确定弥散张量成像的最佳因素，以预测脑肿瘤引起的皮质脊髓束损伤。这项前瞻性研究包括几名运动功能不全的患者和几名运动功能正常的患者。在具有运动无力和正常功能的患者之间比较皮质脊髓束的运动，皮质脊髓束与肿瘤之间的最小距离，以及皮质脊髓束对弥散张量成像的相对分数各向异性。回归分析用于获得预测运动无力的最佳因素。皮质脊髓束患者穿过肿瘤的频率，皮质脊髓束接近肿瘤，皮质脊髓束接近恶性肿瘤，并且在运动虚弱组中通过浸润性水肿的皮质脊髓束与具有正常运动功能的患者显着不同。回归分析显示，接近恶性肿瘤的相对分数各向异性和皮质脊髓束降低是与运动无力相关的有效变量。对于允许手术切除的脑肿瘤患者，完整的纤维通路总能预测良好的预后，应在手术过程中加以保护。术前探查和评估纤维通路的完整性对于优化手术方案和保护重要纤维具有重要价值。目前，扩散张量成像是唯一可用于显示体内神经纤维通路的工具。因此，通过重建纤维途径和分数各向异性变化来评估白质的参与是至关重要的。
　　 先前的研究已经发现，该位移，变形，渗透，破坏，并且由于肿瘤的纤维的混乱由纤维束的破坏是公认或从扩散张量成像示踪下降分数各向异性值。由于皮质脊髓束是负责完整运动功能的最重要途径，因此使用扩散张量成像进行了广泛的研究。在一项关于皮质脊髓束异常脑肿瘤的研究中，扩散张量成像在预测脑干肿瘤周围白质的功能性损伤方面表现出高度敏感性，但特异性较低。这种效应会导致神经外科医生进退两难，并可能导致过高估计神经纤维的破坏。通过使用形态学评估也在中风患者中获得了类似的结果。与形态学变化的评估相比，使用定量扩散张量成像度量评估神经纤维损伤可能更可靠。一些研究表明，分数各向异性值异常患者的运动功能。在中风患者中，使用相对分数各向异性的截止值来预测运动缺陷，并分别获得的高灵敏度和特异性。然而，作为非特异性参数，尚不清楚分数各向异性是否能够准确预测脑肿瘤中皮质脊髓束的结构损伤。很少有研究在预测皮质脊髓束损伤。因此，估计分数各向异性在预测皮质脊髓束破坏中的价值具有重要的临床意义，并探索有助于提高诊断准确性的最佳因素。研究人员假设分数各向异性联合其他扩散张量成像改变可以准确预测脑肿瘤患者的皮质脊髓束损伤。本研究的目的是确定预测脑肿瘤引起的皮质脊髓束损伤的最佳因素。
　　 该研究得到了机构审查委员会的批准。所有患者均提供书面知情同意书患有术前扩散张量成像的疑似脑肿瘤患者被前瞻性地纳入本研究。如果出现以下情况，则排除患者：他们在磁共振成像扫描前接受过激素治疗或放疗;他们有一个涉及双侧皮质脊髓束的大肿瘤;运动皮质受肿瘤，水肿或压迫侵袭;或他们患有幕下肿瘤。最后，通过组织病理学证实的总共几名患者被包括在该研究中。在这些患者中，多例为低级别胶质瘤，几例为高级别胶质瘤，多例为转移性肿瘤，多例为脑膜瘤，几是淋巴瘤。前额区有多个肿瘤，颞区有多个肿瘤，基底神经节区有几个，颞枕区有几个，其余位于枕叶，顶叶，额颞叶，颞顶和前顶区。通过临床检查评估上肢和下肢的肌肉力量。患者存在肌肉力量降低，其余几名患者表现出正常的强度。对于上肢和下肢力量不一致的受试者，使用较弱的肢体进行分析。
