DTI原理及应用

Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
• 如果分子扩散取决 于方向，方向不一 致，成为各向异性 （anisotropic diffusion），可 用扩散椭圆形表示
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分 子弥散的各向异性
• MS病变及正常表观白质的平均扩散率增高，而FA 降低，这是因为白质炎性改变使胞外间质水分子 增多，从而使平均扩散率增高，脱髓鞘使水分子 扩散的各向异性程度降低，从而使FA降低。
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缺血性脑病
缺血性脑白质稀疏症中，平均扩散率和各向 异性扩散均有特征性的异常改变。FA显示病变区 各向异性明显降低，可能与缺血性脑白质稀疏症 中轴索的丧失以及神经胶质细胞的增多有关。
DTI原理及应用
汇报者：黄碧娟 2012、5、17
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什么是DTI？
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
DTI是在常规MRI和DWI基础上发展起来的一种新技 术,可定量分析组织内水分子的弥散运动,量化白质纤 维束特性,并能利用组织内水分子弥散的各向异性,实 现定量显示白质纤维束的成像方法。
解剖成像组织的形态学研究
分子水平 (细胞内外水分子跨膜运动) 目前已应用于脑、心脏、脊髓微细结构的研究
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
水分子的自由运动称为 弥散，在脑脊液和脑灰 质中的水分子的弥散运 动基本上是各向同性的。
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临床应用
• 正常发育、解剖结构 • 多发性硬化(MS) • 缺血性脑病 • 癫痫 • 精神病 • 阿尔茨海默病(AD) • 脑肿瘤
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多发性硬化(MS)
• MS是最常见的中枢神经系统脱髓鞘疾病，主要累 及白质，也可累及灰质，多位于脑室和脊髓中央 管周围，其纵轴多与脑室壁垂直。
水分子在自由状态下的弥散是各向同性的
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
• 在纯水中，分子在所有 方向的扩散一致，称各 向同性（isotropic diffusion），可用扩 散球形体表示
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ห้องสมุดไป่ตู้
Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
弥
散 张
正常组织结构
量
扩散
成
像 的
水分子各向异性
理
论
扩散
基
础
病理组织结构成分改变
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
在脑白质中，由于髓鞘的阻挡，水分子的弥散被限制 在与纤维走向一致的方向上，具有较高的各向异性，根据 脑白质水分子沿神经纤维方向运动快，垂直方向运动慢的 特点，MR图像显示出神经纤维的方向
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脑肿瘤
• 良性肿瘤:推移和和稀疏, 少数表现为推移和轻度 破坏。
• 恶性肿瘤:主要是推移和严重破坏。肿瘤的恶性程 度越高, 对纤维束的破坏越明显。
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左颞顶叶血管畸形
• 各向异性指标： 部分各向异性（Fractional anisotropy，FA） 相对各向异性 ( Relative anisotropy，RA) 容积比率 ( Volume ratio，VR)
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部分各向异性 （fractional anisotropy, FA）
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
弥散张量成像是目前最理想的测量扩散的方法 是目前唯一一种追踪脑白质纤维并反映其解剖连
通性的方向
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
• 弥散张量纤维束成像 • （ diffusion tensor fiber tractography，DT-FT）
处理软件
DTI数据
纤维束
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Diffusion Tensor imaging 弥散张量成像
目前描述脑白质纤维束各向异性特征的主要参数 其值的大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行
性有密切关系，能够较真实全面地反映白质纤维 是否完整。
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正常人DTI
正常人FA值图能清楚区分白质与灰质，方向 编码彩色图(Directionally Encoded Color, DEC)图通过不同的色彩显示不同方向走行的纤维 ，清楚地显示了大脑白质纤维的正常解剖及其走 行。蓝色为上下走行纤维，绿色为前后走行纤维 ，红色为左右走行纤维。
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