实用医院临床杂志2008年3月第5卷第2期
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核磁共振弥散成像在癫痫中的应用进展Applicati o n ofMR d iffusion i m ag i n g to epilepsy
戴 辉综述, 付 凯审校
DA I Hu , i FU K a i
(四川省人民医院放射科, 四川成都610072)
=摘要> 弥散加权成像和弥散张量成像是一种新的成像技术, 可以反应活体组织细微结构和功能改变, 能通过测量弥散系数(ADC ) 和各向异性分数(FA ) , 反应常规核磁共振(MR ) 所不能提供的癫痫病灶的异常。本文综述M R 弥散成像的基本原理、在癫痫患者的功能应用研究进展及在抗癫痫药物中的应用。
=关键词> 癫痫; 磁共振成像; 弥散加权成像; 弥散张量成像
=中图分类号>R 81; R 74211 =文献标识码>B =文章编号>1672-6170(2008) 02-0087-03
癫痫是临床常见的一种病因复杂、反复发作的神经
系统综合征, 以大脑神经元的反复异常放电为特征, 通常分为原发性癫痫和继发性癫痫, 发病率约为015%~1%。随着医学影像学的发展, 越来越多的过去认为是原发性癫痫的患者, 可以发现脑内存在致痫灶。弥散成像技术包括弥散加权成像(d iff u sion we i g hted i m ag i n g , D W I) 和弥散张量成像(d iffusion tensor i m ag i n g , DT I), 它是一种反映人体活体组织空间组成信息及病理状态下各组织成分之间水分子交换的功能状况的检查方法, 可以显示癫痫所致的脑组织代谢和生理变化。在其基础上发展的纤维束示踪技术可以对癫痫灶与周围白质束关系进行术前评价, 在术中导航时能对病灶准确定位, 指导手术顺利进行。1 弥散成像的基本原理
111 各向异性各向同性扩散 在理想环境下, 水分子在各个方向上的弥散快慢相同, 其运动轨迹近似一个圆球体, 这种扩散过程称之为各向同性扩散。在人体生理条件下, 水分子的扩散受到多种因素影响, 如组织的粘滞度、温度、细胞的结构等, 致使其在各个方向扩散的快慢不同, 这种扩散过程称之为各向异性。
112 D W I D W I 与传统的MR 不同, 它是依赖于水分子的运动而不是依赖自旋质子密度的一种新的对比成像技术, 通过在标准MR 序列上加上对弥散敏感的梯度脉冲来获得图像, 可以测量单位时间内水分子的位移运动。表观弥散系数(apparent d iffusion coeffic i e n , t ADC ):把影响水分子运动的多种因素叠加成一个观察值, 用来反应弥散敏感梯度方向上的水分子位移强度。ADC 值越高, 表示组织内水分子弥散运动越强, 在D W I 图上表现为低信号, 反之, ADC 值越低, 表示组织内水分子弥
=作者简介>戴辉(1977-), 女, 贵州遵义人, 医师, 硕士研究生, 研究方向:
神经系统核磁共振的诊断。
散运动越弱, DW I 图上表现为高信号。
113 DT I DW I 和ADC 只反应了3个施加敏感梯度方向上水分子弥散运动的快慢, 而不能反应弥散的各向异性。为全面反应体内水分子的弥散各向异性就需要引入张量这一物理概念, 张量是高阶的向量矩阵, 可以想象成九维的空间, 用来描述更为复杂地运动。DTI 是在弥散加权成像基础上在6~55个线性方向上施加弥散敏感梯度而获取的图象, 应用单次激励弥散加权SE -EPI , 在180度脉冲前后于Gx 、Gy 、G z 3个梯度通道上施加2个对称的斜方形梯度脉冲, 至少于6个非共线方向上施加弥散敏感梯度, 并对基础T2W I -EPI 像及D W I -EPI 像进行5次采集, 将其信号平均, 获得较高信噪比的弥散张量图像。¹平均弥散系数(average d iffusion coeffic ien, t DC avg ):是由各个方向的弥散张量的痕量汇总后取其平均值得到。弥散张量的痕量即3个本征值之和。3个本征值指的是MR 成像中每个体素内沿椭球体的3个主要坐标轴测量得到的主要扩散方向上的扩散幅度。º分析各向异性的常用指标:常用指标为各向异性分数(FA), 相对各向异性(RA ), 体积比(VR ) 。建立FA 、RA 、VA 图, 既可对每个体素水分子弥散量化, 又可描述弥散方向。最主要的是FA, 即弥散各向异性与整个弥散的比值, 其数值在0~1, 1表示整个弥散运动中的最大各向异性, 0代表最小各向异性即最大各向同性。如锥体束的F A 值可达0193, 而脑脊液的FA 值为0102。2 弥散成像在癫痫中的应用
