基于水分子扩散MR技术路径图

DTI主要的量化参数有：分数各向异性（Fractional Anisotropy,FA）、平均扩散率（Mean Diffusivity,MD）、相对各向异性（Relative Anisotropy,RA）、表观扩散系数（Average Diffusion Coefficient,ADC）及容积比（Volume Ratio,VR）等，而FA值有其独特的优势，如可以提供较好的灰质白质对比，易于选择感兴趣区、反映组织的物理特性、坐标系统方向变化FA值不随之发生改变等，FA值已成为目前临床上最常用分析指标。FA值是水分子各向异性成分占整个扩散张量的比例，与髓鞘的完整性、纤维的致密度性成正相关。FA值的范围为0～1，0意味着水分子扩散没有受到限制，组织越规则越具有方向性，其FA值也越大，例如脑脊液的FA值约等于0，脑白质纤维的FA值接近于1。

扩散峰度成像(Diffusion Kurtosis Imaging,DKI)作为DTI技术的进一步发展，较传统DTI更符合组织内水分子的实际扩散分布情况。不仅可以获得DTI常规的扩散参数，更能获得峰度各向异性(Kurtosis Fractional Anisotropy,KFA)、平均扩散峰度(Mean Kurtosis,MK)等多个峰度参数。KFA值由峰度标准差得出，与FA值相似，KFA值越大，表示组织结构越紧密，KFA值越小，代表组织扩散越趋向于同向异性。

分子的扩散是一个可以用概率分布描述的随机过程，对于简单、均匀的液体（例如一杯水），它的扩散符合高斯分布，然而，在包括脑组织在内的许多生物组织中，屏障（如细胞膜）和隔室（如细胞内和细胞外微环境）的存在，改变了水的扩散，水分子在组织内的扩散偏离了精确的高斯分布，因而基于高斯扩散理论的DTI技术在准确描述水分子在生物组织中的扩散存在一定的局限性，基于非高斯扩散理论的磁共振扩散峰度成像（DKI）技术应运而生。DKI技术最早由Jensen等于2005年提出[2]，用峰度张量描述受限水分子的扩散情况。DKI是DTI技术的延伸，但是更符合高b值下水分子在组织内实际扩散分布情况。DKI能获得更多的参数，不仅可以获得常规的扩散参数，如FA值、MD值，还能获得峰度参数，如：(1)平均扩散峰度(MK)，认为是反映组织微结构复杂程度的指标，应用最为广泛。MK值与感兴趣区内结构的复杂程度相关；(2)径向峰度(Radial Kurtosis,RK)和轴向峰度(Axial Kurtosis,AK)，是指在相应扩散方向上的峰度平均值，RK、AK越大，表明在此方向上非正态分布水分子扩散受限越明显；(3)峰度各向异性(KFA)，与FA值有相似的意义，通过峰度的标准偏差得出，如果组织越规则、紧密，则KFA值也越大，KFA值越小代表着水分子越趋向于同向性扩散。

DKI和DWI采用同一类型的脉冲序列，但需要更高的b值。脑组织扫描采用2000s/mm2的b值就足够，扩散敏感梯度场施加的方向至少得15个，方向越多，采集到的数据越可靠，但是扫描时间随之延长。考虑到扫描时间和病人的耐受性，本研究的扩散敏感系数b=0，1000，2000s/mm2，扩散敏感梯度方向15个。