自从脑的一些最早的核磁共振研究以来，已经观察到肿瘤组织中延长的自旋-自旋弛豫时间。在过去的三十年中，许多研究试图使用旋转弛豫时间的定量评估来表征肿瘤形态和恶性，尽管对肿瘤进行分类和分化的尝试取得了有限的成功。然而，必须谨慎解释先前的工作，因为通常使用具有一系列回波和旋转衰减曲线的各种多重回波序列来获取弛豫数据，并且经常适合单指数分析。研究人员定义了旋转的分布三种不同的人脑肿瘤中的成分，使用多回波序列，回波数量更多，采集窗口比先前使用的更长，没有先验假设关于导致旋转衰变的指数分量的数量。肿瘤组织中旋转弛豫时间增加，并且每个肿瘤显示出明显的旋转分布曲线。肿瘤具有复杂且独特的区室化特征。脑肿瘤中旋转松弛的定量评估可能有助于根据它们评估不同的脑肿瘤旋转分布曲线，并且有可能成为非侵入性诊断工具，其也可用于监测治疗。需要进一步研究更大的样本量和不同的肿瘤。
　　自脑部的一些最早的核磁共振研究以来，已观察到肿瘤组织中的自旋旋转弛豫时间延长。在过去的三十年中，许多研究已经尝试使用旋转松弛的定量评估来表征肿瘤形态和恶性，尽管尝试分类和区分肿瘤的成功有限。尽管有一些证据表明，脑膜瘤具有较短比星形细胞瘤和神经胶质瘤，和成胶质细胞瘤显示单个成分，如果他们主要由固体组织，大多数研究得出这样的结论，脑肿瘤的特定和组织学特征似乎并不可行基于单独放宽措施，尽管肿瘤组织和水肿的区分是可能的。然而，必须谨慎解释以前的工作，因为松弛数据通常使用具有一系列回波的各种多重回波序列获得，有时变化长的回波间隔和旋转衰减曲线几乎总是适合单声道或偶尔的双指数分析。另外，建议准确测量旋转部件，所述衰减曲线应该比感兴趣的组分。到目前为止，这是报告的旋转次的量级。所有这些因素都可能导致差的和不准确的旋转测量。准确的旋转测定始于收集高保真旋转衰减曲线，其具有足够长的回波串和适当的回波间隔以包含待表征的旋转窗。此外，仔细分析旋转衰减曲线是准确表征导致弛豫衰减的所有旋转组分的基础。在处理病理组织时，特别重要的是没有关于贡献指数成分的数量的先验假设，因为形态学的变化可能导致额外的旋转健康组织中不存在的成分。两项研究，其中被用于这样的非先验方法大鼠成胶质细胞瘤模型衰减曲线分析发现了一些肿瘤显示出双指数行为，但是，未审查的肿瘤类型之间区分。
　　 研究人员目前的初步案例研究建议更好地确定三种不同类型的人脑肿瘤中体内旋转组分的分布：胶质母细胞瘤，最常见和最具攻击性的恶性胶质瘤，涉及神经胶质细胞;少突神经胶质瘤，一种认为源自少突胶质细胞或神经胶质前体细胞的胶质瘤，和脑膜瘤，一种典型的良性肿瘤，由围绕脑和脊髓的脑膜或膜产生。特别地，研究人员使用具有比以前使用的更多数量的回波和更长的采集窗口的多回波序列，而没有关于对有贡献的指数分量的数量的先验假设。衰变。研究人员的最终目标是根据其旋转分布特征来表征肿瘤。展示了传统和高级成像三种肿瘤病例的定性比较。所有三个病例相对于正常出现的组织显示肿瘤中的高信号，质子密度和旋转加权扫描。视觉检查显示每个病例在肿瘤的旋转方面具有定性独特性。特点肿瘤核心内表现出很大的异质性，在周围水肿中具有相当均匀但升高的信号。病例在肿瘤中心显示相当均匀且高的旋转，其朝向肿瘤周边轻微且逐渐减小，其中肿瘤周围仍然相对于周围脑组织升高。病例显示肿瘤内均匀但仅有中度旋转增加，而周围水肿进一步升高并且相当均匀。肿瘤具有复杂且独特的水分区特征，这些特征源于形态变化和细胞增加。虽然肿瘤纹理的大变化和异质性在常规旋转加权图像上是明显的，但是这些图像的局限性在于它们不提供关于旋转弛豫的定量信息，例如组分的数量和大小或实际旋转倍。这种定量信息对于评估肿瘤变化或对治疗的反应的纵向研究可能是有价值的。由于扫描仪调谐和增益设置的变化，旋转加权图像上的信号强度无法随时间进行比较加权图像也可能无法显示旋转时间的细微变化。