癫痫灶及其发作时脑内神经元异常放电, 可导致脑组织的生理及代谢异常, 引起水分子弥散改变。弥散成像是利用水分子的弥散运动各向异性进行成像, 可间接反应组织的完整性、病理改变及组织结构和功能间的关系。能提供常规MR 所不能提供的诸如人体组织微观
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化等方面的信息。近年来, DTI 在癫痫中的应用取得了较大进展。
211 弥散成像对颞叶癫痫的研究 近年来对颞叶癫痫症(TLE ) 患者的DTI 研究显示, 在硬化的海马区, 弥散率增高, FA 值降低。Rugg Gunn 等对于TLE 患者的海马结构研究也有新发现, 海马周围白质纤维FA 值相对减少, 扩散值增加, 表明DTI 能发现常规MR 难以明确的TLE 白质改变, 对手术前评价有帮助。Yoo [3, 4]等研究发现硬化的海马, ADC 值较高。作者推测可能与间隙水质子相对增加, 其次是神经细胞的丢失或神经胶质增生有关, 同时发现海马硬化(h i p poca m pal sc le -rosis, H S) 患者对侧看似正常的海马, 其平均ADC 值高于健康志愿者。这个发现表明单侧H S 患者对侧的表观正常的海马也有微观的病理改变。以此得出:常规M R 成像不能明确显示海马硬化, 而ADC 值可以作为TLE 致痫灶定位的敏感性工具, 为癫痫灶的定侧作有力
[5]
补充。Lee 等发现海马和颞叶ADC 值对颞叶癫痫的
[6]
定侧率为100%。A ssaf 等为了评价海马结构(h i p p -oca m pa l for m ati o n , H F) 的DTI 测量对于TLE 癫痫灶的定侧作用, 对12例单侧TLE 患者和14例健康志愿者进行研究, 发现患者组中癫痫灶所在侧和对侧相比较, 其海马FA 值减低, 扩散系数显著增加。但是, 和健康组比较, 癫痫所在侧H F 的FA 值虽然较低, 却还没有达到统计学意义, 而平均扩散系数显著增高, 同时发现癫痫灶对侧H F 无异常改变。上述DTI 测量结果可以证明致癫痫的异常海马结构与单侧的TLE 相关联。这个发现可以检出H S 和可以帮助外科评价。DT I 测量对检
[7]
出H S 敏感度达75%。A rfanak is 等和Sa l m enper [8]
等也发现类似的研究结果, 提示DTI 有助于H S 的术前评价。神经元水肿、萎缩、细胞外间隙增宽及正常组织结构消失等病理变化会导致短暂或持久的分子运动变化, 可表现为ADC 与F A 的异常。海马扩散成像的研究发现, H S 中细胞方向性构造程度的降低可能由细胞外间隙增宽所致。FA 值和ADC 值的测量可能是了
[9]
解H S 、海马异常的敏感性指标。Arfanak is 等选定比较容易确认的白质结构(胼胝体膝部、压部、内囊的前肢、后肢, 外囊) 作为兴趣区, 对15例局灶性TLE 患者和15例健康志愿者的DTI 研究表明, 虽然扩散值无明显差异, 但是前者颞叶白质纤维方向的扩散各向异性明显低于后者, 而在垂直于神经轴突方向扩散各向异性增加, 提示癫痫发生可对白质纤维中水分子扩散产生影响。同时发现TLE 患者扩散各向异性减低不一定局限在颞叶区, 也可延伸到颞叶以外的其它脑组织区域, 并且发现患者开始反复发作时的年龄与白质受累范围有关。
212 弥散成像对颞叶外癫痫的研究 Rugg Gunn [10]
等[1]
[2]
