MR弥散张量三维脑白质纤维束成像
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Ｔｈｒ ｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｔｒ ａｃｔｏｇｒ ａｐｈｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｔｅｎｓｏｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒ ｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ
ＬＩ Ｙｉ－ｚｈｕｏ１， ＨＵＡＮＧ Ｚｉ－ｌｉｎ１， ＷＥＩ Ｙｉ－ｆｅｉ２， ＸＩＥ Ｃｈｕａｎ－ｍｉａｏ１， ＨＥ Ｈａｏ－ｑｉａｎｇ１， ＷＥＩ Ｄａ－ｎｉａｎ１， ＣＨＥＮ Ｌｉｎ１， ＷＵ Ｐｅｉ－ｈｏｎｇ１ １Ｔｕｍｏｒ Ｈｏｓｐｉｔａｌ， Ｓｕｎ Ｙａｔ－ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００６０， Ｃｈｉｎａ； ２ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ， Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｈｏｓｐｉｏｔａｌ ｏｆ Ａｎｙｕａｎ， Ａｎｙｕａｎ ３４２１００， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ （ＭＲ－ＤＴＩ）， ａ ｎｅｗ ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｈａｔ ｈｅｌｐｓ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ， ｉｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｔｏｍｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔ． Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｓｉｘ ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ＭＲ－ＤＴＩ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ ｗｈｏｌｅ－ｂｏｄｙ ＭＲ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０ Ｆｕｎｃｔｏｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｉｎｃｌｕｄｅｄ Ｔ１ＷＩ ｆｏｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ－ｓｈｏｔ ｅｃｈｏ－ｐｌａｎｎｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｂｒａｉｎ ｉｎ ａｘｉａｌ， ｓａｇｉｔｔａｌ， ａｎｄ ／ｏｒ ｃｏｒｏｎａｌ ｓｅｃｔｉｏｎｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｉｍａｇｅｄ ｂｙ ＭＲ－ＤＴＩ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｋｎｏｗｎ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ａｎａｔｏｍｙ． Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｗｅｒｅ ｗｅｌｌ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ａｌｌ ｔｈｅ ｃａｓｅｓ． Ｔｈｅ ｔｒａｃｔｓ ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｐｕｓ ｃａｌｌｏｓｕｍ， ａｎｔｅｒｉｏｒ ｃｏｍｍｉｓｓｕｒｅ， ｕｎｃｉｎａｔｅ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ａｎｄ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｅｓ， ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｏｃｃｉｐｉｔｏ－ｆｒｏｎｔａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ， ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃａｐｓｕｌｅ ａｎｄ ｃｏｒｏｎａ ｒａｄｉａｔｅ． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ａ ｓｅｔ ｏｆ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ａｎａｔｏｍｙ ｍａｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｂｒａｉｎ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ－ｓｈｏｔ ｅｃｈｏ－ｐｌａｎｎｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｌｌｏｗｓ ｒａｐｉｄ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｉｎ ｖｉｖｏ， ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ； ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ； ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒｓ； ｂｒａｉｎ； ａｎａｔｏｍｙ
钩束和上纵束（图 １）： 钩束起自额叶眶回和额下 回皮质， 向后走行一段距离后急转向前下， 止于颞极 附近皮质， 呈钩状绕过外侧裂池连接额叶下部和颞叶 前部皮质。上纵束为最大的联络纤维， 起自额叶前部， 在豆状核与脑岛叶的上方， 连接额、顶、枕、颞叶。
Ａ
Ｂ
Ｃ
图 １ 左侧上纵束 Ｆｉｇ．１ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｉｏｒ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ ａｓ ａ ｍａｓｓｉｖｅ ｂｕｎｄｌｅ ｏｆ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｓ ｔｈａｔ ｓｗｅｅｐ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｉｏｒ ｍａｒ ｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａ ｉｎ ａ ｇｒ ｅａｔ ａｒ ｃ， ｇａｔｈｅｒ ｉｎｇ ａｎｄ ｓｈｅｄｄｉｎｇ ｆｉｂｅｒ ｓ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ ｆｒ ｏｎｔａｌ ｌｏｂｅ ｃｏｒ ｔｅｘ ｔｏ ｔｈｅ
本工作站采用流线型算法， 在彩色编码张量图上 根据各种纤维束的解剖位置通过手工定义一个感兴 趣 区（ＲＯＩ）， 以 ＲＯＩ 中 的 任 一 点 作 为 种 子 点 开 始 ， 自 动产生一个神经探测弹子（ｔｒａｃｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）， 在最大本 征向量方向上， 即白质纤维束长轴方向上向前、向后
２ 结果 传统解剖学将大脑半球的髓质分为联络系、投射
系和连合系 ３ 类。联络系是连接本侧半球内部脑回和 脑叶之间的纤维， 典型纤维包括扣带、上下纵束、钩 束、上下额枕束。投射系是连接大脑皮质和脑深部核 团与脑干、小脑和脊髓的纤维， 包括传入和传出纤维。 典型代表有皮质脊髓束、皮质脑桥束、皮质延髓束、膝 距束（视放射）。连合系是连接左右两侧半球皮质的纤 维， 典型代表有胼胝体、前联合、穹隆联合。 ２．１ 联络系
方向各自延伸一个步长然后计算出新位置的最大本 征向量， 在此， 神经探弹子再沿新的最大本征向量前 进一个步长。多次重复该步骤， 直到符合该探测弹子 的终止条件。上述多个步长的连续轨迹即为所得的神 经纤维束。本研究所采用的最大步长为 ０．１６ ｍｍ， 符 合神经探测弹子停止前进的条件为 ＦＡ 值＜０．１８ 或相 邻两个步长之间的夹角＜４５ 度。
摘要： 目的 磁共振弥散张量成像（ＭＲ－ＤＴＩ）是一种新的无创性成像方法， 它不同于常规 Ｔ２ 加权成像（Ｔ２ＷＩ）和弥散加权成 像（ＤＷＩ）， 它可以准确地反映水分子扩散的方向信息， 并通过特殊的软件处理， 能够实现白质的纤维跟踪与可视化。本 文应用磁共振扩散张量成像技术显示人脑白质纤维束， 探讨其与正常解剖学描述的一致及其临床应用的可行性。方法 ６ 例志愿者， 男 ４ 例， 女 ２ 例， 年龄范围 ２１￣６２ 岁。于 ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ 型磁共振扫描机， 相控阵列鸟笼状头部线圈， 采 用 单 次 激 发 回 波 平 面 弥 散 张 量 成 像 序 列 扫 描， ＧＥ 公 司 Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ 中 的 Ｆｕｎｃｔｏｏｌ 软 件 进 行 ＤＴＩ 数 据 的 后 处 理 及 三 维 脑白质纤维束示踪。结果 能较好显示的白质纤维有： 连合系、钩束、上下纵束、下额枕束、内囊等。上述纤维束与已知的 解剖学上的正常的同名纤维束的描述具有较好的一致性。结论 通过 ＤＴＩ 方法， 我们可以获得一套较为完整的主要正常 脑白质纤维束的解剖图， 该方法是一种可使脑白质束快速可视化的新方法。 关键词： 磁共振； 弥散张量成像； 白质纤维； 脑 ／ 解剖学 中图分类号： Ｒ８１６．１； Ｒ４４５．２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７３－４２５４（ ２００７） ０８－１２４４－０５
