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扩散张量成像成像原理及其在慢性酒精中毒性脑病中的应用

栏目:神外前沿|编辑:INC|发布时间:2021-12-29 11:45 |

  扩散张量成像成像原理

  以往对慢性酒精中毒性脑病的研究仅限于宏观层面,如CT、MRI常规平扫等,通过CT、MRI对胼胝体变性后形态和信号进行观察。用扩散张量成像技术研究酒精中毒脑白质损伤之后,在颅脑微观层面上开始兴起。扩散张量成像是一种成像技术,可检测活组织白质纤维束的完整性和走行方向,有利于发现白质纤维束病变。扩散张量成像以水的扩散能力评价其组织结构的完整性和一致性,有助于判断不同疾病引起的纤维束损伤程度。

  扩散张量成像技术的出现,为深入了解小脑白质结构完整性、神经系统认知功能之间的关系以及早期发现脑组织老化现象提供了一种新的研究思路,对此领域的研究也越来越多。扩散张量成像技术已被用来分析脑组织中水分子的扩散特性,从而达到了三维空间。扩散张量成像方法的弥散张量可用包含三个特征向量来描述,它包含三个特征向量,并划分为与主矢量垂直的两个次要矢量。脑灰质中,水分子的扩散运动是高度各向同性的,也就是说,在所有方向上都运动。白质的运动受白质方向的限制。各向异性、平均扩散率是临床应用最广泛的指标。在这些数值中,FA值是指人体内水分子受细胞膜组织结构的限制,在各方向上呈一定的倾向性分布,其大小与神经髓鞘完整程度和白质纤维束数量、行走方向是否一致有关。体素中有交叉或吻合纤维存在时,FA值降低。MD值是水分子的整体扩散水平和所受阻力的大小,与扩散的方向不相关,通常以三种表观扩散系数表示。ADC值反映了单位时间内水分子扩散运动的范围,数值越大,表明明水分子的扩散能力越强。

  扩散张量成像技术在计算机辅助工程中的应用

  国内外对慢性酒精中毒性脑病患者扩散张量成像方面的研究已有相关文献,研究者从不同角度,采用不同的统计方法,对由酒精引起的脑灰白质微分扩散进行研究。目前对慢性酒精中毒患者脑组织显微组织结构的变化进行了总体研究。Chanraud等分析了24名在戒除2周左右的严重慢性酒精中毒患者和23名健康男性的扩散张量成像相关数据,结果显示,在戒断2周后,慢性酒精中毒患者的胼胝体FA明显低于正常人,慢性酒精中毒性脑病病人的非言语逻辑推理能力及注意力下降有显着影响。分析了脑容量、ADC值和记忆相关评分之间的关系,慢性酒精中毒性脑病病人的额叶、大脑旁回和小脑海马ADC值显著增加,同时伴有脑灰质体积的减少,但相关分析发现,这是由脑组织微结构变化引起的记忆衰退。和脑灰质体积变化无直接关系。赵悦、丁聪研究了酒精中毒引起的脑微结构改变,发现:大脑前额叶FA值显著增加,在0.5h出现最大值;前额叶、丘脑、脑桥臂的ADC值明显下降,在急性饮酒后1h、2h出现最小值。

  ADC值下降的根本原因在于细胞中水分子从细胞外迁移,细胞发生毒性水肿。细胞性水肿可引起组织细胞肿胀、纤维束增粗、紊乱、扭曲,使纤维束间的间距变小,以致水分子扩散受到限制,使FA值升高。

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