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患者, 位于额叶的致痫灶区域的ADC 值升高, 手术病理证实主要为白质区的大量的神经胶质增生, 而这例患者术后效果良好。这提示DT I 有可能反映癫痫的部分病理变化, 其结果可以指导外科手术的准确进行, 从而影响癫痫患者预后。Okum ur u A 等报告了1例13岁的女性难治的额叶癫痫, 其弥散张量成像有助于探索精细的皮质畸形。患者单一、频繁的局灶性癫痫发作表现为以右上肢的阵挛性抽搐。常规MR 不能得出结论, DT I 揭示左额叶表观弥散系数增加和各向异性减少。正电子发射断层摄影技术(PET ) 显示在邻近区域代谢亢进。常规MR 阴性的患者, ADC 值的异常, 提示隐匿性致痫灶可能存在微小结构的构造障碍, 原因包括未检测到的神经元发育不良、萎缩、胶质增生和其它原因所
[12]
致的细胞外间隙的增宽。Gross DW 等对5例具有局灶性皮质发育不良的难治性癫痫患者行DTI 检查, 发现3例患者白质内T2W I 信号增高, FA 值降低, 2例白质
[13]
内无T2W I 高信号, DT I 无异常改变。Dum asde A 对15例局灶性难治性癫痫进行DTI 研究发现, 在与皮质病灶同侧的白质FA 值升高, 包括邻近病灶的白质和远离病灶的白质。手术病理发现白质内胶质增生、轴突缺失和细胞异常。随着DTI 和分析方法的改进, 可以通过FA 值和ADC 值的异常改变, 使隐匿性致痫灶得以在个
[14]
体水平被识别。Rakesh K 等在对慢性外伤性脑损伤(chronic traum atic brai n injury , TB I) 患者继发癫痫的DT I 研究中, 通过分析被损害的微观结构的体积和TB I 患者继发的创伤后癫痫的关系, 可以预测损害的严重性。
213 弥散成像在癫痫发作后的研究 对急性症状性癫痫发作或癫痫持续状态之后短期内弥散研究越来越多,
[15]
D iehl B 等报道一例右额叶损害引发的反复持续性局灶性癫痫发作患者, 在脑皮层电图记法显示癫痫发作的区域, DW I 图呈高信号(ADC 值降低) 。之后, 多个研究者发现急性发作后脑内局灶(海马、海马旁回、丘脑及其它的脑皮质区) D W I 高信号, 随访中发现这些
[21]
区域的高信号恢复正常。D i e h l B 等利用DTI 和SP M (statistica l para m etric m app i n g) 客观测量了18例难治性局灶性癫痫患者的发作间和发作后的大脑弥散, 并和对照组27例正常人两次扫描进行比较, 统计每例患者的各向异性和平均扩散系数数据, 结果发现:18例中有13例患者(72%) 在发作间平均弥散系数有显著增加, 9例患者(50%) 发作后平均弥散系数相对显著减少, 在7例患者中这些变化是局灶性的, 其中的6例, 通过集中分析3组扩散系数变化可计算出癫痫灶。而在发作后和发作间各向异性无显著变化。发作后弥散系数减少很可能反应在癫痫发作起始区和发作可能扩布的区域有细胞水肿。发作后出现复杂、动态、周期性的[16~20]
[11]
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等问题, 从而获得高质量的DTI 影像。相信随着弥散成像技术(如代谢弥散波谱, q 空间成像) 的不断提高, 弥散成像将达到一个新的水平, 越来越广泛地应用于临床工作中。
=参考文献>
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[24]
敏感, 需要进一步的系统研究, 并和癫痫术后的结果相
互关联, 将决定发作后弥散系数变化在癫痫患者术前评价中的作用。
3 DTI 与功能成像(f M R I) 在癫痫中的联合应用K rakro w 等对1例皮质发育畸形诱发癫痫者进行了M f R I 、DT I 和多体素波谱成像, 3者从不同的方面反映了癫痫的发病机制, 如M f RI 显示皮层发育畸形区异常血流激活; DT I 则显示此区域FA 值降低、扩散的增加以及白质纤维束的位移; 而多体素波谱成像则发现了皮层畸形区内N-乙酰基天冬氨酸(NAA ) 的含量降低。
