【摘要】：研究背景:目前,創(chuàng)傷性腦損傷(Traumatic brain injury,TBI)后認知障礙發(fā)生的病理改變機制尚未完全清楚。MRI技術(shù),尤其是結(jié)構(gòu)成像及彌散峰度成像(Diffusion kurtosis imaging,DKI)序列對于評估腦組織改變有重要的作用。本課題主要探討MRI結(jié)構(gòu)成像及DKI序列在評價TBI后認知障礙的價值。研究目的:(1)探索亞急性輕度TBI的腦結(jié)構(gòu)體積、DKI參數(shù)改變及其與認知障礙的關(guān)系。(2)探索TBI病史患者AD易損腦皮層厚度變化情況及其與AD相關(guān)生物指標的相關(guān)性。(3)在TBI大鼠模型中縱向研究腦組織微觀病理改變及DKI參數(shù)改變規(guī)律。(4)探索DKI參數(shù)在評價慢性TBI大鼠模型認知障礙腦組織微觀病理改變的價值。材料與方法:(1)納入23名亞急性輕度TBI患者及24名對照組,進行神經(jīng)認知測試、MRI 3D-T1WI結(jié)構(gòu)像及DKI掃描。MRI圖像進行全腦TBSS及VBM分析及基于ROI針對皮質(zhì)下核團的分析。(2)從ADNI數(shù)據(jù)庫搜集45名輕度TBI病史患者,另納入45名對照組。比較兩組8個AD易損皮層厚度及其與AD相關(guān)標志物的相關(guān)性。(3)納入一組大鼠5只在造模前、3天、14天、28天進行DKI掃描,分析雙側(cè)腦皮層、海馬、胼胝體的DKI參數(shù)變化規(guī)律。四組大鼠(造模前、3天、14天、28天)各5只進行免疫組化分析(包括Neu N、GFAP、MBP、Iba-1)。另兩組大鼠(造模后28天、對照組)各6只進行水迷宮測試。(4)納入TBI大鼠模型及對照組大鼠各6只,造模后7月后進行水迷宮測試、DKI掃描、免疫組化(包括Neu N、GFAP、MBP、Iba-1指標)。分析雙側(cè)大腦皮質(zhì)、海馬、胼胝體DKI參數(shù)及免疫組化指標改變情況,并分析DKI參數(shù)與免疫組化指標及認知測試的相關(guān)性。研究結(jié)果:(1)與對照組相比,輕度TBI患者存在多個腦白質(zhì)區(qū)域及皮質(zhì)下核團的MK值升高(P0.05),且與認知障礙存在相關(guān)性(P0.05)。(2)與對照組相比,有輕度TBI病史臨床前AD患者AD易損腦皮層厚度變薄(P0.05),并且與CSF T-tau存在相關(guān)性(P0.05)。(3)與基線相比,TBI大鼠造模后三個時間點在外傷側(cè)皮質(zhì)、外傷側(cè)海馬均存現(xiàn)MK升高、MD升高,胼胝體FA降低(P0.05);并且GFAP增高,Neu N和MBP下降(P0.05)。TBI大鼠造模28天后在定位航行實驗中穿越平臺次數(shù)減少(P0.05)。(4)與對照組比較,TBI大鼠7月后在外傷側(cè)皮質(zhì)、外傷側(cè)海馬、胼胝體MD升高、MK降低(P0.05);免疫組化表現(xiàn)為Neu N降低,Iba-1、MBP升高(P0.05)。外傷側(cè)皮質(zhì)的MK與Neu N,MD與MBP存在正相關(guān)(P0.05),外傷側(cè)皮質(zhì)、外傷側(cè)海馬的MK與Iba-1、MBP存在負相關(guān)(P0.05)。外傷側(cè)皮質(zhì)、外傷側(cè)海馬MK與認知功能存在相關(guān)性(P0.05)。研究結(jié)論:(1)DKI能發(fā)現(xiàn)亞急性輕度TBI患者腦結(jié)構(gòu)改變,表現(xiàn)為彌漫白質(zhì)區(qū)域、皮質(zhì)下核團MK升高,并且與認知障礙存在相關(guān)性。(2)有輕度TBI病史的臨床前AD患者的AD易損皮層厚度變薄,并且與CSF tau病理存在相關(guān)性。(3)DKI能夠縱向評價TBI大鼠腦組織改變情況,MK較常規(guī)參數(shù)在發(fā)現(xiàn)腦皮質(zhì)病理改變更加敏感。(4)慢性TBI大鼠存在認知障礙,DKI參數(shù)改變與免疫組化所反映的神經(jīng)元丟失、神經(jīng)炎癥、髓鞘破壞存在相關(guān)性,DKI可用來評估慢性TBI后認知障礙的腦組織改變情況。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R445.2;R651.15
【圖文】：