传统的磁共振 Ｔ２ 加权成像（ Ｔ２ＷＩ） 能够为区分大 脑皮质和白质提供良好的信息。液体衰减反转回复序 列成像（ Ｆｌａｉｒ） 改善了脑干内白质的可视性［１］。磁化传 递 磁 共 振 成 像 （ ＭＴ－ＭＲＩ） 是 另 外 一 种 曾 经 应 用 于 脑 白质成像的技术［２］， 但上述各种方法均不能给脑白质 纤维束提供完整的解剖学信息。磁共振扩散张量成像 （ ＭＲ－ＤＴＩ） 技术是近年来在 ＭＲ－ＤＷＩ 基础上发展起 来的成像及后处理技术， 它利用组织中水分子的自由 热运动的各向异性的原理， 探测组织的微观结构， 达 到研究人体功能的目的。目前， ＤＴＩ 是唯一可在活体 显 示 脑 白 质 纤 维 束 的 无 创 性 成 像 方 法 ［ ３］ 。
·１２４４·
南方医科大学学报（ Ｊ Ｓｏｕｔｈ Ｍｅｄ Ｕｎｉｖ）
第 ２７ 卷
ＭＲ弥散张量三维脑白质纤维束成像
李 贻 卓 １， 黄 子 林 １， 魏 一 飞 ２， 谢 传 淼 １， 何 浩 强 １， 魏 大 年 １， 陈 林 １， 吴 沛 宏 １ （１ 中 山 大 学 肿 瘤 医 院 ， 广 东 广 州 ５１００６０； ２ 江西安远县人民医院放射科， 江西 安远 ３４２１００）
１ 材料与方法 １．１ 研究对象
６ 例志愿受试者， 其中男性 ４ 例， 女性 ２ 例， 年龄 范围 ２１￣６２ 岁。４ 例为脑肿瘤患者术前检查， 其中 ２ 例 有 头 痛 症 状 ， １ 例 有 头 痛 伴 意 识 模 糊 ， １ 例 在 ２０ ｄ 内癫痫发作 ３ 次。２ 例无任何神经系统症状和体征。 给 ６ 例志愿者行常规 ＭＲ 检查和扩散张量成像。 １．２ 扫描设备及方法
收稿日期： ２００７－０１－１０ 作 者 简 介 ： 李 贻 卓 （ １９６８－） ， 男 ， 主 治 医 师 ， 硕 士 ， 电 话 ： ０２０－８７３４３２１７ Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｉｙｉｚｈｕｏ６８＠１２６．ｃｏｍ 通讯作者： 吴沛宏， 电话： ０２０－８７３４３２１７， Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｉｙｉｚｈｕｏ＠２１ｃｎ．ｃｏｍ
第８期
李贻卓，等．ＭＲ 弥散张量三维脑白质纤维束成像
·源自文库２４５·
ｍｓ，ＴＥ＝８３．４ ｍｓ， ｂ＝１０００ ｓ／ｍｍ２， １５ 个弥散方向， 矩阵 为 １２８×１２８， １ 次激励。ＦＯＶ 为 ２４０ ｍｍ， 扫描层厚 ５ ｍｍ， 无间隔连续扫描。扫描用时 ３ ｍｉｎ ４４ ｓ。 １．３ 数据处理
ｐａｒ ｉｅｔａｌ， ｔｅｍｐｏｒ ａｌ， ａｎｄ ｏｃｃｉｐｉｔａｌ ｌｏｂｅ ｃｏｒ ｔｉｃｅｓ Ａ： Ｌｅｆｔ ｌａｔｅｒａｌ ｖｉｅｗ； Ｂ： Ｆｕｓｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ａ ｔｏ ａ ｐａｒａｓａｇｉｔｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ； Ｃ： Ａｘｉａｌ ｖｉｅｗ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ
将采集到的扩散张量成像数据传输至工作站， ＧＥ 公 司 ＨＰＸ４０００， Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ 中 的 Ｆｕｎｃｔｏｏｌ ２．０ 版软件进行 ＤＴＩ 数据的后处理。于相应层面分别 得到感兴趣区域（ＲＯＩ）常规 Ｔ２Ｗ 图、部分各向异性图 （ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ， ＦＡ 图）、彩色编码张量图。脑肿 瘤患者取肿瘤对侧半球为兴趣侧， 神经系统正常的受 试者取双侧半球， 分别获得各自 ＲＯＩ 的 ＦＡ 值、相位 编码张量图。在 ＦＡ 图上， 红色代表该象素点为高值， 表明该处的分子运动在空间各个方向上的差异程度 大。蓝色者反之。在相位编码张量图上根据人体的解 剖位置， 将左右（Ｌ－Ｒ）方向、前后（Ａ－Ｐ）方向和上下（Ｓ－Ｉ） 方向的弥散分别覆上伪彩红色、绿色和蓝色。色彩饱 和度代表某个弥散各向异性指标（如 ＦＡ 值）的强弱。 １．４ 白质纤维示踪
扫 描 设 备 为 ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ 型 磁 共 振 扫 描 机， ８ 通道相控鸟笼状头部线圈。梯度场为 ４０ ｍＴ／ｍ。 扫描方法包括常规平扫、增强扫描及 ＤＴＩ 扫描， 常规 扫 描 采 用 常 规 自 旋 回 波 序 列 行 Ｔ１ＷＩ、Ｔ２ＷＩ 和 Ｔ１ＷＩ 增 强 扫 描 ， 增 强 剂 为 维 影 钆 胺 ， 增 强 剂 用 量 为 ０．１ ｍｍｏｌ／ｋｇ。ＤＴＩ 横断面扫描使用弥散加权单次激发－ 回波平面成像 （ＤＷ－ＥＰＩ） 序列， 基本参数： ＴＲ＝８０００