此项研究从微观结构、功能、生化特性方面全面揭示癫痫灶, 是其它非侵袭性手段所做不到的, 有助于对癫痫病理生理学的理解。而另1例颞叶癫痫患者行颞叶切除术后出现同向性偏盲, DT I 显示在手术侧的视放射区出现弥散各向异性明显减少, 从而提供了癫痫术后脑功能改变的依据。Regula S 等利用3-T 磁共振扫描对九例难治的部分性癫痫患者进行研究, 获得语言的M f -R I 和DT I 成像。观测额叶、颞叶、顶叶白质兴趣区的平均各向异性, 计算患者语言功能和DT I 的不对称的指数(asy mm etr y I ndex , A I) 。如果偏侧语言指数(latera liza -ti o n i n dex -language , LT) ) 小于014即被诊断非典型的偏侧语言。结果发现2例有非典型的偏侧语言, 他们都有左颞叶的DT I 不对称, 剩余7例患者有典型的偏侧语言, 无DTI 异常表现。颞叶DTI 的不对称和偏侧语言指数相关, 得出局灶性的癫痫患者的非典型偏侧语言可能和白质束异常有关。4 小结
弥散成像是一项崭新的MR 成像技术, 其多项参数不仅可以在一定程度上反应癫痫的病理变化, 而且可以反应癫痫发作时微观结构的变化。其中DT1是唯一的一种有效的可以无创跟踪脑内白质纤维并反映其解剖连通性, 如与能测定皮质功能的M f R l 结合就可以搞清大脑神经网络及功能联系的细节。术前和术中应用DT I 成像, 了解病灶周围的重要脑功能区以及白质结构, 有帮助于外科医生在神经影像学导航系统引导下进行更精细的病灶切除, 保留重要的神经纤维通路, 提高患者术后生活质量, 是今后MR 研究的主要方向之一。目前弥散成像技术的应用还有很多限制, 比如部分容积效应所致的空间分辨力较低, 任何导致水分子扩散异常的因素都可能造成其测量参数的改变, 扩散梯度导致的涡流从而引起对纤维束方向的不可靠, 另外还没有一个纤维束示踪的金标准, 其参数测量及图像目前不能作为临床诊断的可靠标准。目前超高场MR 机型(3T) 联合并行采集技术(paralle l i m ag i n g , PI) 可以改善DTI 空间, [23]
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核磁共振弥散成像在癫痫中的应用进展Applicati o n ofMR d iffusion i m ag i n g to epilepsy
戴 辉综述, 付 凯审校
DA I Hu , i FU K a i
(四川省人民医院放射科, 四川成都610072)
=摘要> 弥散加权成像和弥散张量成像是一种新的成像技术, 可以反应活体组织细微结构和功能改变, 能通过测量弥散系数(ADC ) 和各向异性分数(FA ) , 反应常规核磁共振(MR ) 所不能提供的癫痫病灶的异常。本文综述M R 弥散成像的基本原理、在癫痫患者的功能应用研究进展及在抗癫痫药物中的应用。
=关键词> 癫痫; 磁共振成像; 弥散加权成像; 弥散张量成像
=中图分类号>R 81; R 74211 =文献标识码>B =文章编号>1672-6170(2008) 02-0087-03
癫痫是临床常见的一种病因复杂、反复发作的神经
系统综合征, 以大脑神经元的反复异常放电为特征, 通常分为原发性癫痫和继发性癫痫, 发病率约为015%~1%。随着医学影像学的发展, 越来越多的过去认为是原发性癫痫的患者, 可以发现脑内存在致痫灶。弥散成像技术包括弥散加权成像(d iff u sion we i g hted i m ag i n g , D W I) 和弥散张量成像(d iffusion tensor i m ag i n g , DT I), 它是一种反映人体活体组织空间组成信息及病理状态下各组织成分之间水分子交换的功能状况的检查方法, 可以显示癫痫所致的脑组织代谢和生理变化。在其基础上发展的纤维束示踪技术可以对癫痫灶与周围白质束关系进行术前评价, 在术中导航时能对病灶准确定位, 指导手术顺利进行。1 弥散成像的基本原理
111 各向异性各向同性扩散 在理想环境下, 水分子在各个方向上的弥散快慢相同, 其运动轨迹近似一个圆球体, 这种扩散过程称之为各向同性扩散。在人体生理条件下, 水分子的扩散受到多种因素影响, 如组织的粘滞度、温度、细胞的结构等, 致使其在各个方向扩散的快慢不同, 这种扩散过程称之为各向异性。