　　 由于旋转弛豫的定量评估可用于探测水分区，研究人员检查了来自三种不同类型肿瘤的旋转组分的分布：两个轴内和一个轴外。研究人员使用了具有比先前研究更多数量的回波和更长采集窗口的多回波序列，没有关于导致旋转衰减的指数分量的数量的先验假设。先前发布的模拟和幻像工作证实，此处使用的回波样本方案可以提供准确且良好分辨的旋转组件旋转与研究人员研究中发现的相似。作为参考显示的健康对照白质表现出在正常脑组织的其他研究中观察到的典型旋转分布特征，具有较小的短旋转髓磷脂水相关峰值构成信号的并且大部分出现来自分配给细胞内/细胞外水的旋转方案。对照白质细胞内外旋转与其他研究中对照报告的相似，在同一磁共振系统上使用相同的旋转弛豫测量，其中典型的旋转标准偏差为在多达八种不同的白质结构。这种相对较小的标准偏差表明这些旋转测量对健康个体是稳健的。并且，正如基于临床图像的视觉检查所预期的，来自每个肿瘤的旋转分布显着偏离典型的对照白质谱。
　　在胶质母细胞瘤中，旋转分布曲线的异质性与该肿瘤的组织病理学异质性一致。在整个肿瘤组织中观察到广泛的旋转峰，健康白质中通常观察到的短旋转信号在肿瘤中几乎不存在，可能是由于这种肿瘤的侵略性破坏了正常的脑组织。由于旋转的多样性，水肿和增强区域都不能与仅基于旋转谱的其他肿瘤区域区分开来由肿瘤组成的分布。提出了胶质母细胞瘤的旋转异质性。检查了来自胶质母细胞瘤的横向磁化衰减的半对数图，如果信号随回波时间呈线性下降，则认为旋转为单一成分;如果衰减为非线性，用多形性胶质母细胞瘤检查一名受试者。然而，由于本研究中的数据特别适合预定数量的指数成分，因此结果中存在偏倚，必须谨慎解释结果。本研究中使用的方法没有假设贡献的旋转环境的数量，而是表现出平滑的，有时是广泛的分布，这应该更准确地表示当整个肿瘤是在胶质母细胞瘤中发生的变化和异质病理。采样。增强边缘和更多固体组分的取样显示出比具有更长时间的坏死区域更短的旋转弛豫时间旋转弛豫时间反映了细胞外水的增加。
　　 少突神经胶质瘤在整个肿瘤块中表现出一致的轮廓形状，由于水肿在少突神经胶质瘤中并不常见，因此肿瘤块内的水肿不可能产生大的长旋转成分。少突胶质细胞通常是均匀的并且具有均匀圆形，其特征在于少突神经胶质细胞的高密度的片材，中央核由肿椭圆形水样透明细胞质包围。观察到长旋转因此，组分可以代表限制在肿瘤细胞的扩大的细胞质内的水。此外，旋转峰的狭窄表明，相当均匀大小的水环境正在产生这种信号，这是一种观察结果，这与已知的少突神经胶质瘤的均匀形态一致。在短旋转时间也始终观察到更小的组分，通常分配给正常白质中的髓鞘双层空间中捕获的水。虽然有可能在少突胶质细胞瘤中存在一些完整的髓鞘，这会产生髓鞘水信号，但更可能的解释是这种“短旋转”成分来自肿瘤形态本身的某些方面，而不是髓鞘。一点都不少突胶质细胞的大量的电子显微镜的研究表明模仿髓鞘，排列成同心层丰富的血浆膜以及肿瘤。
　　较大的旋转成分在大小和位置上与通常与健康脑组织中的细胞内水相关的信号相似。这一观察结果与非常少的细胞外空间的典型脑膜瘤形态相结合，并通过其细胞膜上的多个连接点连接相邻细胞的细胞过程，这表明细胞内空间中的水可能是脑膜瘤中组分的原因，并且可能是正常脑组织中观察到的峰值的主要来源。具有较长的较小部件时间是在大小和位置，以长的类似中的个体的研究持续观察苯丙酮尿症成分。苯丙酮尿症弥漫性病变中水处于具有长旋转的孤立峰值时间，那么这种一致的特征是不太可能的。因此，它们支持该长苯丙酮尿症一个假说的信号与固定大小的水环境相关联，并且可能，潜在地从液泡，其已知在苯丙酮尿症白质。液泡，装满水表示内折细胞质的进入细胞核基本上封闭的隔室，也已经在许多脑膜瘤。因此，在脑膜瘤中在旋转之间观察到的信号可能是由核内空泡引起的。脑膜瘤有一个较短的旋转比两个内轴肿瘤，这是由先前的研究观察到脑膜瘤显示比胶质母细胞瘤更短的旋转弛豫时间。使用单指数拟合对回声数据采集方案检查了脑膜瘤和胶质母细胞瘤，发现胶质母细胞瘤旋转比脑膜瘤，类似于此处发现的全球旋转增加。如上所述，水含量和细胞结构的差异可能是的变化的原因肿瘤类之间。有趣的是，在同一研究中使用了扩散衍生的测量。没有检测到脑膜瘤和胶质母细胞瘤之间的差异，这表明旋转松弛可能比其他磁共振技术对组织成分，特别是区室化更敏感。