　　在扩散张量成像采集之前，扩散张量成像参数如下图像矩阵;切片厚度为几毫米，无间隙。在几分钟内获得总共多个连续切片。原始数据输出到扩散张量成像。在“原始视图”中观察到图像，并且移除了显着的运动伪影。自动图像配准中的仿射翘曲模型用于校正由涡流引起的图像失真和由于头部运动导致的重合失调。在校正数据之后，在计算张量后进行纤维追踪。将停止跟踪的标准设定为大于度的转角，并将分数各向异性阈值设定。根据预期的皮质脊髓束途径，确定了前脑桥，后内囊和前中央回和中后回的感兴趣区域的示踪剂。逻辑运算符“和”用于获得通过三个感兴趣区域的光纤束，而运算符用于移除感兴趣区域外部的光纤束。根据对侧皮质脊髓束在最大肿瘤大小水平的位置测量患侧的皮质脊髓束位移。还测量了受影响的皮质脊髓束与肿瘤之间的最小距离。使用所有磁共振图像由专家评估肿瘤的边界。使用扩散张量成像中的“道路统计”功能评估整个皮质脊髓束的平均分数各向异性。相对分数各向异性计算为患侧的分数各向异性与对侧的分数各向异性之间的比率。为了评估相对分数各向异性测量的再现性和可重复性，重新测量相对分数各向异性并在同一作者的几个月后重新计算。一名医学生也接受过追踪皮质脊髓束的训练，并对之前的结果不知情，测量并计算了相对分数各向异性。记录皮质脊髓束与肿瘤或水肿位置之间的关系。它包括：皮质脊髓束穿过肿瘤，皮质脊髓束接近肿瘤，皮质脊髓束接近恶性肿瘤，皮质脊髓束穿过浸润性水肿可在中观察到，并且皮质脊髓束通过纯血管性水肿。当皮质脊髓束和肿瘤之间的最小距离为零时，表达“接近”被定义为真。和皮质脊髓束通过纯血管性水肿。当皮质脊髓束和肿瘤之间的最小距离为零时，表达“接近”被定义为真。和皮质脊髓束通过纯血管性水肿,当皮质脊髓束和肿瘤之间的最小距离为零时,表达“接近”被定义为真。
　　使用测试,运动虚弱患者的皮质脊髓束的位移,最小距离和相对分数各向异性与正常肌肉力量的患者进行比较。接收器操作特征曲线用于评估其分类效率。选择最佳截止值以使指数最大化。卡方检验用于比较正常和肌肉力量降低的患者之间皮质脊髓束位置的频率数。回归分析用于确定影响运动功能的因素。使用有效因子生成预测方程，并用截止值为来预测运动弱点。计算类内相关系数以评估相对分数各向异性的观察者内和观察者间再现性。表示显着差异。在运动功能不全的患者中，在运动功能不全的患者中，皮质脊髓束的位移显着高于运动功能正常的患者。运动功能不全患者的最小距离和相对分数各向异性也低于运动功能正常的患者。接收器操作特征曲线分析显示，曲线下面积为相对分数各向异性，最小距离，位移。使用相对分数各向异性的最佳截断值，预测运动弱点的敏感性和特异性。在运动功能不全的患者中，正常患者的相对分数各向异性水平明显低于相对分数各向异性水平。卡方检验显示，运动功能不全组皮质脊髓束患者穿过肿瘤的频率与运动功能正常的患者有显着差异。同样，运动虚弱组中皮质脊髓束的频率接近肿瘤，接近恶性肿瘤，并且通过浸润性水肿，也与具有正常运动功能的患者显着不同。回归分析显示，接近恶性肿瘤的因子相对分数各向异性和皮质脊髓束是影响肌力的有效因素，而其余因素不包括在回归功能中。
　　 用预测的方程概率产生的接收器操作特征曲线下面积。重复测量相对分数各向异性之间存在良好的相关性。来自同一作者的两次测量的相关系数，而两位不同作者的测量之间的相关系数。研究人员的研究结果表明，皮质脊髓束的位移，受影响的皮质脊髓束与肿瘤之间的最小距离，以及相对分数各向异性和皮质脊髓束相对于肿瘤的相对位置，影响了脑肿瘤患者的运动功能。其中，相对分数各向异性和接近恶性肿瘤的皮质脊髓束是主要原因。患者肌力下降，相对分数各向异性高于正常肌肉力量组，这是与先前的研究一致。在该组中，相对分数各向异性是脑肿瘤中皮质脊髓束损伤的重要标志物。对于相对分数各向异性，灵敏度和特异性。在卒中患者中，敏感性和特异性，以预测运动缺陷，相对分数各向异性的临界值。当前研究中较低的预测准确性可能与肿瘤患者白质的更复杂的病理变化有关。在标记瘤周水肿的区域，虽然分数各向异性下降，皮质脊髓束束的完整性被保留。因此，在一些肌肉力量正常的患者中也观察到分数各向异性明显减少。先前的一项研究表明，白质束在水肿区域的功能可能是正常的，其表现为中断或分支。