112 D W I D W I 与传统的MR 不同, 它是依赖于水分子的运动而不是依赖自旋质子密度的一种新的对比成像技术, 通过在标准MR 序列上加上对弥散敏感的梯度脉冲来获得图像, 可以测量单位时间内水分子的位移运动。表观弥散系数(apparent d iffusion coeffic i e n , t ADC ):把影响水分子运动的多种因素叠加成一个观察值, 用来反应弥散敏感梯度方向上的水分子位移强度。ADC 值越高, 表示组织内水分子弥散运动越强, 在D W I 图上表现为低信号, 反之, ADC 值越低, 表示组织内水分子弥
=作者简介>戴辉(1977-), 女, 贵州遵义人, 医师, 硕士研究生, 研究方向:
神经系统核磁共振的诊断。
散运动越弱, DW I 图上表现为高信号。
113 DT I DW I 和ADC 只反应了3个施加敏感梯度方向上水分子弥散运动的快慢, 而不能反应弥散的各向异性。为全面反应体内水分子的弥散各向异性就需要引入张量这一物理概念, 张量是高阶的向量矩阵, 可以想象成九维的空间, 用来描述更为复杂地运动。DTI 是在弥散加权成像基础上在6~55个线性方向上施加弥散敏感梯度而获取的图象, 应用单次激励弥散加权SE -EPI , 在180度脉冲前后于Gx 、Gy 、G z 3个梯度通道上施加2个对称的斜方形梯度脉冲, 至少于6个非共线方向上施加弥散敏感梯度, 并对基础T2W I -EPI 像及D W I -EPI 像进行5次采集, 将其信号平均, 获得较高信噪比的弥散张量图像。¹平均弥散系数(average d iffusion coeffic ien, t DC avg ):是由各个方向的弥散张量的痕量汇总后取其平均值得到。弥散张量的痕量即3个本征值之和。3个本征值指的是MR 成像中每个体素内沿椭球体的3个主要坐标轴测量得到的主要扩散方向上的扩散幅度。º分析各向异性的常用指标:常用指标为各向异性分数(FA), 相对各向异性(RA ), 体积比(VR ) 。建立FA 、RA 、VA 图, 既可对每个体素水分子弥散量化, 又可描述弥散方向。最主要的是FA, 即弥散各向异性与整个弥散的比值, 其数值在0~1, 1表示整个弥散运动中的最大各向异性, 0代表最小各向异性即最大各向同性。如锥体束的F A 值可达0193, 而脑脊液的FA 值为0102。2 弥散成像在癫痫中的应用
癫痫灶及其发作时脑内神经元异常放电, 可导致脑组织的生理及代谢异常, 引起水分子弥散改变。弥散成像是利用水分子的弥散运动各向异性进行成像, 可间接反应组织的完整性、病理改变及组织结构和功能间的关系。能提供常规MR 所不能提供的诸如人体组织微观
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化等方面的信息。近年来, DTI 在癫痫中的应用取得了较大进展。
211 弥散成像对颞叶癫痫的研究 近年来对颞叶癫痫症(TLE ) 患者的DTI 研究显示, 在硬化的海马区, 弥散率增高, FA 值降低。Rugg Gunn 等对于TLE 患者的海马结构研究也有新发现, 海马周围白质纤维FA 值相对减少, 扩散值增加, 表明DTI 能发现常规MR 难以明确的TLE 白质改变, 对手术前评价有帮助。Yoo [3, 4]等研究发现硬化的海马, ADC 值较高。作者推测可能与间隙水质子相对增加, 其次是神经细胞的丢失或神经胶质增生有关, 同时发现海马硬化(h i p poca m pal sc le -rosis, H S) 患者对侧看似正常的海马, 其平均ADC 值高于健康志愿者。这个发现表明单侧H S 患者对侧的表观正常的海马也有微观的病理改变。以此得出:常规M R 成像不能明确显示海马硬化, 而ADC 值可以作为TLE 致痫灶定位的敏感性工具, 为癫痫灶的定侧作有力
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补充。Lee 等发现海马和颞叶ADC 值对颞叶癫痫的
