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弥散张量成像
刘思成
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弥散张量成像（DTI）
DTI是一种通过DWI技术改进和发展，以三维形式显示神经纤维束的走行方向一项技术。
是无创性评价白质纤维束之间的联系及其病变的一种技术
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弥散
是指分子的随机不规则运动，是人体重要的生理活动，是体内的物质转运方式之一，又称布朗运动。弥散是一物理过程，其原始动力为分子所具有的热能。
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DTI的价值
DTI是目前唯一一种追踪脑白质纤维并反映其解剖连通性的方向的磁共振方式。
DTI实现活体观察组织结构的完整性和连通性，利于对各种疾病的引起的白质纤维束的损害程度及范围的判断。
DTI可用于显示脑白质内神经传导束的走行方向，实现对人的中枢神经纤维精细成像。
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DTI和DWI的异同
弥散张量成像是弥散加权成像的一种高级形式。
相同点：DTI与DWI的成像基础相同，都是基于水分子在不同结构的扩散方向和速度差异。
异同点：（1）两者所包含的信息量不同。DWI只用ADC一个参数描述，扩散程度的测量限于一个平面内，常低估组织的各向异性。DTI用多个参数描述，从三维立体空间定量地分析水分子的扩散运动及相关性。
（2）两者主要应用方向不同，DWI早期用于脑缺血的诊断，现发展为应用于各系统的感染 、肿瘤和肿瘤性病变，在提高早期诊断和确定肿瘤范围方面有特殊价值。DTI包含了方向信息的向量图，主要用于评价组织结构的完整性，主要应用于脑、脊髓、心脏、及骨骼肌等具有规律走形的纤维束结构。
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DTI的两个基本概念
各向同性
各向异性
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各向同性
指在完全均匀的介质中，分子的运动由于没有障碍，向各个方向运动的距离是相等的，此种弥散方式称为各向同性
例如在纯水中水分子的弥散即为各向同性弥散，在人脑组织中，脑脊液及大脑灰质中水分子的弥散近似各向同性弥散。
水分子在自由状态下的弥散是各向同性的
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各向异性
具有方向依赖性，在按一定方向排列的组织中，分子向各个方向弥散的距离不相等，则称为各向异性
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基本原理
人体内的水分子同体外水分子的运动不同，它不仅受组织细胞本身特征的影响，而且还受细胞内部结构的影响。
在具有固定排列顺序的组织结构中，如神经纤维束。水分子在三维空间内各个方向上扩散运动的快慢不同，水分子通常更倾向于沿着白质纤维束走行的方向进行扩散，而很少沿着垂直于白质纤维束走行的方向进行扩散，这种具有方向依赖性的扩散即称为扩散的各向异性，其运动轨迹近似一个椭球体。椭球体的半径称为本征向量，其中最大半径称为主本征向量。
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要描述水分子的空间弥散情况 ，引入了张量的概念，脑白质中每一个体素的各向异性扩散过程就可以用张量D表示 。需要用一个二维矩阵表示 ：
DTI就是一种用数学的方法来表示脑组织内水分子弥散的各项异性
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