磁共振擴(kuò)散峰成像（DKI）技術(shù)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展

李雙鑫 鮑海華

【摘要】磁共振擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging， DKI）技術(shù)是一種采用非高斯水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)原理的新型磁共振成像技術(shù)，可以更加敏感地反映組織微結(jié)構(gòu)的復(fù)雜及特異程度，具有不使用對(duì)比劑、無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)點(diǎn)。本文旨在就DKI技術(shù)的基本原理、在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展予以綜述。

【關(guān)鍵詞】磁共振擴(kuò)散峰成像;中樞神經(jīng)系統(tǒng);臨床應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】R445 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095.6681.2020.30..01

1 DKI的基本原理及發(fā)展

Jensen JH教授等人早在2005年就已經(jīng)提出擴(kuò)散峰度成像模型，以探測(cè)體內(nèi)組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)來(lái)提供組織的病理生理學(xué)改變和微觀結(jié)構(gòu)變化。DKI技術(shù)是DWI和DTI技術(shù)的延伸和發(fā)展，與傳統(tǒng)的DWI和DTI技術(shù)相比，DKI技術(shù)可以敏感地反映微結(jié)構(gòu)的組織各向異性和組織異質(zhì)性。

2 DKI的主要參數(shù)及意義

DKI的參數(shù)包括峰度系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)。峰度系數(shù)包括：平均峰度（mean kurtosis，Kmean）、徑向峰度（radial Kurtosis，Krad）、軸向峰度（axial kurtosis，Kax）;擴(kuò)散系數(shù)包括：平均擴(kuò)散系數(shù)（mean diffusivity，Dmean）、徑向擴(kuò)散系數(shù)（radial diffusivity ，Drad）、軸向擴(kuò)散系數(shù)（axial diffusivity，Dax）及FA值。再通過(guò)工作站對(duì)DWI圖像進(jìn)行分析測(cè)量得到ADC值。

2.1 平均峰度（Kmean）

它是DKI最具代表性的參數(shù)，不依賴于組織的空間方向，因?yàn)樗嵌鄠€(gè)b值且方向相同的擴(kuò)散峰度平均值。組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，非正態(tài)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限越顯著，Kmean值就越大。

2.2 徑向峰度（Krad）

Krad值指垂直于主本征方向上的所有向量的擴(kuò)散峰度平均值。

2.3 軸向峰度（Kax）

軸向峰度是最大的主本征矢量方向上的擴(kuò)散本征值，主要反映軸突方向上的峰度值。組織結(jié)構(gòu)越緊密，Kax值越大，越趨向異性擴(kuò)散。

2.4 平均擴(kuò)散系數(shù)（Dmean）

Dmean是利用多個(gè)K值方向校正之后擴(kuò)散系數(shù)的平均值。

2.5 軸向擴(kuò)散系數(shù)（Dax）

Dax表示多個(gè)方向上在校正之后模型中所得到的擴(kuò)散系數(shù)最大擴(kuò)散值。

2.6 徑向擴(kuò)散系數(shù)（Drad）

Drad是除Dax外的擴(kuò)散系數(shù)的平均值。

2.7 表觀彌散系數(shù)（ADC）和各向異性值（FA）

DKI除了可以得到主要指標(biāo)峰度系數(shù)（Kmean、Krad、Kax ）、擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)（Dmean、Dax、Drad ），還可以得到DWI和DTI的表觀彌散系數(shù)（ADC）、各向異性值（FA）。

3 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的臨床應(yīng)用及研究進(jìn)展

3.1 在腦膠質(zhì)瘤分級(jí)中的應(yīng)用

膠質(zhì)瘤是腦內(nèi)最常見的腫瘤之一，現(xiàn)已有很多研究表明DKI技術(shù)可應(yīng)用于膠質(zhì)瘤的分級(jí)。有相關(guān)研究表明DKI技術(shù)在膠質(zhì)瘤分級(jí)上具有優(yōu)越性，可以利用DKI參數(shù)來(lái)區(qū)分膠質(zhì)瘤的惡性程度，為臨床診斷提供了依據(jù)。

3.2 在缺血性腦梗死中的應(yīng)用

DKI在診斷缺血性腦梗死有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。Li C[1]等人利用DKI技術(shù)探討亞急性缺血性腦梗神經(jīng)功能恢復(fù)與缺血性病變和皮質(zhì)脊髓束轉(zhuǎn)化之間的關(guān)系，研究表明DKI多參數(shù)可能為缺血性卒中后功能恢復(fù)的合理生物機(jī)制提供線索。

3.3 在多發(fā)性硬化中的應(yīng)用

多發(fā)性硬化（MS）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種慢性疾病，主要是以白質(zhì)炎性脫髓鞘病變?yōu)橹饕攸c(diǎn)的自身免疫病。Hai Qing Li[2]等人研究表明擴(kuò)散峰度參數(shù)可以為多發(fā)性硬化患者提供補(bǔ)充信息，揭示其大腦微結(jié)構(gòu)損傷。

3.4 在腦泡性包蟲中的應(yīng)用

腦泡型包蟲病多由肝臟原發(fā)病灶通過(guò)血液或淋巴途徑轉(zhuǎn)移， 其生長(zhǎng)方式呈浸潤(rùn)生長(zhǎng)，DKI可應(yīng)用于腦泡性包蟲病中，DKI的多參數(shù)測(cè)量結(jié)果可提示病灶邊緣的浸潤(rùn)情況，可以為手術(shù)前評(píng)估切除范圍和評(píng)價(jià)療效提供了依據(jù)，也為腦泡型包蟲病與顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤、結(jié)核瘤的鑒別診斷提供可靠依據(jù)。

3.5 在高原病中的應(yīng)用

國(guó)靜靜等人[3]利用DKI技術(shù)對(duì)慢性高原病患者腦組織微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)慢性高原病患者腦組織不同腦區(qū)對(duì)低氧環(huán)境的敏感性不同從而腦組織微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

參考文獻(xiàn)

[1] Li C，Lan C，Zhang X，et al.Evaluation of Diffusional Kurtosis Imaging in Sub-acute Ischemic Stroke：Comparison with Rehabilitation Treatment Effect.Cell Transplant.2019;28（8）：1053–1061.

[2] Li HQ，Yin B，Quan C，et al.Evaluation of patients with relapsing-remitting multiple sclerosis using tract-based spatial statistics analysis：diffusion kurtosis imaging.BMC Neurol.2018;18（1）：108.

[3] 孫艷秋，國(guó)靜靜，張永海，等.擴(kuò)散峰度成像技術(shù)對(duì)慢性高原病患者與正常人大腦灰白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的對(duì)照研究[J].實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2017，033（001）：127-130.