《Brain Sciences》：Inter- and Intra-Rater Reproducibility of Standardized Frontal Aslant Tract Reconstruction Using Deterministic Diffusion Tensor Tractography: Implications for Neurosurgical Planning
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背景/目的：扩散张量纤维束成像（DTT）用于显示与神经外科规划相关的白质通路，但基于手动感兴趣区（ROI）的重建可能依赖操作者。本研究评估标准化确定性方案重建额叶斜束（FAT）的评定者间与评定者内可重复性。方法：回顾性再分析30名神经学健康成人的扩散加权磁共振
背景/目的：扩散张量纤维束成像（DTT）用于显示与神经外科规划相关的白质通路，但基于手动感兴趣区（ROI）的重建可能依赖操作者。本研究评估标准化确定性方案重建额叶斜束（FAT）的评定者间与评定者内可重复性。方法：回顾性再分析30名神经学健康成人的扩散加权磁共振成像（DWI）数据集。三名独立评定者采用同一标准化方案重建左侧和右侧FAT，预设ROI位置相同、追踪参数固定；但每名评定者独立勾画ROI。3周后重复重建。采用Dice相似系数和95百分位Hausdorff距离（HD95）评估空间一致性，采用组内相关系数（ICC）评估各向异性分数（FA）、平均扩散率（MD）和纤维束体积的信度。结果：FAT重建在360次尝试中成功339次（94.2%），左侧成功率高于右侧（96.7% vs. 91.7%）。评定者间平均Dice系数左侧FAT为0.74、右侧FAT为0.69。评定者间信度以FA最高（ICC 0.88–0.90），其次为MD（ICC 0.85–0.88）和纤维束体积（ICC 0.79–0.84）。评定者内一致性始终高于评定者间一致性。结论：标准化确定性FAT重建表现出中等至良好的可重复性，但仍存在操作者依赖性变异。这些发现提供了操作流程信度的基线估计，并支持进一步评估基于标准化ROI的纤维束成像方法。
研究背景：扩散加权磁共振成像（DWI）与纤维束成像可三维重建白质通路，越来越多用于评估与神经外科操作相关的白质解剖；当病灶邻近功能相关纤维系统时，病灶与邻近白质通路关系的信息可能辅助手术规划。但纤维束成像并非轴突的直接解剖显示，而是基于局部扩散特征的计算估计，受采集、数学建模、追踪算法、终止标准、重建阈值及感兴趣区（ROI）解剖定义影响。可重复性应区别于解剖准确性：即使不同操作者或重复重建之间高度一致，也不一定说明轨迹准确代表白质解剖，高可重复性重建仍可能有假阳性轨迹或遗漏真实纤维通路。因此，可重复性应视为操作流程信度而非直接解剖验证，但建立可重复性是定量研究和临床影像应用的前提。手动ROI法还引入操作者变异；即使同一数据和算法，ROI定位及边界的小差异也可能改变重建范围和定量特征。FAT是连接额下回与内侧额叶区域（包括辅助运动区和内侧额上回）的双侧额叶联络通路，与言语启动、运动规划、执行功能等有关，其与额叶功能重要区的解剖关系使FAT重建在神经外科规划中受到关注。研究人员评估三名操作者独立执行标准化确定性ROI方案重建FAT的评定者间与评定者内可重复性，假设标准化ROI放置可提供良好可重复性，但仍存在可测量的操作者相关变异。
研究设计与关键方法：样本来自既有扩散MRI数据库，为30名神经学健康成人（32–68岁；16女、14男；21右利手、9左利手）；其中26名曾纳入另一方法学研究，但本次所有纤维束重建和测量均由三名评定者在两个重建时段重新完成，未复用既往纤维束掩膜或操作者相关测量。采用3.0 T扩散加权成像（60个扩散方向，b=0/1000 s/mm
2，各向同性体素2.5 mm），经DSI Studio统一预处理，由三名评定者以DTI-Studio 3.0.3按固定参数（FA<0.20或角度偏转>60°终止）及预设解剖ROI独立重建双侧FAT，间隔3周重复；以Dice系数、HD95、ICC及线性混合模型分析。
