研究背景 弓形束是重要的语言功能纤维束,弓形束弥散张量纤维束示踪成像技术在语言区相关肿瘤的术前计划和术中导航应用越来越广泛。但是常规的弥散张量纤维束示踪技术在瘤周水肿区的弓形束重建及弓形束的分支纤维显像方面具有局限性。本研究旨在初步探讨一种名为双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术的新技术重建大脑恶性肿瘤瘤周水肿区的弓形束的技术可行性,并初步评价该技术在低级别胶质瘤手术术前预测语言优势半球侧别的技术可行性。方法 第一部分回顾性搜集了16例累及左侧大脑半球语言区的恶性肿瘤病例,且这些病例均伴有明显的瘤周水肿并接受过20个方向的弥散加权成像检查,然后应用传统的单张量线性纤维束示踪技术和新的双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术重建瘤周水肿区的弓形束,进而观察两种技术重建的弓形束的形态和体积差异,并应用配对t检验统计分析弓形束体积的差异是否具有统计学意义。第二部分回顾性搜集了11例接受过Wada试验测试并已明确语言优势半球侧别的低级别胶质瘤病例,应用双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术重建11例患者的双侧弓形束,通过计算弓形束体积的侧化指数来判断语言优势半球侧别,观察其与判断的语言优势半球侧别的“金标准"Wada试验的符合度。在重建过程中,操作者对Wada试验的结果实施盲法。结果 第一部分7例患者的左侧弓形束应用单张量线性纤维束示踪技术无法完整重建,3例患者应用双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术无法完整重建,其中2例可以完成大部分重建,另外1例则完全不能重建。应用双张量无损卡尔曼滤波纤维束过踪技术重建的左侧弓形束比单张量线性纤维束示踪技术的体积更大(t=7.269,p<0.001),分支纤维显像得更完整。第二部分双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪技术预测的语言优势半球侧别的结果与Wada试验结果完全一致,语言优势半球的结果均为9例在左侧,2例在右侧。结论 与传统的单张量线性纤维束示踪技术相比,双张量无损卡尔曼滤波纤维束示踪这一新技术可以在大脑恶性肿瘤的瘤周水肿区重建出可能更加完整的弓形束。该技术重建并对比双侧弓形束的体积在术前预测低级别胶质瘤患者的语言优势半球方面具有潜在的临床应用价值。但由于两部分的研究病例数均较少,因此需要进一步的大样本研究证实该技术在上述两个方面的可靠性。