本文是一篇关于骨骼肌扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging, DTI）技术和应用的综述文章，由Jos Oudeman、Aart J. Nederveen、Gustav J. Strijkers、Mario Maas、Peter R. Luijten和Martijn Froeling等作者共同撰写，发表于2016年的《Journal of Magnetic Resonance Imaging》（JMRI）期刊。文章主要探讨了DTI在骨骼肌生理学、解剖学和病理学研究中的应用，并详细介绍了DTI的技术背景、数据采集方法、正常变异范围以及在不同病理生理条件下的临床应用。
本文的主要作者包括Jos Oudeman、Aart J. Nederveen、Gustav J. Strijkers、Mario Maas、Peter R. Luijten和Martijn Froeling。他们分别来自荷兰阿姆斯特丹大学医学中心放射科、生物医学工程与物理系以及乌得勒支大学医学中心放射科。这些作者在磁共振成像（MRI）和扩散张量成像领域具有丰富的研究经验。
扩散张量成像（DTI）是一种非侵入性的成像技术，能够量化水分子在组织中的扩散行为，特别适用于研究骨骼肌的微观结构和宏观结构。与传统的T1和T2加权成像相比，DTI能够检测到更早期的病理生理变化，如细胞或肌束水平的改变。这些变化在常规MRI中难以观察到，通常需要通过侵入性的活检来确认。因此，DTI在骨骼肌研究中的应用逐渐增多，尤其是在肌肉损伤、肌肉萎缩、炎症等病理条件下。
文章分为几个主要部分，分别介绍了DTI的技术背景、数据采集方法、正常变异范围以及在不同病理生理条件下的临床应用。
DTI基于扩散加权成像（DWI），通过测量水分子在不同方向上的扩散行为来量化组织的各向异性。DTI的核心是扩散张量，它可以通过特征值和特征向量来描述水分子扩散的方向和强度。常用的DTI参数包括平均扩散率（Mean Diffusivity, MD）和分数各向异性（Fractional Anisotropy, FA），这些参数能够反映组织的微观结构变化。
在数据采集方面，DTI的成像参数（如回波时间、b值、扩散混合时间等）对结果有显著影响。文章详细讨论了如何优化这些参数以提高信噪比（SNR）并减少伪影。此外，文章还介绍了多种扩散加权成像序列，如单次激发自旋回波（SE）序列、刺激回波（STE）序列和双次自旋回波序列，并比较了它们的优缺点。
文章总结了健康骨骼肌中DTI参数的正常变异范围，并指出这些参数受多种因素的影响，包括年龄、性别、体重指数（BMI）以及肌肉的生理状态（如运动、休息、温度等）。例如，随着年龄的增长，骨骼肌的扩散率通常会降低，而FA值则会增加，这可能与年龄相关的肌肉萎缩有关。此外，运动后肌肉的FA值会显著下降，而MD值则会增加，这些变化可能与肌肉的微观结构改变有关。
文章详细讨论了DTI在多种病理生理条件下的应用，包括缺血、去神经支配、创伤、运动性肌肉损伤以及肌肉疾病（如肌营养不良症、多发性肌炎和皮肌炎）。在这些条件下，DTI能够检测到肌肉微观结构的早期变化，如细胞肿胀、细胞外液增加等。例如，在肌肉缺血后，MD值通常会先降低，随后在再灌注后显著增加，而FA值则会下降。这些变化与组织学检查结果一致，表明DTI能够提供有价值的补充信息。
DTI不仅可以量化扩散参数，还可以通过纤维追踪技术重建肌肉的三维结构。纤维追踪基于扩散张量的特征向量，能够显示肌肉纤维的走向和排列。文章介绍了纤维追踪的基本原理及其在肌肉结构研究中的应用，如量化肌肉的羽状角、纤维长度和生理横截面积（PCSA）。这些参数对于理解肌肉的生物力学特性具有重要意义，尤其是在肌肉损伤和康复过程中。
本文系统综述了DTI在骨骼肌研究中的应用，涵盖了从技术背景到临床应用的各个方面。DTI作为一种非侵入性的成像技术，能够提供关于肌肉微观结构的详细信息，尤其是在早期病理生理变化的检测方面具有独特优势。文章还强调了DTI在肌肉损伤、肌肉疾病和康复研究中的潜在应用价值，特别是在评估疾病进展和治疗效果方面。
本文的亮点在于全面总结了DTI在骨骼肌研究中的应用，并详细讨论了DTI参数的正常变异范围及其在不同病理生理条件下的变化。此外，文章还介绍了纤维追踪技术在肌肉结构重建中的应用，展示了DTI在肌肉生物力学研究中的潜力。文章的创新之处在于结合了技术背景、实验数据和临床应用，为未来的研究提供了重要的参考。
总的来说，DTI是一种敏感且可重复的工具，能够用于评估骨骼肌的病理生理变化。然而，在设计新的DTI研究时，研究人员需要仔细考虑数据采集参数、受试者特征和瞬时条件对结果的影响。目前，DTI主要适用于群体比较和纵向研究，未来还需要更多的研究来标准化DTI协议、确定参考值范围，并评估DTI参数在不同疾病中的敏感性和特异性。