影像学新技术在神经胶质瘤诊断中的应用(3)

3磁共振弥散加权成像( diffusion weighted imaging,DW I)及弥散张量成像( diffusion tensor imaging,DTI)

3. 1DW I的基本原理弥散加权成像(DW I)是建立在人体组织微观流动效应基础之上,利用人体内不同情况下水分子扩散程度的不同所造成的信号改变进行磁共振成像。物质的弥散特性一般用弥散系数D 表示,即一个水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围,单位为平方毫米/秒(mm2 / s) 。在SE序列中180°脉冲前后的两侧对称加入扩散敏感梯度场(又称为扩散梯度脉冲)即可得弥散加权成像(DW I) 。在弥散加权图像时,可测出一个能反映整体组织结构特征的“扩散常数”,称之为表观弥散系数( appar2ent diffusion coefficient,ADC) 。一般来讲ADC值下降,

DW I像呈高信号,反之, DW I像上高信号不一定预示ADC值下降。总之,任何原因引起机体内水分子的ADC值改变,均可导致DW I信号变化,这是DW I成像的基本生物学机制。

3. 2DTI的基本原理弥散张量成像是在弥散加权成像基础上发展起来的一种MR脑功能成像技术,是利用人体内水分子在不同方向上其自由运动不同所造成的信号改变进行成像的,它是一项显示组织内微观结构的成像技术。

DTI用有效弥散张量( tensor, D)表示水分子的弥散特征。

描述分子位移在空间上的不一致,这与方向性结构有关。描述各向异性程度的主要测量指标有各向异性指数( anisotropy index,A I) ;各向异性分数( fractionalanisotropy, FA) ,表示组织纤维的各向异性。

为了显示和说明临床图像, 弥散张量的示踪( trace)或平均弥散图需要联合应用相应的示踪ADC和FA图进行评价。在ADC图中,信号强度与ADC值呈正相关,如脑脊液为高信号而脑实质为低信号。在FA图中,脑白质各向异性最高,表现为高信号;相反,各向异性最低的脑脊液则表现为低信号。

3. 3弥散技术的临床应用

3. 3. 1脑肿瘤界限的界定及指导立体定向活检清晰地界定脑肿瘤(尤其是胶质瘤)与正常脑组织、瘤周水肿的界限,对于术前确定手术切除范围具有重要的指导意义。Sinha等对9例高级别脑胶质瘤DTI研究表明:平均弥散率对于区分正常脑白质、瘤周水肿以及脑肿瘤是有价值的,可以对脑肿瘤范围进行较准确的确定,但是扩散各向异性对于各种组织间的区分缺乏特异性。DTI 区分肿瘤与周围的血管源性水肿对于决定放疗的区域、手术的边缘以及穿刺活检的部位等均具有非常重要的价值。

DTI可以清晰显示脑白质纤维走向,在MR I引导穿刺中可有效地避免重要脑白质纤维束的损伤,最大程度地减少穿刺所引发的后遗症。