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氢质子磁共振波谱（H MRS）和弥散张量成像技术（DTI）能在活体早期、无创地分别检测弥漫性轴索损伤（DAI）患者脑内代谢改变和神经纤维损伤情况。目前，DAI患者脑内的乙酰天门冬氨酸（NAA）和NAA／Cr肌醇（Cr）降低，胆碱峰（Cho）／Cr上升以及乳酸（Lac）的变化仍有争议。DAI的部分各向异性值（FA）降低，早期FA值增高。而纤维跟踪技术（FT）可以显示白质纤维断裂。上述指标有助于判断DAI的严重程度和预后。