扩散张量MR成像技术进展与精度优化研究

"该文是关于扩散张量磁共振成像(DTI)的研究，涵盖了DTI的技术进展、模型比较、实验条件分析以及在神经纤维束成像中的应用和挑战。" 扩散张量成像是磁共振成像(MRI)的一个分支，它通过测量水分子在生物组织中的扩散来揭示组织结构的微观特性，尤其是在神经科学领域，能够揭示神经纤维束的走向和组织损伤。1994年，Basser等人提出了DTI的概念，它利用扩散张量模型来描述非均匀环境中的扩散现象，克服了传统扩散系数无法体现各向异性的局限。 文章回顾了过去8年间DTI技术的四个关键进展，这包括脉冲序列的优化、实验方法的改进和后处理算法的更新，这些进步提高了成像的精度。同时，文章对比了扩散张量模型和q-空间模型，前者适用于宏观组织扩散研究，后者则更专注于微米级别的细胞扩散。尽管这两种模型有各自的适用范围，但它们在研究中可以相互补充。 文章深入讨论了DTI的实验条件，尤其是b因子的选择，过高可能导致不合理的成像结果。作者提出考虑多指数衰减的改进方案，并使用实验数据进行初步验证。此外，文章还概述了DTI的衍生量，如各向异性指标(DAI)，并分析了如何设计和优化这些指标以提高成像质量。 神经纤维束成像是DTI的一个重要应用，但其精度受到多种因素的影响，如算法选择和纤维束方向场的几何特性。文章指出，改进纤维束甄选算法和探索纤维束方向场的数学特性是提高成像精度的关键。对于临床诊断来说，DTI在识别如脑梗阻等疾病方面的潜力不容忽视，特别是在评估神经白质、骨骼肌和心肌等各向异性组织的病理变化时。 这篇综述论文提供了DTI技术的全面理解，强调了其在生物学和医学研究中的重要性，并对未来的研究方向给出了指导，包括技术改进和新算法的开发，旨在进一步提升DTI在临床诊断和科学研究中的实用性和精确度。