　　 结合关于皮质脊髓束与恶性肿瘤的接近程度的信息，相对分数各向异性的预测准确性得到改善。恶性肿瘤的侵入性生长能够破坏周围组织。在研究人员的研究结果中，接受恶性肿瘤的皮质脊髓束患者中有发生运动无力。因此，皮质脊髓束的“接近恶性肿瘤”可以补充相对分数各向异性，从而提高诊断准确性。术前确定肿瘤组织病理学可能很困难。然而，这些恶性肿瘤通常显示出显着的增强，因此容易与低级别的神经胶质瘤和脑膜瘤区分开。白质的形态变化包括压缩和位移。对于运动无力的患者，皮质脊髓束的位移明显更高。然而，这不是影响逻辑回归中运动功能的主要因素。有研究表明，在简单的压缩的情况下，神经纤维的结构仍可以保持其完整性。长期连续压缩可能导致神经纤维或脱髓鞘的数量的减少，从而导致在分数各向异性。在对脑膜瘤患者的研究中，发现运动无力与由于皮质脊髓束的径向扩散性增加导致的较低分数各向异性有关。径向扩散性是垂直于神经纤维的扩散系数，反映了髓鞘的完整性。这表明由白质压迫引起的功能异常可能是神经纤维变性的长期影响的结果。
　　 皮质脊髓束与肿瘤之间的最小距离在两组之间显着不同。这可以通过一些脑肿瘤，特别是恶性神经胶质瘤的浸润性生长来解释。涉及皮质脊髓束穿过肿瘤或浸润性水肿的病理状况与运动无力有关，除了纯血管性水肿。脑膜瘤和转移周围的纯血管性水肿对脑组织的影响较小，使神经纤维完好无损。然而，由于特异性低，这些因素都不包括在回归函数中。在定量评估白质束时可能存在挑战。一个重要原因是缺乏一种客观一致的方法来追踪特定的白质束。然而，皮质脊髓束的解剖结构更容易区分，并且与其他白质束相比相对简单。此外，分数各向异性因个人和不同年龄而异。幸运的是，英足总被发现有良好的双边对称性。在目前的研究中，研究人员使用相对分数各向异性相对于对侧，以最小化年龄和个体差异的影响。与基于感兴趣区域的方法相比，测量整个皮质脊髓束的平均分数各向异性显示出较少的观察者间变异性和增加的重复性，尤其是在扭曲的白质情况下。高的观察者间和观察者间的相关性证实了研究人员方法的可靠性。
　　 这项研究有一些局限性。首先，研究人员使用的光纤跟踪方法不显示完整的皮质脊髓束包。当体素包含交叉纤维，即纤维束的两个以上的运行方向时，只能根据合成方向连接获得纤维纤维束成像。因此，在半卵圆中心，该皮质脊髓束和纤维的纵向梁的横截面不能显示。其次，由于肿瘤周围水肿和浸润，选择最低分数各向异性阈值来代表白质的结构状态。但是，关于门槛仍然没有达成共识。此外，本研究并非基于扩散张量成像中的纤维数和白质束体积作为分析指标;它主要考虑了这两个定量评价指标的变化。最后，注入钆可能对分数各向异性值有一些影响。然而，对比度增强后的变化，主要是在增强的肿瘤区域，而较小的变化发生在水肿和正常白质。总之，在脑肿瘤患者中，许多因素包括分数各向异性减少，皮质脊髓束位移增加，皮质脊髓束与肿瘤之间的距离减小，皮质脊髓束穿过肿瘤，接近肿瘤，接近恶性肿瘤，皮质脊髓束通过浸润性水肿，导致运动无力。然而，分数各向异性减少与纤维束接近恶性肿瘤相关，是预测脑肿瘤患者皮质脊髓束损伤的最佳因素。