息進一步研究 TBI 后認知障礙發(fā)生的病理基礎(chǔ)并尋找可能的治療靶點。2 TBI 后認知障礙的發(fā)生病理機制目前，TBI 后認知障礙的發(fā)生病理機制還沒有完全清楚。在正常老年人及阿爾茨海默病中，神經(jīng)元丟失是重要的一個機制 [27; 28]。此外，神經(jīng)膠質(zhì)細胞及腦微血管的正常結(jié)構(gòu)在維持認知功能有重要的作用 [29]。很多研究表明 TBI 從急性期到慢性期存在神經(jīng)元丟失、彌漫軸索損傷、微出血、血腦屏障破壞，這些病理改變可能與認知障礙的發(fā)生均存在相關(guān)性 [30-33]。Sharp DJ 等 [34] 認為腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的斷裂在認知障礙的發(fā)生有重要的作用，TBI 后認知障礙的發(fā)生的可能機制可以用圖 1 進行表示。此外，對于 TBI 后病理改變還有很多沒有解決的問題：（1）TBI 后從急性期到慢性期的病理改變規(guī)律是怎樣的，腦組織損傷和修復(fù)如何共同作用引起認知障礙發(fā)生的？（2）TBI 后病理改變與遠期癡呆的關(guān)系是怎樣的？（3）如何在臨床中無創(chuàng)觀察這些病理改變？

圖 1-1 應(yīng)用 FIRST 軟件分割的皮質(zhì)下核團示意圖。Figure 1-1 Example of masks of subcortical nuclei segmentation using FIRST.（3）對于 DKI 圖像處理步驟如下：①數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，應(yīng)用 MRIcron 軟件中的dcm2niigui 將 DICOM 格式圖像轉(zhuǎn)換為 NIFIT 格式。②頭動、渦流校正，應(yīng)用 FSL軟件包內(nèi)的 eddy 軟件對原始 DKI 圖像進行渦流校正。③DKI 參數(shù)指標解算，應(yīng)用 彌 散 峰 度 估 計 軟 件 （ Diffusion Kurtosis Estimator software ， DKE ）(https://www.nitrc.org/projects/dke/)進行 DKI 參數(shù)解算，最終可得到各項異性分數(shù)（Fractional anisotropy，F(xiàn)A）圖，評價彌散度（Mean diffusivity，MD）圖，及MK 圖 [22]。DKI 參數(shù)的全腦分析通過 TBSS 工具包進行白質(zhì)纖維束的研究 [23]。TBSS 的流程如下：①圖像預(yù)處理，調(diào)用 tbss_1_preproc 指令。②圖像配準，調(diào)用 tbss_2_reg-T 指令，將每個受試者的 FA 圖像在 MNI 空間配準到 FMRIB58 FA模板。③配準后處理，調(diào)用 tbss_3_postreg-S 指令，將配準好的 FA 圖像進行平均得到 4D 平均 FA 圖像，并對 FA 圖像骨架化生成平均 FA 骨架。設(shè)定平均 FA

圖 1-2 皮質(zhì)下核團的 DKI 參數(shù)示意圖（A. MK圖）。Figure 1-2 Example of masks of subcortical nucdiffusion space (A mean kurtosis; B mean diffusimean kurtosis).2.4 一般臨床資料收集及神經(jīng)認知測試設(shè)計詳細的問卷，記錄所有受試者的年齡往史、家族史等。對 TBI 患者記錄頭部外傷的遺忘時間、昏迷時間、GCS 評分、目前的主要一組與 TBI 認知障礙相關(guān)的神經(jīng)認知測試。本域：聽覺語言記憶，注意力，執(zhí)行力。（1）聽覺語言記憶測試（Auditory Verbal Lea山版聽覺語言記憶測試量表 [27]評價情景記憶

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本文編號：2776240