1 、弥散现象与弥散的各向异性

弥散（ diffusion ）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（ brownian motion ）。弥散是一物理过程，其原始动力为分子所具有的热能。在溶液中，影响分子弥散的因素有：分子的重量、分子之间的相互作用（即粘滞性）和温度。弥散是一个三维过程，分子沿空间某一方向弥散的距离相等或不相等，我们可以将弥散的方式分为两种：一种是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（ isotropic ）弥散，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。另一种弥散具有方向依赖性，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（ anisotropic ）弥散。

在磁共振成像中．组织的对比度不仅与每个像素内组织的 T₁ 、 T₂ 弛豫时间和质子密度有关，还与受检组织每个像素内水分子的弥散有关。 Hahn^[1] 于 1956 年首次提出水分子弥散时对磁共振信号的影响。

弥散过程可以用弥散敏感梯度磁场来测量，在施加梯度磁场时水分子的随机运动可获得随机位移，导致重聚失相位，自旋回波信号衰减。 1965 年， Stejskal 和 Tanner^[2] 设计出梯度磁场自旋回波技术，在自旋回波序列 180^o 脉冲前后各施加一个弥散敏感梯度磁场，以检测水分子的弥散情况。 衡量弥散大小的数值称为弥散系数，用 D 表示，即一个水分子单位时间内自由随机弥散运动的平均范围，单位是 mm²/s 。 D 值越大，水分子弥散运动越强。可用公式 ln(S/S₀)=-bD 来描述。 D 为弥散系数， S 和 S₀ 分别为施加和未施加梯度磁场的信号强度。 b 为弥散敏感系数， b= γ G —梯度场强，δ—每个梯度脉冲施加时间，△—脉冲施加时间间隔。 b 值为常数，由施加的梯度场强的参数来控制。 b 值越大对水分子的弥散运动越敏感，可引起较大的信号衰减。

）来衡量水分子在人体组织环境中的弥散运动，即把影响水分子运动的所有因素（随机和非随机）都叠加成一个观察值，反映弥散敏感梯度方向上的水分子位移强度。根据 Stejiskal-Tanner 公式， b 值条件下的信号强度。磁共振 DWI 即利用 ADC 值分布成像。 ADC 值越高，组织内水分子弥散运动越强，在 DWI 图上表现为低信号，相反 ADC 值越低， DWI 图上表现为高信号。

然而，表观弥散系数 ADC 只代表弥散梯度磁场施加方向上水分子的弥散特点．而不能完全、正确地评价不同组织各向异性的特点。 Higano^[4] 等在进行测定中风和脑肿瘤病人内囊和放射冠的弥散各向异性特点的研究时 , 将弥散梯度磁场分别施加在 X 、 Y 、 Z 轴上。但是研究结果表明 , 三个方向弥散加权成像计算出的组织各向异性程度往往被低估，测得的数值往往是旋转变量 ( 即值随弥散方向及磁场内被检查病人的体位和方向而改变 ) ，因为大部分的白质纤维通路常常倾斜于磁场坐标方向，所以单从一个或三个方向施加弥散梯度磁场不能正确评价具有不对称组织结构的各向异性特点。

3 、弥散张量概念及弥散张量特征值

准确的沿着纤维方向进行弥散各向异性评价需要弥散张量成像。于是，人们提出了弥散张量（ diffusion tensor ）的概念。“张量（ tensor ）”一词来源于物理学和工程学领域 ^[5] ，它是利用一组 3D 矢量来描述固体物质内的张力。弥散张量是由如下公式决定的 :

这个张量是对称的 (Dxy =Dyx ， Dxz=Dzx ， Dyz=Dzy) 。 为了形象地表述弥散张量，我们可以进一步将弥散张量视为一个椭圆球体（ ellipsoid ）。本征值代表了沿弥散椭球最大和最小轴的弥散系数。弥散张量的三个本征值是最基本的旋转不变量 ( 即值不随弥散方向及磁场内被检查病人的体位和方向而改变 ) ，它们是沿着三个坐标轴方向测量的主弥散系数。这三个坐标是组织固有的，每个本征值联系着一个主方向的本征向量，这个本征向量也是组织固有的。弥散张量的三个本征向量相互垂直，并构建了每个像素的局部参照纤维框架。在每个体素中，本征值从大到小排列： λ ₁ = 最大弥散系数， λ ₂ = 中级弥散系数， λ ₃ = 最低弥散系数。 λ ₁ 代表平行于纤维方向的弥散系数， λ ₂ 和 λ ₃ 代表横向弥散系数。

