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2扩散张量成像(diffusion tension imaging,DTI)
2.1 DTI的成像原理
在活体组织内，水分子的运动受到多种水平的限制，以及在许多组织结构中的相互作用的影响，如在细胞膜、大分子物质、髓鞘及纤维束中，水分子的活动度在垂直于纤维束的方向上受到限制(这种受限制的扩散过程被称为各向异性扩散；没有受到限制的水分子扩散，如脑脊液，被称为各向同性扩散)。DTI能够测量到三维空间方向上水分子扩散的方向和扩散程度，通过采集技术如单次激发扩散加权平面回波序列（EPI）或线扫描扩散成像(LSDI)对扫描进行图像采集，通过后处理，能够精确显示神经纤维走行方向，因此，临床上广泛应用于脑神经纤维走行的研究，白质束的观察，追踪，脑发育和脑认知功能的研究，脑疾病的病理改变以及脑部手术术前计划和术后评估。
2.2 DTI在中枢神经系统的应用
因为在白质纤维显示上的优越性，DTI最早应用于脑白质的有关病变：如癫痫、Alzheimer病、多发性硬化等。
Rugg等[15]用DTI对于颞叶癫痫（TLE）海马结构的研究发现患者海马周围白质纤维FA值相对减少，扩散值增加。说明DTI能发现常规MR难以明确的TLE白质改变。同时其将难治性癫痫的手术病理与DTI表现对照发现，在扩散现象明显异常的部位神经细胞明显增多且排列紊乱[16]。证明了DTI的改变有其对应的结构上的改变，DTI对癫痫辅助诊断、临床分类和疗效分析已有突破性进展，具备广阔的发展前景。
Alzheimer病又称之为弥漫性大脑萎缩，常规MRI和CT表现为全脑性萎缩或特异性脑萎缩，病理学除提示脑白质纤维发生病变外，对其病理生理学机制并不完全清楚。Bozzali等[17]对比10例Alzheimer病患者和10例健康者发现，患者额叶、颞叶、顶叶白质FA值低于对照组，而内囊周围和枕叶白质的FA值无显著差异，提示Alzheimer病白质纤维的扩散性质异常可能是枕叶皮质区神经元丢失而致纤维束发生Wallerian变性所致。
多发性硬化(multiple sclerosis，MS)是最常见的一种脱髓鞘疾病， Andrade等[18]测量40名MS患者脑部变性区，环变性区，变性区旁表现正常的脑白质FA值，发现与正常组同区域相对比有显著差异，但MS患者病变对侧脑白质与正常组相比无明显差异。表明DTI可以充分显示神经纤维脱髓鞘后扩散各向异性的异常，在对MS的研究中比传统的核磁共振仪更为有效。
2.3 DTI在眼科中的应用
2002年起，科研人员开始尝试将DTI应用于眼科领域。Moffat等[19]研究发现，晶状体内水分子运动呈高度各向异性，尤其在晶状体中心区域更加明显，同时可以发现这种情况在老花眼和远视眼人的晶状体内更加突出。Song等[20]对视网膜贫血大鼠模型的视神经进行研究，发现视网膜贫血也往往造成视神经的轴突变性，而用DTI对此发现发生病变视神经轴突进行分析时发现FA值显著减低 。Kamada等[21]将VEPs和DTI结合起来，对2例视路附近的脑外伤患者进行术中和术后的观测，结果发现1例患者的VEP术中一直保持稳定，DTI神经束成像显示损伤区未达到视路，其术后未出现偏盲。另1例患者损伤临近后角外侧，VEP在视路系统导航下切除范围到视辐射后突然下降，结果患者术后出现左侧偏盲，试验表明，在术中结合DTI和VEP导航，可以可靠的指导视路附近的神经外科的手术的操作。Powell等[22]使用DTI观察两名单侧海马回硬化症引起的难治性颞叶癫痫患者术前与术后的枕叶丘脑视幅射，证明膝状体损伤的患者会出现象限偏盲。术前应用DTI可以很好的预测颞叶损伤后的象限盲。
2.4 DTI在弱视研究中的应用
Xie等[23] 在用DTI对14名弱视儿童和14名正常视力儿童进行视辐射的扫描和纤维跟踪技术重建后对其同项异性进行分析后得出结论：虽然两组间的FA值经统计学分析差异没有显著性，然而对照组的视辐射的前部容积数较弱视组高，表明正常儿童视辐射发育较弱视患儿好，可能间接反映弱视患者视皮质的功能不足。
郭明霞等[24]利用DTI及DTT比较30例屈光不正弱视患者和30例正常人胼胝体和视辐射FA值，并对屈光不正性弱视和正常组各10例血氧水平依赖的功能核磁共振成像（BOLDfMRI），分别在平面和立体图刺激下比较视皮质激活水平，结果发现：屈光不正性弱视组背侧视皮质区域激活范围与强度显著低于正常组，视辐射FA值也明显低于正常组，表明胼胝体后部和视辐射发育不良，视皮层神经元活动减少或神经元同步化活动减少可能是弱视视皮层功能损害的主要机制。
总之，DTI技术自应用到科研和临床以来，大大提升了我们对于中枢神经系统功能以及各部分间联系的认识水平，在神经解剖和神经功能之间架起了一座桥梁，在神经眼科也得到了越来越广泛的应用，用DTI检测视神经传导通路，提示有价值的脑区和传导通路，将其与fMRI联合运用，将功能减弱和结构异常相互联系，从而进一步了解弱视的发病机制。通过检测和追踪弱视治疗前后结构和功能的改变，评价其治疗效果和作用，从中找出有效的治疗方法。故DTI在弱视的诊断中有非常广泛的应用前景，相信不久的将来，以此项技术会为神经眼科学的研究开辟更广阔的发展空间。
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