ＬＩ Ｙｉ－ｚｈｕｏ１， ＨＵＡＮＧ Ｚｉ－ｌｉｎ１， ＷＥＩ Ｙｉ－ｆｅｉ２， ＸＩＥ Ｃｈｕａｎ－ｍｉａｏ１， ＨＥ Ｈａｏ－ｑｉａｎｇ１， ＷＥＩ Ｄａ－ｎｉａｎ１， ＣＨＥＮ Ｌｉｎ１， ＷＵ Ｐｅｉ－ｈｏｎｇ１ １Ｔｕｍｏｒ Ｈｏｓｐｉｔａｌ， Ｓｕｎ Ｙａｔ－ｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００６０， Ｃｈｉｎａ； ２ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ， Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ Ｈｏｓｐｉｏｔａｌ ｏｆ Ａｎｙｕａｎ， Ａｎｙｕａｎ ３４２１００， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ （ＭＲ－ＤＴＩ）， ａ ｎｅｗ ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｔｈａｔ ｈｅｌｐｓ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ， ｉｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｔｏｍｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔ． Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｓｉｘ ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ＭＲ－ＤＴＩ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ ｗｈｏｌｅ－ｂｏｄｙ ＭＲ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０ Ｆｕｎｃｔｏｏｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｉｎｃｌｕｄｅｄ Ｔ１ＷＩ ｆｏｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ－ｓｈｏｔ ｅｃｈｏ－ｐｌａｎｎｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｂｒａｉｎ ｉｎ ａｘｉａｌ， ｓａｇｉｔｔａｌ， ａｎｄ ／ｏｒ ｃｏｒｏｎａｌ ｓｅｃｔｉｏｎｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｉｍａｇｅｄ ｂｙ ＭＲ－ＤＴＩ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｋｎｏｗｎ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ａｎａｔｏｍｙ． Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｆｉｂｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｗｅｒｅ ｗｅｌｌ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ａｌｌ ｔｈｅ ｃａｓｅｓ． Ｔｈｅ ｔｒａｃｔｓ ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ ｉｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｐｕｓ ｃａｌｌｏｓｕｍ， ａｎｔｅｒｉｏｒ ｃｏｍｍｉｓｓｕｒｅ， ｕｎｃｉｎａｔｅ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ａｎｄ ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｅｓ， ｉｎｆｅｒｉｏｒ ｏｃｃｉｐｉｔｏ－ｆｒｏｎｔａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ， ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃａｐｓｕｌｅ ａｎｄ ｃｏｒｏｎａ ｒａｄｉａｔｅ． Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ａ ｓｅｔ ｏｆ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒ ａｎａｔｏｍｙ ｍａｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｂｒａｉｎ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ－ｓｈｏｔ ｅｃｈｏ－ｐｌａｎｎｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｌｌｏｗｓ ｒａｐｉｄ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｔｒａｃｔｓ ｉｎ ｖｉｖｏ， ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｎｅｗ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｆｉｂｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ； ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｔｅｎｓｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ； ｗｈｉｔｅ ｍａｔｔｅｒ ｆｉｂｅｒｓ； ｂｒａｉｎ； ａｎａｔｏｍｙ
钩束和上纵束（图 １）： 钩束起自额叶眶回和额下 回皮质， 向后走行一段距离后急转向前下， 止于颞极 附近皮质， 呈钩状绕过外侧裂池连接额叶下部和颞叶 前部皮质。上纵束为最大的联络纤维， 起自额叶前部， 在豆状核与脑岛叶的上方， 连接额、顶、枕、颞叶。
Ａ
Ｂ
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图 １ 左侧上纵束 Ｆｉｇ．１ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｉｏｒ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆａｓｃｉｃｕｌｕｓ ａｓ ａ ｍａｓｓｉｖｅ ｂｕｎｄｌｅ ｏｆ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｆｉｂｅｒ ｓ ｔｈａｔ ｓｗｅｅｐ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ ｉｏｒ ｍａｒ ｇｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａ ｉｎ ａ ｇｒ ｅａｔ ａｒ ｃ， ｇａｔｈｅｒ ｉｎｇ ａｎｄ ｓｈｅｄｄｉｎｇ ｆｉｂｅｒ ｓ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｗａｙ ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ ｆｒ ｏｎｔａｌ ｌｏｂｅ ｃｏｒ ｔｅｘ ｔｏ ｔｈｅ
本工作站采用流线型算法， 在彩色编码张量图上 根据各种纤维束的解剖位置通过手工定义一个感兴 趣 区（ＲＯＩ）， 以 ＲＯＩ 中 的 任 一 点 作 为 种 子 点 开 始 ， 自 动产生一个神经探测弹子（ｔｒａｃｔ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）， 在最大本 征向量方向上， 即白质纤维束长轴方向上向前、向后
２ 结果 传统解剖学将大脑半球的髓质分为联络系、投射
系和连合系 ３ 类。联络系是连接本侧半球内部脑回和 脑叶之间的纤维， 典型纤维包括扣带、上下纵束、钩 束、上下额枕束。投射系是连接大脑皮质和脑深部核 团与脑干、小脑和脊髓的纤维， 包括传入和传出纤维。 典型代表有皮质脊髓束、皮质脑桥束、皮质延髓束、膝 距束（视放射）。连合系是连接左右两侧半球皮质的纤 维， 典型代表有胼胝体、前联合、穹隆联合。 ２．１ 联络系
方向各自延伸一个步长然后计算出新位置的最大本 征向量， 在此， 神经探弹子再沿新的最大本征向量前 进一个步长。多次重复该步骤， 直到符合该探测弹子 的终止条件。上述多个步长的连续轨迹即为所得的神 经纤维束。本研究所采用的最大步长为 ０．１６ ｍｍ， 符 合神经探测弹子停止前进的条件为 ＦＡ 值＜０．１８ 或相 邻两个步长之间的夹角＜４５ 度。
摘要： 目的 磁共振弥散张量成像（ＭＲ－ＤＴＩ）是一种新的无创性成像方法， 它不同于常规 Ｔ２ 加权成像（Ｔ２ＷＩ）和弥散加权成 像（ＤＷＩ）， 它可以准确地反映水分子扩散的方向信息， 并通过特殊的软件处理， 能够实现白质的纤维跟踪与可视化。本 文应用磁共振扩散张量成像技术显示人脑白质纤维束， 探讨其与正常解剖学描述的一致及其临床应用的可行性。方法 ６ 例志愿者， 男 ４ 例， 女 ２ 例， 年龄范围 ２１￣６２ 岁。于 ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ 型磁共振扫描机， 相控阵列鸟笼状头部线圈， 采 用 单 次 激 发 回 波 平 面 弥 散 张 量 成 像 序 列 扫 描， ＧＥ 公 司 Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ 中 的 Ｆｕｎｃｔｏｏｌ 软 件 进 行 ＤＴＩ 数 据 的 后 处 理 及 三 维 脑白质纤维束示踪。结果 能较好显示的白质纤维有： 连合系、钩束、上下纵束、下额枕束、内囊等。上述纤维束与已知的 解剖学上的正常的同名纤维束的描述具有较好的一致性。结论 通过 ＤＴＩ 方法， 我们可以获得一套较为完整的主要正常 脑白质纤维束的解剖图， 该方法是一种可使脑白质束快速可视化的新方法。 关键词： 磁共振； 弥散张量成像； 白质纤维； 脑 ／ 解剖学 中图分类号： Ｒ８１６．１； Ｒ４４５．２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７３－４２５４（ ２００７） ０８－１２４４－０５