4 、弥散张量成像的数据参数：

用来分析 DTI 所得数据的参数有三种 ^[6]

），为了对组织某一体素或区域的弥散状况进行全面的评价，必须要消除各向异性弥散的影响，并用一不变的参数来表示，也就是说这一参数的变化不依赖于弥散的方向。在弥散张量的几个元素中，弥散张量轨迹（ the trace of the diffusion tensor ）就是一个不变参数， ）。 MD 反映分子整体的弥散水平（平均椭球的大小）和弥散阻力的整体情况。 MD 只表示弥散的大小，而与弥散的方向无关。 MD 越大，组织内所含自由水分子则越多。

（ 2 ）、各向异性程度，反映分子在空间位移的程度，且与组织的方向有关。用来定量分析各向异性的参数很多，有各向异性分数（ fractional anisotropy ， FA ）、相对各向异性（ ^[6] 。这些指数均是通过弥散张量的本征值 ( 即 λ ₁ 、 λ ₂ 和 λ ₃ ) 计算得出的。

① FA ；部分各向异性指数，是水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，它的变化范围从 0 ～ 1 。 0 代表弥散不受限制， 比如脑脊液的 FA 值接近 0 ；对于非常规则的具有方向性的组织，其 FA 值大于 0 ，例如大脑白质纤维 FA

FA 值的计算公式如下：

② RA ：相对各向异性指数，是弥散张量的各向异性部分与弥散张量各向同性部分的比值，它的变化范围从 0( 各向同性弥散 ) 到 √ 2(

③ VR ：容积比指数。是椭圆体与球体容积的比值。由 于它的变化范围从 1( 即各向同性弥散 ) 到 0 ，所以，临床上更倾向于应用 1/VR 。

VR 的 计算公式如下 :

虽然反映各向异性的参数有很多，但目前临床上，应用较多的是 FA 值，其原因有：第一、由于 FA 图像可以提供较好的灰白质对比，易选择感兴趣区，使得所测量的 FA 值较准确；第二、 FA 值不随坐标系统旋转方向的改变而改变，且 FA 值是组织的物理特性，在同一对象不同时间、不同成像设备及不同对象间获得的数值具有可比性。

5 、弥散张量成像数据采集：

（ 1 ） DTI 常用采集技术如下：

空间的原始数据。该方法成像时间明显短于一般的生理运动 ( 如：呼吸、心跳等 ) ，使运动伪影大为减少。但单次激发 EPI 的空问分辨率和信 噪比均较低，磁敏感性引起的变形较明显。为此， Bammer 等 ^{[7 ]} 提出了敏感编码 (sense — trinity encoding ， SENSE) 单次激发 EPI 方法，在与常规 EPI 相同的扫描时间内，图像的空问分辨率明显提高，而几何变 形显著减少。 Yamada 等 ^{[8 ]} 也报道使用 平行成像技术的单次激发 EPI ，可达到类似的效果。

多次激发 EPI ，与单次激发技术相比，其空间分辨率和信噪比更高，磁敏 感性所致的变形更少。但是采集时间 长，对呼吸、脑血管和脑脊液流动、眼球 运动和头的不自主运动引起的伪影更加敏感，为其主要缺点。由于经多次激发，该技术不连续填充

一、弥漫型间皮瘤的症状

　　在过去10年中开发了3种技术，比较肯定的有助于对恶性间皮瘤作出诊断，这3种技术是以高碘酸-希夫液做组织化学染色，以角朊和癌胚抗原作免疫过氧化物酶检验和电子显微镜检查，为进行这些检查，活检标本必须立刻用中性福乐马林液固定，另一小块肿瘤活检标本注定在戊二醛液中供作电镜检查使用。

　　高碘酸-希夫染色（PAS）是惟一可靠的组织化学方法，它能辨别恶性胸膜间皮瘤与腺癌，虽然各种转移性腺癌的特性不相同，但在淀粉酶消化后出现强阳性空泡，即可诊断为腺癌而非恶性胸膜间皮瘤。

　　免疫过氧化物酶技术是使用抗体作用于角朊蛋白和癌胚抗原（CEA），此法也有效地区别恶性胸膜间皮瘤于转移性腺癌，对癌胚抗原作免疫过氧化物酶染色，恶性胸膜间皮瘤的染色一般很淡可不着色，相反，腺癌染色中等和很浓，此外，以免疫过氧化物酶对角朊作研究，也显示间皮瘤与腺癌有明显的差别，目前已发现8个标志可作鉴别用：肿瘤合并糖蛋白72（B72.3），Leu-Mi,Vimentin，血栓调治素，粘蛋白成分，癌抗原阳性对腺癌有100%的特殊性和敏感性，由于癌胚抗原检验常有假阴性，故最好选用二个肿瘤标志，一般使用CEA和B72.3，如两者阳性对腺癌有100%的特殊性和88%的敏感性；如两者均阴性，对间皮瘤有100%的特殊性和97%的敏感性。

