大脑的中枢神经系统主要由白质和灰质组成,其中白质主要由神经元的轴突集聚而成,构成的神经纤维用于各个脑区之间的信息传递,实现整个大脑的协调运作.早期对白质的研究只能通过对动物活体或人类尸体进行解剖,直至1994年Basser等人提出弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术,该技术能够无创地在活体中检测大脑内水分子的扩散运动,根据白质内水分子的弥散特性来获取白质纤维束的走形方向信息以及微观解剖结构信息.利用DTI技术显示和分析白质纤维束的解剖结构,探索微观病理改变,辅助临床诊断和神经生理学研究,已经成为脑科学研究的热点之一.慢性疼痛是指持续3个月以上的疼痛,严重影响了躯体和社会功能,较大程度地降低了患者的生活质量.已有研究发现长期的疼痛刺激可能会使中枢神经系统发生病理性重构,并且对慢性疼痛患者进行影像学检查时发现了脑白质异常.本文在介绍基于DTI的大脑白质纤维束微结构量化分析方法的同时,阐述了其在慢性疼痛研究中的应用,进一步讨论DTI技术对慢性疼痛临床研究的应用价值.