传统的磁共振 Ｔ２ 加权成像（ Ｔ２ＷＩ） 能够为区分大 脑皮质和白质提供良好的信息。液体衰减反转回复序 列成像（ Ｆｌａｉｒ） 改善了脑干内白质的可视性［１］。磁化传 递 磁 共 振 成 像 （ ＭＴ－ＭＲＩ） 是 另 外 一 种 曾 经 应 用 于 脑 白质成像的技术［２］， 但上述各种方法均不能给脑白质 纤维束提供完整的解剖学信息。磁共振扩散张量成像 （ ＭＲ－ＤＴＩ） 技术是近年来在 ＭＲ－ＤＷＩ 基础上发展起 来的成像及后处理技术， 它利用组织中水分子的自由 热运动的各向异性的原理， 探测组织的微观结构， 达 到研究人体功能的目的。目前， ＤＴＩ 是唯一可在活体 显 示 脑 白 质 纤 维 束 的 无 创 性 成 像 方 法 ［ ３］ 。
·１２４４·
南方医科大学学报（ Ｊ Ｓｏｕｔｈ Ｍｅｄ Ｕｎｉｖ）
第 ２７ 卷
ＭＲ弥散张量三维脑白质纤维束成像
李 贻 卓 １， 黄 子 林 １， 魏 一 飞 ２， 谢 传 淼 １， 何 浩 强 １， 魏 大 年 １， 陈 林 １， 吴 沛 宏 １ （１ 中 山 大 学 肿 瘤 医 院 ， 广 东 广 州 ５１００６０； ２ 江西安远县人民医院放射科， 江西 安远 ３４２１００）
１ 材料与方法 １．１ 研究对象
６ 例志愿受试者， 其中男性 ４ 例， 女性 ２ 例， 年龄 范围 ２１￣６２ 岁。４ 例为脑肿瘤患者术前检查， 其中 ２ 例 有 头 痛 症 状 ， １ 例 有 头 痛 伴 意 识 模 糊 ， １ 例 在 ２０ ｄ 内癫痫发作 ３ 次。２ 例无任何神经系统症状和体征。 给 ６ 例志愿者行常规 ＭＲ 检查和扩散张量成像。 １．２ 扫描设备及方法
收稿日期： ２００７－０１－１０ 作 者 简 介 ： 李 贻 卓 （ １９６８－） ， 男 ， 主 治 医 师 ， 硕 士 ， 电 话 ： ０２０－８７３４３２１７ Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｉｙｉｚｈｕｏ６８＠１２６．ｃｏｍ 通讯作者： 吴沛宏， 电话： ０２０－８７３４３２１７， Ｅ－ｍａｉｌ： ｌｉｙｉｚｈｕｏ＠２１ｃｎ．ｃｏｍ
第８期
李贻卓，等．ＭＲ 弥散张量三维脑白质纤维束成像
·源自文库２４５·
ｍｓ，ＴＥ＝８３．４ ｍｓ， ｂ＝１０００ ｓ／ｍｍ２， １５ 个弥散方向， 矩阵 为 １２８×１２８， １ 次激励。ＦＯＶ 为 ２４０ ｍｍ， 扫描层厚 ５ ｍｍ， 无间隔连续扫描。扫描用时 ３ ｍｉｎ ４４ ｓ。 １．３ 数据处理
ｐａｒ ｉｅｔａｌ， ｔｅｍｐｏｒ ａｌ， ａｎｄ ｏｃｃｉｐｉｔａｌ ｌｏｂｅ ｃｏｒ ｔｉｃｅｓ Ａ： Ｌｅｆｔ ｌａｔｅｒａｌ ｖｉｅｗ； Ｂ： Ｆｕｓｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ａ ｔｏ ａ ｐａｒａｓａｇｉｔｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ； Ｃ： Ａｘｉａｌ ｖｉｅｗ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ
将采集到的扩散张量成像数据传输至工作站， ＧＥ 公 司 ＨＰＸ４０００， Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ 中 的 Ｆｕｎｃｔｏｏｌ ２．０ 版软件进行 ＤＴＩ 数据的后处理。于相应层面分别 得到感兴趣区域（ＲＯＩ）常规 Ｔ２Ｗ 图、部分各向异性图 （ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ， ＦＡ 图）、彩色编码张量图。脑肿 瘤患者取肿瘤对侧半球为兴趣侧， 神经系统正常的受 试者取双侧半球， 分别获得各自 ＲＯＩ 的 ＦＡ 值、相位 编码张量图。在 ＦＡ 图上， 红色代表该象素点为高值， 表明该处的分子运动在空间各个方向上的差异程度 大。蓝色者反之。在相位编码张量图上根据人体的解 剖位置， 将左右（Ｌ－Ｒ）方向、前后（Ａ－Ｐ）方向和上下（Ｓ－Ｉ） 方向的弥散分别覆上伪彩红色、绿色和蓝色。色彩饱 和度代表某个弥散各向异性指标（如 ＦＡ 值）的强弱。 １．４ 白质纤维示踪
扫 描 设 备 为 ＧＥ １．５Ｔ Ｓｉｇｎ ＣＶ／Ｉ 型 磁 共 振 扫 描 机， ８ 通道相控鸟笼状头部线圈。梯度场为 ４０ ｍＴ／ｍ。 扫描方法包括常规平扫、增强扫描及 ＤＴＩ 扫描， 常规 扫 描 采 用 常 规 自 旋 回 波 序 列 行 Ｔ１ＷＩ、Ｔ２ＷＩ 和 Ｔ１ＷＩ 增 强 扫 描 ， 增 强 剂 为 维 影 钆 胺 ， 增 强 剂 用 量 为 ０．１ ｍｍｏｌ／ｋｇ。ＤＴＩ 横断面扫描使用弥散加权单次激发－ 回波平面成像 （ＤＷ－ＥＰＩ） 序列， 基本参数： ＴＲ＝８０００