二、弥漫型间皮瘤的治疗

　　恶性胸膜间皮瘤病人的胸水，穿刺吸出后很快又会出现，用化学药剂注入胸膜腔内，造成胸膜粘连，大多数病人的胸水得到控制，这样胸膜固定术如果失败或在拟行诊断性开胸的病人，应考虑做胸膜剥脱术。

　　恶性胸膜间皮瘤可以沿穿刺孔、置胸管的通道及开胸切口播散，但所引起的皮下沉积物很少引起症状，因此不必治疗，倘若给予病人治疗，这些皮下结节还可以作为观察疗效的指标。

　　恶性胸膜间皮瘤病人的胸痛是最难处理的症状，在晚期特别严重，终日持续不停，对放疗无反应，应给予足够镇静止痛剂，包括鸦片类制剂以减轻疼痛，安渡生命的最后时刻。

　　目前已有各种治疗恶性胸膜间皮瘤外科措施，首先是扩大性胸膜肺切除术，即根治性切除被累及的部分胸壁、全肺、膈肌、纵隔和心包。此术式只适用于Ⅰ期功能上皮型恶性胸膜间皮瘤病例。严重心肺功能损害是此术的禁忌证。在第4肋间做一标准的后外侧开胸切口，将坚韧而增厚的壁层胸膜和肿瘤结节一起，钝性从胸壁剥离，此操作会引起广泛出血，可压迫、电灼和缝扎仔细彻底止血。然后，将纵隔胸膜从肺门的顶部分开，切除气管旁淋巴结。在前面，于肺尖水平，结扎乳内动脉和静脉，从前胸壁切除与这些血管和胸膜一起的所有可见淋巴结。

三、弥漫型间皮瘤的病因

　　所有种类的石棉纤维，几乎都与间皮瘤的发病机制有关，但自给自足纤维的危险性并不相同，最危险的是接触青石绵，危险性最小的是接触黄石棉，第一次接触石棉致发病的潜伏期一般为20～40年，间皮瘤的发病率与接触石棉的时间和严重程度成正比，

　　大气中如毛沸石含量增加，人们吸入这种硅酸沸石的粉末，也可引起间皮瘤，也有报道接触放射线后引起胸膜间皮瘤的病例，从接触放射线到发现患胸膜间皮瘤的时间为7～36年，平均16年，亚硝胺，玻璃纤维，氢氰酸，氧化钍，铍及其它肺部疾病（如结核和化学物质及脂质吸入性肺炎），均可导致胸膜间皮瘤。

　　电子显微镜检查对辨别恶性胸膜间皮瘤与胸膜转移性腺癌也有用途，恶性胸膜间皮瘤区别于肺，乳腺癌和上胃肠道来源的腺癌是它表面的微绒毛细而长，且有分支，张力丝较丰富，无微绒毛的小根和片装体；来源于卵巢和子宫内膜的转移性腺癌具有内在的组织变形，包括丰富的粘蛋白小滴，大量纤毛，密集的核颗粒，这些变化在间质瘤是不存在的，腺癌的绒毛短且粗。

四、弥漫型间皮瘤的检查

　　常规实验室检查：在发病过程中可发现血小板增多症，个别报道血小板高达/L，血清癌胚抗原在某些病人升高，血清免疫电泳现象IgG，IgA或IgM升高，原因尚不时，血清胎儿蛋白一般正常。

　　有渗出性胸水，特别有接触石棉史的病人都应考虑恶性胸膜间质皮瘤的诊断，胸部CT可确定诊断，胸部CT检查可判断胸膜钙化或骨结构有否破坏，当肿瘤侵犯膈肌和胸壁时，磁共振的显像较CT为好，虽然胸水细胞涂片，胸穿胸膜活检和胸水细胞块切片可以作出恶性的诊断，但不能鉴别胸膜转移性腺癌和恶性间皮廇。

　　在过去10年中开发了3种技术，比较肯定的有助于对恶性间皮瘤作出诊断，这3种技术是以高碘酸-希夫液做组织化学染色，以角朊和癌胚抗原作免疫过氧化物酶检验和电子显微镜检查，为进行这些检查，活检标本必须立刻用中性福乐马林液固定，另一小块肿瘤活检标本注定在戊二醛液中供作电镜检查使用。