研究结果：FAT重建在360次尝试中成功339次（94.2%），左侧成功率高于右侧（96.7% vs. 91.7%）；失败见于三名评定者及两个重建时段。通过Dice相似系数与HD95评估空间一致性，评定者间为中等至良好：左侧FAT平均Dice 0.74±0.09、HD95 4.5±1.5 mm，右侧0.69±0.10、HD95 5.2±1.8 mm；左右侧差异仅作描述性比较，未进行正式统计检验，不能解释为具有统计学显著性。通过ICC评估定量参数信度，评定者间FA最高（ICC 0.88–0.90），其次MD（0.85–0.88）和纤维束体积（0.79–0.84）；左侧FAT体积ICC 0.84（95%置信区间（95% CI）0.70–0.91），右侧0.79（95% CI 0.61–0.89）。评定者内FA、MD和体积的ICC分别为0.88–0.94、0.85–0.92和0.78–0.88，评定者内一致性持续高于评定者间。线性混合效应分析未发现评定者对FA（p=0.38）或MD（p=0.31）的显著系统效应；体积的评定者效应较大但未达显著（p=0.09）；重建时段对FA、MD、体积均无显著效应（p=0.62、0.67、0.41），半球亦无显著关联（p=0.08、0.11、0.14）。重建失败被作为独立方法学终点；Dice和HD95仅针对双方均成功重建的配对计算，表示成功配对条件下的空间一致性，不能视为覆盖全部尝试的总体方案性能。
讨论部分：作者认为标准化ROI确定性纤维束成像对FAT具有中等至良好可重复性，但操作者依赖变异仍存在；少数失败在解剖保留且参数固定时发生，应视为流程结果而非通过修改FA或角度阈值纠正，以免降低可比性。左侧空间一致性数值较高，评定者内一致性持续高于评定者间，提示单个操作者重复自身ROI放置较不同操作者相互重复更一致；FAT主要走行一般保留，但周边范围变异较大，纤维束边界不应视为精确解剖边界。作者强调目前无普遍接受的Dice、HD95或ICC阈值可判定FAT纤维束成像适用于个体神经外科决策；HD95 4.5–5.2 mm表示可测空间差异，不能解释为直接解剖定位误差或可接受手术安全边界。操作者变异可源于ROI勾画及解剖可信度定性评估；标准化方案可减少方法不一致但无法完全消除手动ROI差异，联合校准、半自动ROI和图谱方法可能改善一致性，但未在本研究评估。FA和MD信度较高不证明其作为临床或纵向生物标志物的有效性；右FAT数值较低可能与局部纤维结构、几何及ROI空间关系有关，但属假设。纤维束体积对操作者变异更敏感，可能因其依赖重建束空间范围及边缘纤维纳入，而FA/MD为全束平均；更高可重复性不等于更高解剖准确性。空间一致性仅在双方成功重建时评估，可能高估总体可重复性，应与成功率结合解释；重建失败不应视为解剖缺如，可能需要替代影像或功能评估。可重复性不等同于解剖准确性，纤维束成像仍是白质结构的间接表示，应结合结构影像、功能信息和术中定位。健康受试者结果不能直接外推至神经外科患者；肿瘤、水肿、占位效应、浸润及白质通路移位可能增加变异、降低成功率。确定性单张量方法难以解析交叉、接吻或分支纤维，结果仅适用于所评估方案，不能直接推广至广义q-sampling成像（GQI）或约束球面反卷积（CSD）等方法；样本量较小、单扫描仪、单采集方案、无独立解剖参考标准及未行验样本量计算等限制亦需考虑。既往研究亦提示标准化ROI放置可改善可重复性，扩散指标通常较纤维束体积更可重复，但不同研究间直接数值比较需谨慎。评定者经验不同且未进行联合校准，但研究未设计检验经验与表现的关系，不能建立因果解释。其意义在于为健康个体标准化FAT重建提供方法学基线，并为神经外科人群及自动化、先进纤维束成像方法的后续验证提供依据，但当前结果不足以支持独立临床决策。
结论译文：基于标准化ROI的确定性纤维束成像使大多数病例成功重建FAT，并显示中等至良好的评定者间可重复性，评定者内一致性更高。FA和MD表现出相对较高的信度，而纤维束体积对操作者依赖性变异更敏感。尽管标准化ROI放置和追踪参数可改善操作流程一致性，但不能消除操作者相关差异。重要的是，所观察到的可重复性不应被解释为解剖准确性证据，也不应被视为足以支持独立临床决策的验证。本研究结果为健康个体中标准化FAT重建提供了方法学基线，并支持在神经外科人群中进一步研究，包括与更自动化和更先进纤维束成像方法的比较。