　　肿瘤通常被血脑屏障破坏引起的血管性水肿区域所包围，血管屏障允许血管内蛋白质和液体从血管渗漏到脑实质细胞外空间。在与胶质母细胞瘤和脑膜瘤相邻的脑组织中鉴定出水肿区域。来自两种情况的旋转分布曲线非常相似，虽然胶质母细胞瘤的肿瘤不易辨别水肿特征，但脑膜瘤相关性水肿的旋转峰与肿瘤旋转特征不同。水肿旋转在本研究中发现的类似于观察到的平均水肿旋转。周围脑膜瘤和胶质母细胞瘤。他们和其他，还观察到水肿的值高于肿瘤内观察到的值，与研究人员对脑膜瘤的发现一致，但鉴于该肿瘤的异质性，更难以解释为胶质母细胞瘤。同样重要的是要注意胶质母细胞瘤中的水肿区域可能受到浸润周围组织的神经胶质瘤细胞的影响，这与没有预期与脑膜瘤相邻的肿瘤细胞的更纯的水肿形成对比。水肿区域的长旋转弛豫时间可能是由细胞外空间中水含量增加引起的，因为已显示旋转与水肿组织中的水含量相关。同样重要的是要注意，不仅白质水肿的信号延长，肿瘤本身水肿，这可能部分解释了胶质母细胞瘤中较长的旋转峰。由于血管源性水肿主要局限于白质的细胞外空间，基于对脑膜瘤旋转谱的观察，可能是细胞内水产生较短的旋转倍，而较长时间与细胞外水相关。这样的分配与早期神经研究一致，证明轴外水有比胎儿轴内水更长的旋转。因此，来自血管源性水肿的细胞外水的增加将导致更长的旋转组分的延长。
　　 研究人员研究的最大限制是研究人员的样本量很小。虽然所检查的三种不同类型的肿瘤确实显示出不同的旋转松弛特征，但不知道这些特征是否反映了在所有胶质母细胞瘤，少突神经胶质瘤和脑膜瘤中可见的典型特征性旋转组分模式。特别是，胶质母细胞瘤的异质性可能会产生许多不同的旋转环境，这取决于肿瘤的分期和程度，并且不同阶段的少突胶质细胞瘤和脑膜瘤也可能表现出不同的旋转。特点。另一个潜在的限制是研究人员研究中的两名患者同时复发-缓解多发性硬化。对于胶质母细胞瘤，标记为水肿的肿瘤附近的信号强度变化是这种类型肿瘤观察到的典型信号强度变化，并且不太可能是病变。然而，胶质母细胞瘤中旋转的增加可能是由于患者的多发性硬化，并且与肿瘤的存在无关。多回波旋转的扫描时间测量是漫长的。虽然研究人员的数据没有观察到运动伪影，但这种漫长的扫描时间在临床上并不可行，也意味着研究人员无法收集其他类型的定量数据，如弛豫和扩散张量成像，这两者都可以提供免费信息关于水的流动性和通过参数蜂窝密度如表观扩散系数。单切片方法也仅提供来自肿瘤的一小部分的信息。多回波旋转采集的最新进展现在可以实现全脑覆盖。鉴于上述限制，研究人员需要针对每种肿瘤类型和使用多切片采集的大量病例进行复制和扩展研究。
　　 许多研究已经报告了利用先进的成像技术对肿瘤分类。鉴于研究人员的初步数据，并且取决于较大样本中的再现性，定量多回波旋转弛豫可能对于非侵入性地确定肿瘤进行分类是有用的。先进的成像也被提出作为监测肿瘤治疗的工具。从区室化的观点来看，旋转松弛的评估将能够提供关于水肿程度以及肿瘤微结构的定量信息。总之，脑癌中旋转松弛的定量评估有可能成为非侵入性诊断工具，其也可用于监测治疗。迄今为止，大多数定量旋转研究都集中在髓鞘水成分上，但通过检查其他水库可以收集到大量信息。对没有关于贡献松弛组分数量的先验假设的旋转衰变曲线的分析允许产生旋转分布，其提供关于肿瘤区室化的定性和定量信息。在研究人员对三种不同肿瘤的小型试验案例研究中，每种都展示了独特的肿瘤旋转分布情况。需要进一步研究样本量较大以确认这些初步结果，这是必要的。检查不同的肿瘤，并与遗传生物标志物进行比较对于观察多回波旋转松弛是否也有助于脑肿瘤的预后也是重要的。检验其他定量磁共振方法的多模态方法将与多回波旋转弛豫可用的水分区信息互补。