本文選題：MRI + 擴散張量成像��； 參考：《山東大學》2017年博士論文

【摘要】：第一部分磁共振擴散張量成像在正常志愿者脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)成像中的應用研究目的磁共振擴散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是在擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)的基礎上發(fā)展起來的一種無創(chuàng)性顯示組織細微結構的功能磁共振成像新技術。本研究主要通過纖維束示蹤技術和各向異性(fractional anisotropy,FA)及表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值的測量來反映脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)組織中水分子的擴散特征,并探討成像中的理想b值。材料與方法1.研究對象:從2015年5月至2015年12月收集成人健康志愿者12名,其中男性4名,女性8名;平均年齡49歲,年齡范圍28-65歲。入組標準:無磁共振檢查禁忌癥,非孕婦,無下肢或膝關節(jié)手術史,無神經(jīng)毒素接觸史,無心血管、肺部、內分泌、神經(jīng)、肌肉或膝關節(jié)相關疾病史。無其他慢性疾病史。2.MR掃描:所有志愿者均進行雙側膝部3.0T磁共振(Achieva,Philips Healthcare,Best,Netherlands)掃描,應用8通道膝關節(jié)線圈,仰臥位,足先進,兩側膝部分別成像(先右后左),共獲得24例膝部圖像。掃描序列包括2D(two dimension)軸位T1加權成像(T1-weighted imaging,T1WI),2D軸位頻率選擇反轉恢復脂肪抑制 T2 加權成像(spectral attenuated inversion recovery T2-weighted imaging,SPAIR T2WI)以及 DTI 序列。掃描參數(shù)如下:T1WI:TR(repetiontime)/TE(echotime)550/20 ms,層厚 3.0 mm,間距 0.3 mm,FOV(field of view)130×130 mm2,層數(shù)45,敏感編碼因子1.4,激勵次數(shù)(number of excitations,NEX)2,采集矩陣312×260,采集時間 3 min 34 s;SPAIRT2WI:TR/TE 3000/55 ms,層厚 3.0 mm,間距0.3 mm,FOV 130×130 mm2,層數(shù)45,采集矩陣236×169,采集時間3 min 36 s。DTI序列采用兩個b值,共掃描三次,每次成像低b值均為0,高b值分別為600、800、1000 s/mm2。其余參數(shù)如下:TR/TE 14034/94 ms,矩陣128×125,FOV 160×160 mm2,間距 0,層厚 3.0 mm,,翻轉角 90°,敏感編碼因子2.5,激勵次數(shù)2,層數(shù)100,梯度方向15,采集方向:軸位,采集時間8 min 15 s。3.DTI圖像后處理及圖像質量評分:12名健康志愿者不同b值的雙側脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)DTI圖像由兩名高年資放射科醫(yī)師采用雙盲法進行評分,兩名觀察者對每一組DTI圖像掃描時所采用的b值均未知。將圖像傳輸至獨立的工作站(Extended MR Workspace,version 2.6.3.2,Philips Healthcare),將T1WI圖像與DTI原始圖像進行融合,應用Fiber track軟件包對融合后的圖像進行脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)纖維束的追蹤。圖像評分依據(jù)神經(jīng)纖維束的顯示情況和圖像偽影的大小。神經(jīng)纖維束連續(xù)、完整、邊緣光滑和偽影不明顯的圖像評為3分;神經(jīng)纖維束不連續(xù)、邊緣不光滑和偽影重的圖像評為1分;圖像質量介于兩者之間的評為2分。將評分高的一組DTI圖像中所采用的b值應用于下一步研究。4.R0I放置及DTI參數(shù)測定:將上一步研究中評分最高的一組DTI圖像在工作站進行后處理,圖像由兩名放射科醫(yī)師采用雙盲法進行分析。通過軸位T1WI和SPAIR T2WI圖像對脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)進行定位,將T1WI圖像與DTI圖像進行融合,在融合后的圖像上進行感興趣區(qū)(region ofinterest,ROI)的放置,分別選取膝關節(jié)腔中央以及上下各10mm作為ROI放置的層面,將兩名觀察者分別測得的脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)各ROI的FA值和ADC值記錄下來,并進行統(tǒng)計分析。5.