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定侧率为100%。A ssaf 等为了评价海马结构(h i p p -oca m pa l for m ati o n , H F) 的DTI 测量对于TLE 癫痫灶的定侧作用, 对12例单侧TLE 患者和14例健康志愿者进行研究, 发现患者组中癫痫灶所在侧和对侧相比较, 其海马FA 值减低, 扩散系数显著增加。但是, 和健康组比较, 癫痫所在侧H F 的FA 值虽然较低, 却还没有达到统计学意义, 而平均扩散系数显著增高, 同时发现癫痫灶对侧H F 无异常改变。上述DTI 测量结果可以证明致癫痫的异常海马结构与单侧的TLE 相关联。这个发现可以检出H S 和可以帮助外科评价。DT I 测量对检
[7]
出H S 敏感度达75%。A rfanak is 等和Sa l m enper [8]
等也发现类似的研究结果, 提示DTI 有助于H S 的术前评价。神经元水肿、萎缩、细胞外间隙增宽及正常组织结构消失等病理变化会导致短暂或持久的分子运动变化, 可表现为ADC 与F A 的异常。海马扩散成像的研究发现, H S 中细胞方向性构造程度的降低可能由细胞外间隙增宽所致。FA 值和ADC 值的测量可能是了
[9]
解H S 、海马异常的敏感性指标。Arfanak is 等选定比较容易确认的白质结构(胼胝体膝部、压部、内囊的前肢、后肢, 外囊) 作为兴趣区, 对15例局灶性TLE 患者和15例健康志愿者的DTI 研究表明, 虽然扩散值无明显差异, 但是前者颞叶白质纤维方向的扩散各向异性明显低于后者, 而在垂直于神经轴突方向扩散各向异性增加, 提示癫痫发生可对白质纤维中水分子扩散产生影响。同时发现TLE 患者扩散各向异性减低不一定局限在颞叶区, 也可延伸到颞叶以外的其它脑组织区域, 并且发现患者开始反复发作时的年龄与白质受累范围有关。
212 弥散成像对颞叶外癫痫的研究 Rugg Gunn [10]
等[1]
[2]
实用医院临床杂志2008年3月第5卷第2期
患者, 位于额叶的致痫灶区域的ADC 值升高, 手术病理证实主要为白质区的大量的神经胶质增生, 而这例患者术后效果良好。这提示DT I 有可能反映癫痫的部分病理变化, 其结果可以指导外科手术的准确进行, 从而影响癫痫患者预后。Okum ur u A 等报告了1例13岁的女性难治的额叶癫痫, 其弥散张量成像有助于探索精细的皮质畸形。患者单一、频繁的局灶性癫痫发作表现为以右上肢的阵挛性抽搐。常规MR 不能得出结论, DT I 揭示左额叶表观弥散系数增加和各向异性减少。正电子发射断层摄影技术(PET ) 显示在邻近区域代谢亢进。常规MR 阴性的患者, ADC 值的异常, 提示隐匿性致痫灶可能存在微小结构的构造障碍, 原因包括未检测到的神经元发育不良、萎缩、胶质增生和其它原因所
[12]
致的细胞外间隙的增宽。Gross DW 等对5例具有局灶性皮质发育不良的难治性癫痫患者行DTI 检查, 发现3例患者白质内T2W I 信号增高, FA 值降低, 2例白质
[13]
内无T2W I 高信号, DT I 无异常改变。Dum asde A 对15例局灶性难治性癫痫进行DTI 研究发现, 在与皮质病灶同侧的白质FA 值升高, 包括邻近病灶的白质和远离病灶的白质。手术病理发现白质内胶质增生、轴突缺失和细胞异常。随着DTI 和分析方法的改进, 可以通过FA 值和ADC 值的异常改变, 使隐匿性致痫灶得以在个
[14]
体水平被识别。Rakesh K 等在对慢性外伤性脑损伤(chronic traum atic brai n injury , TB I) 患者继发癫痫的DT I 研究中, 通过分析被损害的微观结构的体积和TB I 患者继发的创伤后癫痫的关系, 可以预测损害的严重性。
213 弥散成像在癫痫发作后的研究 对急性症状性癫痫发作或癫痫持续状态之后短期内弥散研究越来越多,
[15]
D iehl B 等报道一例右额叶损害引发的反复持续性局灶性癫痫发作患者, 在脑皮层电图记法显示癫痫发作的区域, DW I 图呈高信号(ADC 值降低) 。之后, 多个研究者发现急性发作后脑内局灶(海马、海马旁回、丘脑及其它的脑皮质区) D W I 高信号, 随访中发现这些
