìn)一步了解了阿爾茨海默患者的發(fā)病機(jī)制、微觀病理結(jié)構(gòu)的改變和演變規(guī)律。這對于治療該病，并判斷患者的病情程度都是至關(guān)重要的。

2.3 腦血管疾病 腦梗死是常見的腦血管疾病。采用磁共振彌散張量成像能清楚的看到梗死后腦神經(jīng)纖維束的損傷：①在腦梗死初期時，患者的部分各向異性分?jǐn)?shù)會迅速升高，但各項(xiàng)同性ADC則會急劇下降。這可能是由于細(xì)胞毒性水腫和髓鞘纖維腫脹所導(dǎo)致的細(xì)胞膜通透性減弱所引起的。②之后各項(xiàng)同性ADC和部分各項(xiàng)異性分?jǐn)?shù)會持續(xù)降低?？赡苁鞘艿侥X結(jié)構(gòu)破壞所引發(fā)腦組織完整性及方向性喪失，以及血管源性水腫所導(dǎo)致的。③各項(xiàng)同性ADC開始上升，但部分各項(xiàng)異性分?jǐn)?shù)開始下降。可能是患者各項(xiàng)情況逐步穩(wěn)定所導(dǎo)致。使用磁共振彌散張量成像能幫助人們進(jìn)一步了解腦卒中的臨床病理過程，直接觀察患者病灶與皮質(zhì)脊髓束空間的位置關(guān)系，了解并準(zhǔn)確判斷出皮質(zhì)脊髓束的損傷情況。這對于提升患者的預(yù)后，改善患者的梗死區(qū)域的神經(jīng)運(yùn)動功能都有著非常重要的指導(dǎo)意義。

2.4 癲癇 磁共振彌散張量成像能夠詳細(xì)檢測出癲癇患者局部腦區(qū)域的相對各項(xiàng)異性值和平均擴(kuò)散率等參數(shù)的變化，同時還能直觀的呈現(xiàn)出病變區(qū)域與全腦結(jié)構(gòu)的連接情況。這有利于幫助相關(guān)研究者進(jìn)一步了解癲癇的發(fā)病機(jī)制及病情發(fā)展程度。曾有研究發(fā)現(xiàn)，通過磁共振彌散張量成像能觀察到自異位灰質(zhì)團(tuán)的白質(zhì)纖維束的分布情況，并由此推斷出異位灰質(zhì)團(tuán)應(yīng)該是具備一定的功能，并以此作為與周圍結(jié)構(gòu)相連接的基礎(chǔ)[13]。也就是說該異位灰質(zhì)團(tuán)可能是整個癲癇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所存在的基礎(chǔ)。由于研究對象的白質(zhì)纖維分布情況均存在差異，因此還需要就其癲癇的類型和病程進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

3 磁共振彌散張量成像未來展望

磁共振彌散成像技術(shù)不僅能顯示出微觀的腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)及神經(jīng)纖維束的變化，還能對其相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行直觀和定量分析[14]。目前磁共振彌散成像技術(shù)已經(jīng)獲得神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的臨床應(yīng)用的認(rèn)可，并對于治療相關(guān)疾病具有重要輔助作用和推進(jìn)意義。但磁共振彌散成像技術(shù)具有較高的敏感性，因此很容易產(chǎn)生運(yùn)動偽影；同時該技術(shù)對于空間的分辨率比較低，尤其是在白質(zhì)纖維及纖維交叉處成像時，很容易出現(xiàn)本征向量的方向與相互交叉的纖維方向不完全一致，各向異性低的情況[15]；加上該技術(shù)對于磁場的均勻性要求較高，因此在操作過程中具有一定的難度。雖然磁共振彌散成像技術(shù)在臨床診斷中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)還具備足夠的可靠性，但隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷研究與研發(fā)，以上缺點(diǎn)一定能夠得到彌補(bǔ)或改善，使其在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病中的診斷與治療中發(fā)揮更大的作用。

4 結(jié) 論

盡管當(dāng)前磁共振彌散成像技術(shù)在使用過程中存在諸多不足，但不能否定其在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病研究中的重要意義。磁共振彌散成像技術(shù)能直觀的呈現(xiàn)出腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)纖維束的變化，并通過對相關(guān)參數(shù)的分析，幫助研究者更好的了解神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的發(fā)病原因以及病情發(fā)展程度，進(jìn)而有效推進(jìn)該類疾病的診斷與治療。隨著磁共振彌散成像技術(shù)在神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病臨床診斷與治療中的不斷應(yīng)用及其自身的發(fā)展完善，勢必進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)外科系統(tǒng)疾病的研究發(fā)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

/（編審：陳 強(qiáng)）

梧州市工人醫(yī)院 廣西梧州 543001

基金醒目：廣西梧州市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題（編號：201202001）

2016-10-13收稿，2016-11-20修回