統(tǒng)計學分析:DTI圖像的評分以均數(shù)±標準差(x±s)表示,兩名觀察者對DTI圖像質量評分的一致性采用Kappa檢驗進行分析。Kappa值為0-0.20,一致性差;0.21-0.40,一致性一般;0.41-0.60,中等程度一致性;0.61-0.80,一致性良;0.81-1.00,一致性優(yōu)。對三組不同b值的DTI圖像采用Kruskal-Wallis和Nemenyi秩和檢驗進行比較分析。應用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行分析。P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。結果兩名觀察者對三組DTI圖像質量評分的Kappa值分別為0.793、0.699、0.788,一致性良。兩名觀察者對于高b值為600、800、1000s/mm2的三組DTI圖像質量評分的平均值分別為2.146±0.667、2.688±0.528、2.229±0.642。三組不同b值的DTI圖像質量評分間差異有統(tǒng)計學意義(χ 2=10.672,P=0.005),其中,高b值為800s/mmm2的DTI圖像質量評分高于高b值為600s/mm2(χ 2=8.86,P=0.01)和 1000s/mm2(χ2 =6.96,P=0.03)的 DTI 圖像,高 b 值為 600s/mm2和1000s/mm2的圖像質量評分之間差異無統(tǒng)計學意義(χ2=0.11,P=0.94)。高b值為800s/mm2圖像質量評分最高(P0.05)。兩名觀察者測得正常志愿者脛神經(jīng)的平均FA值為0.593±0.064,平均ADC值為1.080±0.075×10-3mm2/s。兩名觀察者測得腓總神經(jīng)的平均FA值為0.623±0.059,平均 ADC 值為 0.993±0.141×10-3mm2/s。結論1.DTI可清晰示蹤脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)纖維束。2.本研究中正常志愿者脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)DTI圖像以高b值為800s/mm2的一組圖像質量為佳。第二部分磁共振擴散張量成像在糖尿病周圍神經(jīng)病變患者脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)診斷中的應用研究目的糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropath,DPN)是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一,發(fā)病率從10%上升至90%。DPN可侵及感覺神經(jīng)、運動神經(jīng)以及自主神經(jīng),造成肢體感覺缺失、疼痛以及膀胱直腸病變。病變多從下肢遠端開始,逐漸向近端發(fā)展。本研究的目的為探討DTI各參數(shù)在DPN診斷中的價值及其與神經(jīng)電生理檢查的相關性。材料與方法1.研究對象:對照組:為第一部分中的正常志愿者12名(雙側成像,共24例下肢圖像)。其中男性4名,女性8名;平均年齡49歲,年齡范圍28-65歲。病例組:收集2015年5月至2015年12月來我院就診的DPN患者10名(雙側成像,共20例下肢圖像),男性3名,女性7名,平均年齡51歲,年齡范圍37-65歲。均有糖尿病病史,并且均經(jīng)神經(jīng)電生理檢查確診為DPN,其他入組標準同第一部分。2.神經(jīng)電生理檢查:病例組的每一位受試者事先均在本院肌電圖室進行神經(jīng)電生理檢查,將反映DPN中脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)病變的運動神經(jīng)傳導速度(motor nerve conduction velocity,MCV)和運動神經(jīng)傳導波幅記錄下來并進行統(tǒng)計分析。神經(jīng)電生理參數(shù)正常值范圍如下:MCV≥41m/s,波幅≥4mV(脛神經(jīng))和2mV(腓總神經(jīng))。3.MR檢查:所有患者均采用3.0 T磁共振成像儀(Achieva,Philips Healthcare,Best,Netherlands)進行掃描,應用8通道膝關節(jié)相控陣線圈對受試者的兩側膝部分別成像(先右后左),仰臥位,足先進。研究序列包括:T1WI、SPAIRT2WI以及DTI。掃描參數(shù):DTI序列b值為0和800s/mm2,其余掃描參數(shù)同第一部分。4.圖像后處理:將所得病例組圖像在工作站進行后處理,圖像由兩名高年資放射科醫(yī)師進行分析。將T1WI圖像與DTI圖像進行融合,在融合后的圖像上進行ROI的放置,放置層面與對照組相同。將兩名觀察者分別測得的病例組脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)各ROI的FA和ADC值記錄下來,與第一部分中測得的對照組的相應數(shù)據(jù)進行對比分析。5.