[21]
区域的高信号恢复正常。D i e h l B 等利用DTI 和SP M (statistica l para m etric m app i n g) 客观测量了18例难治性局灶性癫痫患者的发作间和发作后的大脑弥散, 并和对照组27例正常人两次扫描进行比较, 统计每例患者的各向异性和平均扩散系数数据, 结果发现:18例中有13例患者(72%) 在发作间平均弥散系数有显著增加, 9例患者(50%) 发作后平均弥散系数相对显著减少, 在7例患者中这些变化是局灶性的, 其中的6例, 通过集中分析3组扩散系数变化可计算出癫痫灶。而在发作后和发作间各向异性无显著变化。发作后弥散系数减少很可能反应在癫痫发作起始区和发作可能扩布的区域有细胞水肿。发作后出现复杂、动态、周期性的[16~20]
[11]
实用医院临床杂志2008年3月第5卷第2期
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等问题, 从而获得高质量的DTI 影像。相信随着弥散成像技术(如代谢弥散波谱, q 空间成像) 的不断提高, 弥散成像将达到一个新的水平, 越来越广泛地应用于临床工作中。
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[24]
敏感, 需要进一步的系统研究, 并和癫痫术后的结果相
互关联, 将决定发作后弥散系数变化在癫痫患者术前评价中的作用。
3 DTI 与功能成像(f M R I) 在癫痫中的联合应用K rakro w 等对1例皮质发育畸形诱发癫痫者进行了M f R I 、DT I 和多体素波谱成像, 3者从不同的方面反映了癫痫的发病机制, 如M f RI 显示皮层发育畸形区异常血流激活; DT I 则显示此区域FA 值降低、扩散的增加以及白质纤维束的位移; 而多体素波谱成像则发现了皮层畸形区内N-乙酰基天冬氨酸(NAA ) 的含量降低。
此项研究从微观结构、功能、生化特性方面全面揭示癫痫灶, 是其它非侵袭性手段所做不到的, 有助于对癫痫病理生理学的理解。而另1例颞叶癫痫患者行颞叶切除术后出现同向性偏盲, DT I 显示在手术侧的视放射区出现弥散各向异性明显减少, 从而提供了癫痫术后脑功能改变的依据。Regula S 等利用3-T 磁共振扫描对九例难治的部分性癫痫患者进行研究, 获得语言的M f -R I 和DT I 成像。观测额叶、颞叶、顶叶白质兴趣区的平均各向异性, 计算患者语言功能和DT I 的不对称的指数(asy mm etr y I ndex , A I) 。如果偏侧语言指数(latera liza -ti o n i n dex -language , LT) ) 小于014即被诊断非典型的偏侧语言。结果发现2例有非典型的偏侧语言, 他们都有左颞叶的DT I 不对称, 剩余7例患者有典型的偏侧语言, 无DTI 异常表现。颞叶DTI 的不对称和偏侧语言指数相关, 得出局灶性的癫痫患者的非典型偏侧语言可能和白质束异常有关。4 小结
弥散成像是一项崭新的MR 成像技术, 其多项参数不仅可以在一定程度上反应癫痫的病理变化, 而且可以反应癫痫发作时微观结构的变化。其中DT1是唯一的一种有效的可以无创跟踪脑内白质纤维并反映其解剖连通性, 如与能测定皮质功能的M f R l 结合就可以搞清大脑神经网络及功能联系的细节。术前和术中应用DT I 成像, 了解病灶周围的重要脑功能区以及白质结构, 有帮助于外科医生在神经影像学导航系统引导下进行更精细的病灶切除, 保留重要的神经纤维通路, 提高患者术后生活质量, 是今后MR 研究的主要方向之一。目前弥散成像技术的应用还有很多限制, 比如部分容积效应所致的空间分辨力较低, 任何导致水分子扩散异常的因素都可能造成其测量参数的改变, 扩散梯度导致的涡流从而引起对纤维束方向的不可靠, 另外还没有一个纤维束示踪的金标准, 其参数测量及图像目前不能作为临床诊断的可靠标准。目前超高场MR 机型(3T) 联合并行采集技术(paralle l i m ag i n g , PI) 可以改善DTI 空间, [23]
[22]