创伤性脑损伤（TBI）后的白质损伤评估一直是神经影像学领域的难点。传统扩散磁共振成像（dMRI）技术，如扩散张量成像（DTI），虽然广泛应用于临床，但其对微观结构变化的敏感性往往受限于组织复杂性，难以区分轴突直径、密度及髓鞘完整性等不同病理因素。

近期发表于《Nature Communications》的一项研究提出了一种基于散射分析（Scattering approach）的创新方法，旨在通过物理建模量化轴突损伤。研究团队指出，扩散信号在复杂脑组织中的衰减不仅取决于扩散系数，还受到轴突几何排列和限制效应的显著影响。通过引入散射理论，研究人员成功将扩散信号中的几何结构信息与水分子的布朗运动解耦。

该研究的核心在于利用散射模型描述水分子在轴突束间的受限扩散行为。实验数据表明，该方法能够有效捕捉到TBI模型中轴突微观结构的细微改变。与传统方法相比，该模型在量化轴突直径分布和密度变化方面表现出更高的特异性，能够更准确地反映白质纤维束的退化程度。这种方法不仅能够识别明显的轴突断裂，还能探测到亚临床水平的微结构损伤，这对于理解TBI后的神经恢复机制至关重要。

此外，该研究通过多模态验证，证实了散射参数与组织病理学检查结果之间存在高度相关性。这一发现为临床提供了一种非侵入性的“虚拟活检”手段，有望在未来应用于评估神经退行性疾病及脑外伤后的康复进程，从而实现更精准的个体化治疗方案制定。

文献参考：O'Shea, S.J.D., et al. Scattering approach to diffusion quantifies axonal damage in brain injury. Nat Commun 15, 3345 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47532-w