磁共振扩散峰度成像在脑肿瘤的研究进展

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DKI在脑星形细胞瘤分级中的应用
DKI
低级别星形细胞瘤 (I – II级, 14 例)
Mean age:40.8±8.8
高级别星形细胞瘤 (III – IV级, 21例) Mean age:56.6±12.5
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31岁，女性，星形细胞瘤Ⅱ级
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57岁，男性，星形细胞瘤Ⅳ级
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高低级别脑星形细胞瘤实质区比较
脑梗死
脑胶质瘤
DKI仅在胶质瘤 中有初步研究
初步研究证实对于脑微环境结构的改变DKI较DTI更敏感
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DKI在脑星形细胞瘤分级中的应用
Raab P等首次对34例胶质瘤患者DKI研究发现 MK值与胶质瘤等级呈正相关。
Raab P, Hattingen E, Franz K et al. Cerebral gliomas: diffusional kurtosis imaging analysis of microstructural differences[J]. Radiology, 2010. 2010,254(3):876-881.
Kr
1.33±0.10 0.77±0.14
Ka
0.88±0.10 0.79±0.14
MD
0.87±0.06 0.88±0.09
FA
0.41±0.04 0.40±0.09
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磁共振扩散峰度成像在中枢系统的应用
帕金森病
DKI
脑多胶发质硬瘤化
DTI 已经用于胶 质瘤的分级，但 MD和 FA 作用 尚未达到一致
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DKI在脑星形细胞瘤分级中的应用
➢ Raab P及Sofie Van Cauter均认为高级别星形 细胞瘤实质区的MK、Ka、Kr值高于低级别星 形细胞瘤，可能与肿瘤的病理结构有关；
➢ 星形细胞瘤恶性程度增加过程中，肿瘤细胞密 度、新生血管、微坏死灶等也会相应增加，肿 瘤组织微观结构复杂化，而MK、Ka、Kr值可 以反映这病理变化。
磁共振扩散峰度成像在 脑肿瘤的研究进展
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水分子扩散
水分子随机运动
正常组织、肿瘤组织 细胞水分子运动受限
水分子扩散呈正态分布 水分子扩散呈非正态分布
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DTI
扩散张量成像作为一 项磁共振功能成像技 术 ，可以从微观领域 评估组织结构的完整 性，其检测微观结构 变化的能力也会随着 b 值 而 改 变 。 理论前 提为水分子扩散呈正 态分布。
MK 0.46±0.12 0.Hale Waihona Puke Baidu7±0.30 0.040* 高级别星形细胞瘤
Kr 0.37±0.12 0.72±0.29 0.020* 实质区MD值明显低于
Ka 0.59±0.15 0.96±0.45 0.061
DKI
扩散峰度成像是基于 DTI技术上的延伸， 是描绘组织内非正态 分布水分子扩散的一 种新的磁共振成像方
法，DKI量化偏离正 态分布的扩散位移
，其没有任何生物物 理假设。
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DTI
获得条件 ≥2个b值 扩散梯度方向 ≥6个
获得参数 FA MD
获得时间：11分钟
DKI
获得条件 ≥3个b值 扩散梯度方向 ≥15个
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DKI在脑星形细胞瘤分级中的应用
➢ Sofie Van Cauter 等 应用DKI结合DSC-MRI、 MRS ，对35例胶质瘤行术前验证，术后病理对 照，联合应用提高了胶质瘤分级诊断准确率。
Van Cauter S, De Keyzer F, Sima D Met al. Integrating diffusion kurtosis imaging, dynamic susceptibility-weighted contrast-enhanced MRI, and short echo time chemical shift imaging for grading gliomas[J]. Neuro Oncol, 2014.
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DKI在脑星形细胞瘤分级中的应用
➢ Sofie Van Cauter 等对28例胶质瘤患者DKI研究发现 高级别星形细胞瘤实质区的MK、Ka、Kr值明显高于 低级别星形细胞瘤，较FA、MD有更高的敏感性及特 异性；
➢ 和DTI比较，DKI可以更好的鉴别高低级别星形细胞 瘤。
Van Cauter S, Veraart J, Sijbers Jet al. Gliomas: diffusion kurtosis MR imaging in grading[J]. Radiology, 2012.263(2):492-501.
获得参数 FA、MD MK、Kr、Ka
获得时间：7分钟
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DKI
DTI
峰度参数
FA
MD
MK KKaa Kr
FKAa（(扩轴散向各扩KM向r散MK(异径峰D(性平向（度）均扩平)：：扩均散沿反散扩峰D映峰散度T水度系I)椭：分)数：球垂子）水体直扩：分主于散反子轴主映扩方轴水散扩分位散 各向向上异的性扩成散方分移峰子向与分度整所整布值体有个偏，扩扩离此散散高方水峰张斯向平度量曲上和的的线水扩平比的分散均值程子阻，值度扩力；称的散这为情些扩方 其最反快映，组表织明向结散扩况上构峰散，的扩度受仅方值散限表向。受相示性M限对扩K，较较大散F明少A小的值显，反大越K，映小a大因了值，，组而也而织K与较r结扩值构较 方小向，性代越表强白K。的质a散复值纤的杂高维方性。轴向，白向无值质的关越纤扩。大维散表径峰明向度扩扩，散灰散受白受限限越， 质间Ka值差白明异质显小的，。K成r值分高结于构灰越质复。杂。
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K1、K2、K3分别 为沿着特征向量e1、 e2、e3的峰度
轴向峰度（Ka）： Ka=K1
径向峰度（Kr）： Kr=(K1+K2)/2
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径向峰度 （Kr）
轴向峰度 （Ka）
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MK
Ka
Kr
FA
MD
正常脑组织
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正常脑实质DKI参数值
半卵圆中心 背侧丘脑
MK
1.08±0.06 0.78±0.06
Parameter
Tumoral solid part
Low-grade High-grade P ( n = 14 ) ( n = 21 )
FA MD
0.45±0.22 0.57±0.22 0.351 1.78±0.44 1.49±0.26 0.042*
高级别星形细胞瘤 实质区MK、Kr值 明显高于低级别星 形细胞瘤，与Raab 及Sofie 报道一致。