弥散张量成像在创伤性脑损伤

资料来源： 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学

传统的大脑成像技术使用 MRI 都非常擅长可视化大脑的总的结构。用 MRI 脑结构图像提供边界灰色和白色的物质和大小信息之间的高对比度和大脑结构形状。然而，这些图像没有详细介绍的基础结构和完整性的白质网络在大脑中，其中包括互连地方和遥远的大脑区域的轴突束。

弥散磁共振成像使用对水分子的扩散敏感的脉冲序列。通过测量方向的扩散，有可能做出推断白质网络的结构，在大脑中。轴突内的水分子都是在他们的动作受到细胞膜;而不是随机移动在每一个方向以相同的概率 （各向同性运动），他们是更有可能倾向于某些方向，在平行与轴突 （各向异性运动;图 1)。因此，扩散各向异性措施被认为反映了属性的白质纤维密度、 轴突厚度和程度的髓鞘形成。一个常见的衡量是各向异性分数 (FA)。FA 值的范围从 0，表示完全各向同性的运动，到 1，反映最大的各向异性。

图 1： 扩散各向异性。当扩散，方向是无约束和随机时的运动同样测量在所有方向。这是各向同性扩散 (A)。当水分子都包含在一个神经元的轴突时，扩散是各向异性，倾向于沿方向的轴突 (B) 更频繁地发生。请点击这里查看此图的大版本。

在这个实验中我们将使用扩散张量成像 (DTI) 来衡量脑白质完整性在创伤性脑损伤 (TBI)。创伤性脑损伤发生时外力损伤的大脑，打击头部或像那种在一场车祸中可能发生的突然变动。这种类型的脑损伤从机械力是与对整个大脑白质弥漫性轴索损伤损伤相关联。因为它是影响白质损害，标准神经影像学技术不会透露的损害。然而，扩散的措施是对这些解剖学的变化特别敏感。继克劳斯et al的研究。¹，我们比较一组健康控件向一群人和创伤性脑损伤，使用扩散成像测量脑白质对创伤性脑损伤的影响。此外，我们将测试脑白质完整性和使用注意任务的认知功能之间的关系。²本研究使用的利息 (率 ROI) 方法侧重三个白质区域： 胼胝体压部胼胝体、 前电晕松，和优越的纵束 (图 2)。

图 2： 感兴趣区域。三个 Roi，定义从洲际弹道导弹 DTI 81 地图集，通过大脑的水平切片中如下所示。绿色是胼胝体胼胝体压部。胼胝体压部是胼胝体的最后部。蓝色是前电晕松。优越的纵束红色所示。请点击这里查看此图的大版本。