磁共振扩散峰成像（DKI）技术在中枢神经系统的临床应用及研究进展

2022.09.20

李双鑫鲍海华

【摘要】磁共振扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging， DKI）技术是一种采用非高斯水分子扩散运动原理的新型磁共振成像技术，可以更加敏感地反映组织微结构的复杂及特异程度，具有不使用对比剂、无创性等优点。本文旨在就DKI技术的基本原理、在中枢神经系统的临床应用及研究进展予以综述。

【关键词】磁共振扩散峰成像;中枢神经系统;临床应用

【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095.6681.2020.30..01

1 DKI的基本原理及发展

Jensen JH教授等人早在2005年就已经提出扩散峰度成像模型，以探测体内组织水分子扩散运动来提供组织的病理生理学改变和微观结构变化。DKI技术是DWI和DTI技术的延伸和发展，与传统的DWI和DTI技术相比，DKI技术可以敏感地反映微结构的组织各向异性和组织异质性。

2 DKI的主要参数及意义

DKI的参数包括峰度系数和扩散系数。峰度系数包括：平均峰度（mean kurtosis，Kmean）、径向峰度（radial Kurtosis，Krad）、轴向峰度（axial kurtosis，Kax）;扩散系数包括：平均扩散系数（mean diffusivity，Dmean）、径向扩散系数（radial diffusivity ，Drad）、轴向扩散系数（axial diffusivity，Dax）及FA值。再通过工作站对DWI图像进行分析测量得到ADC值。

2.1 平均峰度（Kmean）

它是DKI最具代表性的参数，不依赖于组织的空间方向，因为它是多个b值且方向相同的扩散峰度平均值。组织结构越复杂，非正态水分子扩散运动受限越显著，Kmean值就越大。

2.2 径向峰度（Krad）

Krad值指垂直于主本征方向上的所有向量的扩散峰度平均值。

2.3 轴向峰度（Kax）

轴向峰度是最大的主本征矢量方向上的扩散本征值，主要反映轴突方向上的峰度值。组织结构越紧密，Kax值越大，越趋向异性扩散。

2.4 平均扩散系数（Dmean）

Dmean是利用多个K值方向校正之后扩散系数的平均值。

2.5 轴向扩散系数（Dax）

Dax表示多个方向上在校正之后模型中所得到的扩散系数最大扩散值。

2.6 径向扩散系数（Drad）

Drad是除Dax外的扩散系数的平均值。

2.7 表观弥散系数（ADC）和各向异性值（FA）

DKI除了可以得到主要指标峰度系数（Kmean、Krad、Kax ）、扩散系数参数（Dmean、Dax、Drad ），还可以得到DWI和DTI的表观弥散系数（ADC）、各向异性值（FA）。

3 在中枢神经系统疾病中的临床应用及研究进展

3.1 在脑胶质瘤分级中的应用

胶质瘤是脑内最常见的肿瘤之一，现已有很多研究表明DKI技术可应用于胶质瘤的分级。有相关研究表明DKI技术在胶质瘤分级上具有优越性，可以利用DKI参数来区分胶质瘤的恶性程度，为临床诊断提供了依据。

3.2 在缺血性脑梗死中的应用

DKI在诊断缺血性脑梗死有较高的临床应用价值。Li C[1]等人利用DKI技术探讨亚急性缺血性脑梗神经功能恢复与缺血性病变和皮质脊髓束转化之间的关系，研究表明DKI多参数可能为缺血性卒中后功能恢复的合理生物机制提供线索。

3.3 在多发性硬化中的应用

多发性硬化（MS）是中枢神经系统的一种慢性疾病，主要是以白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的自身免疫病。Hai Qing Li[2]等人研究表明扩散峰度参数可以为多发性硬化患者提供补充信息，揭示其大脑微结构损伤。

3.4 在脑泡性包虫中的应用

脑泡型包虫病多由肝脏原发病灶通过血液或淋巴途径转移，其生长方式呈浸润生长，DKI可应用于脑泡性包虫病中，DKI的多参数测量结果可提示病灶边缘的浸润情况，可以为手术前评估切除范围和评价疗效提供了依据，也为脑泡型包虫病与颅内转移瘤、结核瘤的鉴别诊断提供可靠依据。

3.5 在高原病中的应用

国静静等人[3]利用DKI技术对慢性高原病患者脑组织微结构进行研究，发现慢性高原病患者脑组织不同脑区对低氧环境的敏感性不同从而脑组织微结构发生改变。

参考文献

[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] 孫艳秋，国静静，张永海，等.扩散峰度成像技术对慢性高原病患者与正常人大脑灰白质微结构的对照研究[J].实用医学杂志，2017，033（001）：127-130.