統(tǒng)計學分析:數(shù)值變量資料用均數(shù)±標準差(x±s)表示。以神經(jīng)電生理學檢查結果為參考標準。對兩名觀察者FA和ADC值測量結果的一致性采用組內相關系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)檢驗。ICC0.4一致性差;0.4≤ICC0.75 一致性一般到好;0.75≤ICC 一致性非常好。對于脛神經(jīng)和腓總神經(jīng),病例組與對照組之間FA與ADC值之間的差異采用Levene檢驗和獨立樣本t檢驗進行統(tǒng)計分析。通過受試者工作特征曲線(Receiver operation characteristic,ROC)來評價DTI參數(shù)對于DPN的診斷效能,記錄曲線下面積(area under the ROC curve,AUC),診斷的靈敏度,特異度以及診斷截點。通過Pearson等級相關檢驗來分析病例組DTI與神經(jīng)電生理檢查參數(shù)間的關系,r=0-0.20非常弱;r=0.21-0.40 弱;r=0.41-0.60 中度;r=0.61-0.80 強;r=0.81-1.00 非常強。采用 SPSS(version 17,SPSS Inc.,Chicago,IL)和 MedCalc(version 16.2.4;MedCalc Software,Mariakerke,Belgium)軟件進行統(tǒng)計學分析。P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。結果兩名觀察者測量脛神經(jīng)FA和ADC值的組內相關系數(shù)分別為0.895(95%置信區(qū)間(confidence interval,CI)為 0.807-0.943)和 0.850(95%CI 為 0.714-0.920)。兩名觀察者測量腓總神經(jīng)FA和ADC值的組內相關系數(shù)分別為0.902(95%CI 為 0.809-0.948)和 0.914(95%CI,0.842-0.953)。病例組脛神經(jīng)的FA值為0.534 ±0.052,腓總神經(jīng)的FA值為0.553±0.068。對照組脛神經(jīng)的FA值為0.593±0.064,腓總神經(jīng)的FA值為0.623±0.059。病例組脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)的FA值均明顯低于對照組(F=1.095/0.398,t=3.345/3.660,P0.05)。病例組脛神經(jīng)的ADC值為1.173±0.088× 10-3mm2/s,腓總神經(jīng)的ADC值為 1.128±0.184×10-3mm2/s。對照組脛神經(jīng)的 ADC 值為 1.080±0.075×10-3mm2/s,腓總神經(jīng)的ADC值為0.993±0.141×10-3mm2/s。病例組脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)的ADC值均明顯高于對照組(F=0.118/3.752,t=3.771/2.741,P0.05)。ROC曲線示,在脛神經(jīng)中,FA值診斷DPN的截點為0.58,靈敏度為80%,特異度為58.3%,AUC為0.755;ADC值診斷DPN的截點為1.15× 10-3mm2/s,靈敏度為70%,特異度為83.3%,AUC為0.806。在腓總神經(jīng)中,FA值診斷DPN的截點為0.59,靈敏度為80%,特異度為70.8%,AUC為0.771;ADC值診斷DPN的截點為1.15 10-3× mm2/s,靈敏度為50%,特異度為87.5%,AUC為0.711。在病例組脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)中,FA值與MCV之間均存在中等程度的正相關(r=0.487/0.460,P0.05),而ADC值與MCV之間存在中等程度的負相關(r=-0.592/-0.479,P0.05)。本組病例運動神經(jīng)傳導波幅與DTI參數(shù)間不存在相關關系(P0.05)。結論1.DPN患者脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)的FA值明顯低于正常對照組,ADC值明顯高于正常對照組。2.DTI序列在脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)參數(shù)的測量中有非常好的組間一致性。3.DTI參數(shù)對于DPN患者脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)病變有中等程度的診斷效能。4.DPN患者DTI參數(shù)與MCV之間存在中等程度的相關性。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R445.2;R587.2

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本文編號：1840803