擴(kuò)散張量纖維束成像對(duì)健康成人腦內(nèi)主要聯(lián)合纖維的分析

分散纖維成像（dti）技術(shù)的特點(diǎn)是纖維束成像技術(shù)，能夠在生活中研究頭白質(zhì)纖維的形狀和功能，并為研究頭實(shí)質(zhì)纖維和腦中疾病的神經(jīng)纖維變化提供重要的功能解剖證據(jù)。筆者利用擴(kuò)散張量纖維束成像(diffusiontensorfibretractography,DT-FT)技術(shù)對(duì)20名正常成人的腦內(nèi)主要連合、聯(lián)合纖維、投射纖維束進(jìn)行初步研究,旨在為進(jìn)一步探討腦內(nèi)白質(zhì)纖維束病理改變提供功能解剖學(xué)依據(jù)。圖像數(shù)據(jù)處理1.臨床資料:正常成人20名,男16例、女4例,包括右利手18例、左利手2例,年齡為25～79歲,平均50歲,所有受檢者的各項(xiàng)檢查均在知情同意后進(jìn)行。2.MR檢查方法及參數(shù):采用SiemensTrio2003T-3TMR儀及工作站完成數(shù)據(jù)收集、圖像后處理。DTI層數(shù)36、層厚3.5mm、層間距0、視野(FOV)230mm×230mm、TR6000ms、TE108ms,脂肪抑制、矩陣154×192、6/8相位部分傅立葉轉(zhuǎn)換,梯度敏感因子(b)為0和1500s/mm2、帶寬1086Hz、平面回波成像技術(shù)(EPI)因子154,12個(gè)不同方向的梯度數(shù)據(jù)采集,掃描范圍從延髓下部到半球頂部顱板下的全腦范圍。3.后處理:角度閾值35°、各向異性分?jǐn)?shù)(FA)閾值0.15,步長(zhǎng)0.5mm,應(yīng)用高斯平滑技術(shù)。選定弓狀束、下縱束、額枕束、胼胝體、內(nèi)囊后肢及外囊等為研究區(qū),“種子法”行神經(jīng)纖維束追蹤,分析腦內(nèi)連合、聯(lián)合纖維束等位置,左右側(cè)差異和形態(tài)等,左右側(cè)差異采用t檢驗(yàn),確定P<0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。纖維束分布情況20名正常成人腦內(nèi)主要連合、聯(lián)合纖維束、透射纖維束DT-FT結(jié)果見表1,平均FA(部分FA或FA指數(shù))值見表2。1.弓狀束:個(gè)體間有差異,個(gè)體間最小值和最大值間跨度較大,此外,左、右側(cè)纖維束的走行有個(gè)體差異,如部分個(gè)體的弓狀纖維束少量向前下方穿外囊向前行到達(dá)同側(cè)額葉Broca區(qū),與同側(cè)外囊的部分纖維束走行一致;部分個(gè)體右側(cè)的弓狀束向下到顳葉的纖維未見顯示,以“U”形纖維與顳、頂葉蓋部聯(lián)系(圖1)。2.下縱束:部分個(gè)體左右側(cè)下縱束有纖維過胼胝體壓部到對(duì)側(cè)顳葉和枕葉,少數(shù)雙側(cè)均有過壓部的纖維束(圖2)。3.外囊纖維束:外囊纖維束外形大致呈扇形,由顳葉發(fā)出扇形發(fā)散致額葉、頂葉和枕葉纖維的走行和分布個(gè)體間差異不明顯,主要是右側(cè)中部纖維弓形向后行,左側(cè)扇形結(jié)構(gòu)較典型。少部分個(gè)體后部有少量纖維束過胼胝體壓部到對(duì)側(cè)(圖3)。4.內(nèi)囊后肢:本組多數(shù)人內(nèi)囊后肢左側(cè)纖維束較右側(cè)多,本組中右利手多以左側(cè)纖維束多于右側(cè)為主,8例右側(cè)較左側(cè)稍多;2例左利手是右側(cè)纖維束較左側(cè)多。同時(shí),約半數(shù)人單側(cè)(少數(shù)為雙側(cè))內(nèi)囊后肢有經(jīng)腦橋交叉到對(duì)側(cè)的纖維束,該纖維束到對(duì)側(cè)后位于內(nèi)囊后肢中后部(圖4)。5.胼胝體:胼胝體纖維束數(shù)量個(gè)體間差異明顯,最小值為1119束,最大值2064束,平均為1551束,FA值最小值為0.363,最大值0.490,平均為0.429。整體看胼胝體FA值較高,但其纖維束數(shù)量不隨年齡增長(zhǎng)而減少,而是與個(gè)體差異(經(jīng)常的精細(xì)手部活動(dòng))有關(guān),如本組年齡最大的男性胼胝體的纖維束數(shù)量(1758束)較一些年輕人的數(shù)量多(圖5,6)。6.