“DTI は、神経内膜を取り囲む脂肪ではなく、実際の神経管を表示する唯一の画像法です。DTI は、白質の分析、特に標準的な MRI スキャンでは見えないびまん性軸索損傷および外傷性脳損傷 (TBI) の病理の検出に役立ちます。
DTI は、加齢に伴う変性、脳虚血、多発性硬化症、てんかん、代謝障害、脳腫瘍の検出にも使用されています。
脳腫瘍の場合、DTI は追加の組織分化を提供するだけでなく、神経外科計画のために神経路の組織不全を特定します。

ある点からすべての方向に対して一様に広がる物理現象のこと。
インクを水に垂らすと、水の中で球状に広がる。
脳脊髄液などの自由水が存在する領域では、プロトンはすべての方向に
対して同じ速度で拡散している。等方性拡散を生じ球状で表される

・限りなく等方性拡散に近い
→FA値は最小値(0)に近づく
・異方性拡散が強い
→FA値は最大値(1)に近づく
このようにFA値を求めることにより、
関心領域(ROI)内の拡散異方性の定量評価が可能となる

・FA値が大きい（1に近い）と画像上は高信号（白）
・FA値が小さい（0に近い）と画像上は低信号（黒）を呈する
白質は神経線維に富むため拡散異方性が高く、
画像上は高信号(白)となる。
微細構造組織の損失は、FA の減少/ MD の増加を伴う。

病変部ではFA値が低下、上昇するものなど、さまざまな報告がある。
脳白質神経線維の障害などで生じる拡散異方性の変化が要因。
(Firbank et al.,2011)
アルツハイマー型認知症の場合はFA値が上昇すると報告されている
　(Douaud et al.,2011)
AD減少によるFA低下は、急性・原発性軸索損傷のマーカーと考えられる。
FA値の測定ならびにFA mapの取得により、
各部位の拡散異方性を定量的かつ視覚的に把握することが可能となる。

ADは軸索損傷に対してより感受性がある。
RDはミエリン喪失、脱髄に対してより感受性が高い。
低FAは軸索喪失を示すと考えられる。

【FA正常値】
被殻0.2~0.5
視床0.3~0.5
内包後脚0.6~0.8
脳脊髄液0.1~0.2
大脳深部白質0.4~0.6
脳梁膝部0.7~0.9
大脳皮質0.1~0.3
脳梁膨大部0.7~0.9

【FA異常を示す疾患】
病変部ではFAが低下するのが原則。
異常があればFAは低下すると考えてよい。
白質の場合、神経線維が一定方向に揃って走行しているために
異方性が生じている。神経が障害されれば異方性は失われる。
さまざまな疾患で時期により
局所的にFAが上昇する。
(Wieshmann et al.,1999)
(青木 2013 これでわかる拡散MRI p43)

FA値は、損傷部位において脳血管疾患等により低下するため、
リハビリテーションの中で白質の形態的変化の指標として頻用される。
脳血管疾患発症後の CST 関連領域のFA が小さいほど、運動機能の
予後が不良である可能性が高い。
脳梗塞・脳出血発症から14～21日時点の中脳大脳脚FAの低下は、
回復期からの退院時のBRSの重症度と高い相関関係を示した。
(Koyama et al.,2018)
FMA の上肢スコアを使用した比例回復ルールにフィットしない患者は、CSTにおけるFAの低下が顕著で、所見による予後予測を補う形での活用も期待されている(Kumar et al.,2016) , (Kumer et al.,2016) , (Buch et al.,2016)
※CST=皮質脊髄路

DTTで、完全断裂・部分断裂・断裂がない場合の3群に分け、2年後の上下肢機能の状態との関連性を調査した結果、完全断裂群では上下肢機能の回復が不良で、部分断裂群では断裂なし群よりも機能回復が乏しかったと報告した。(Kim et al.,2018)
復唱機能の低下は左SLFと左AF、読解力の低下はAFのFA低下と関連していた。(Breier et al.,2008)
左半球における AF、SLF、IFOF、UF、ILFのFAからWABの失語指数(AQ)による重症度の予測を調べた。
AFおよびSLFのFAからの予測精度は高くIFOF、UF、ILFからの予測精度は低かった。AF、SLF、IFOFを合わせると単一の予測より高い精度を示した。(Lee et al.,2021)
急性期に無視症状が出現し、慢性期でも残存していた場合は、IFOF ・UFの損傷を認めた。(Karnath et al.,2011)

発達過程において、FAは上昇し、MDは低下する。
これは軸索の成熟・髄鞘化、細胞外液の減少を反映している。
(青木 2013 これでわかる拡散MRI p51)
加齢により組織学的には、軸索・髄鞘、グリアの変性がみられる。
全体としてFA値は20代でピークを迎え、その後徐々に低下する。
MD値は40代ほどで底となり、その後上昇する。
白質容積は40代でピークとなりその後減少する。
最近の研究では、FA、MDに加えてテンソルの長軸方向を示すAD値と、
長軸と垂直方向の拡散を示すRD値も含めて検討されている。
RD値は加齢により増加がみられるが、ADは上昇や低下など一定しない。 (Huppi et al.,2006) , (Madden et al.,2012)