額枕束:額枕束左右側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但有12例左側(cè)纖維束數(shù)量大于右側(cè)。7.額頂枕束:在額葉、顳葉、頂葉和枕葉之間,除了解剖明確的聯(lián)合纖維束外(如弓狀束、下縱束、額枕束等),在人類可能還存在有大腦半球內(nèi)4個(gè)腦葉間的連合纖維,位于下縱束上內(nèi)側(cè)、海馬結(jié)構(gòu)稍外上方、額枕束稍外上方,是從顳葉向前上發(fā)向額葉、向后上到頂下小葉、向后到枕葉,結(jié)構(gòu)相當(dāng)恒定(圖7,8)。左、右側(cè)纖維束及FA值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)。dt-ft技術(shù)法腦白質(zhì)由投射纖維、橫向連合纖維及聯(lián)合纖維組成。常規(guī)MRI不能夠?qū)δX白質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行活體上的觀察,DTI對(duì)腦內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)的改變較常規(guī)MRI敏感,具有顯示白質(zhì)纖維束的特有功能,因?yàn)樗軌驕y(cè)量白質(zhì)纖維束的走行方向和結(jié)構(gòu)的完整性,DTI對(duì)水分子的輕微移位十分敏感。在腦白質(zhì)中,水分子沿平行于纖維縱軸方向上的運(yùn)動(dòng)相對(duì)自由,而在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)受到限制,稱為擴(kuò)散FA,可用部分FA表示,FA可提供腦白質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)信息。這一技術(shù)是基于觀察腦白質(zhì)內(nèi)自身的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的FA,且與白質(zhì)纖維的長(zhǎng)軸方向一致時(shí)水分子的擴(kuò)散最大,不同空間方向上的擴(kuò)散各不相同,提供有關(guān)擴(kuò)散FA的信息,最終反映出組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。纖維追蹤成像技術(shù)是從所選興趣區(qū)的“種子”開始,根據(jù)每個(gè)體素內(nèi)的主本征向量方向沿著線性傳播軌跡的順行和倒退方向進(jìn)行追蹤顯示。當(dāng)2束纖維非?？拷鼤r(shí),其相鄰白質(zhì)體素的主本征向量間的角度就成為主要的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)。利用DT-FT技術(shù),可較精確研究腦白質(zhì)的結(jié)構(gòu),尤其是腦區(qū)間的白質(zhì)纖維束聯(lián)系,但研究時(shí),要求興趣區(qū)盡量與解剖定位準(zhǔn)確,后處理人員需具有熟練的解剖定位知識(shí),1個(gè)興趣區(qū)的纖維束追蹤需反復(fù)若干次,最終得到盡可能準(zhǔn)確的結(jié)果,這樣方可盡量避免纖維追蹤時(shí)的人為因素造成的誤差。利用DT-FT技術(shù)分析20名正常成人大腦半球間和半球內(nèi)的連合、聯(lián)合纖維束結(jié)構(gòu)表明,弓狀束、額枕束、外囊結(jié)構(gòu)左右側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但個(gè)體間存在差異;內(nèi)囊后肢左右差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但FA值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可認(rèn)為左側(cè)高于右側(cè),這可能與纖維束的密度有關(guān)。胼胝體纖維束數(shù)量有明顯的個(gè)體差異,且數(shù)量不隨年齡的增長(zhǎng)而減少。額頂枕束左右側(cè)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,個(gè)體間差異明顯,20名正常人中,該纖維束左側(cè)大于右側(cè)10例,右側(cè)大于左側(cè)8例,兩側(cè)基本相等的2例。