本文關(guān)鍵詞：磁敏感加權(quán)成像及擴(kuò)散峰度成像技術(shù)在復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化診斷中的系列研究

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【摘要】：目的：本研究旨在應(yīng)用磁敏感加權(quán)成像(Susceptibility-weighted imaging, SWI)技術(shù)對復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化(relapsing-remitting MS,RRMS)患者與健康人腦靜脈血氧含量和腦深部灰質(zhì)核團(tuán)鐵沉積進(jìn)行定量分析,并進(jìn)一步探討二者之間的相關(guān)性,同時利用磁共振擴(kuò)散峰度成像(Diffusional kurtosis imaging, DKI)技術(shù)對RRMS患者與健康人腦深部灰質(zhì)核團(tuán)及白質(zhì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測量和定量分析,以進(jìn)一步探討SWI與DKI技術(shù)在RRMS診斷與評估中的應(yīng)用價值。材料與方法：本系列研究分為SWI檢查組及DKI檢查組。SWI檢查組：42例以2010年修訂版McDonald標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)確診的RRMS患者,包括女性31例,男性11例,年齡25～62歲,平均年齡37.98±14.26歲：另招募年齡與性別相匹配的健康志愿者52例,其中男性13例、女性39例,年齡24～63歲,平均年齡37.40±11.68歲。采用1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀,使用頭部8通道相控陣頭線圈,進(jìn)行常規(guī)MRI掃描及SWI檢查。SWI原始數(shù)據(jù)上傳至GE Advantage workstation 4.4工作站,利用Functool軟件進(jìn)行處理獲得幅度圖像(magnitude imaging, MI)和校正相位圖像(corrected phase imaging, CPI),將獲得的圖像數(shù)據(jù)運(yùn)用SPIN (signal process in neuroimaging)處理。在CPI上測量腦內(nèi)靜脈血及深部灰質(zhì)核團(tuán)相位值(phase value)。本研究測量的靜脈包括：大腦內(nèi)靜脈(internalcerebral vein, ICV)、大腦中深靜脈(deep middle cerebral vein, DMCV)、雙側(cè)基底靜脈(basal vein, BV)與丘紋上靜脈(superior thalamostriate vein, STV)。本研究測量的腦深部灰質(zhì)核團(tuán)包括：雙側(cè)尾狀核頭(head of the caudate nucleus, HCN)、蒼白球(globus pallidus, GP)、殼核(putamen,PUT)、丘腦(thalamus, THA)、黑質(zhì)(substantia nigra, SN)及紅核(red nucleus, RN)、應(yīng)用社會科學(xué)統(tǒng)計軟件包SPSS20.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用Spearman相關(guān)分析對各測量的靜脈血相位值與其性別、年齡間進(jìn)行相關(guān)性分析,不同靜脈間的相位值采用單因素方差分析。采用獨(dú)立樣本的t檢驗對RRMS組和健康對照組之間各靜脈血相位值差異進(jìn)行對照分析。不同腦深部灰質(zhì)核團(tuán)間相位值采用單因素方差分析。用配對t檢驗分析各組灰質(zhì)核團(tuán)左、右側(cè)差異,采用獨(dú)立樣本的t檢驗對RRMS組和健康對照組之間各核團(tuán)相位值差異進(jìn)行對照分析,采用Spearman相關(guān)分析健康對照組與RRMS患者深部灰質(zhì)核團(tuán)及腦內(nèi)靜脈血相位值的相關(guān)性。檢驗水平為α=0.05,P0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義,P0.05表示差異無統(tǒng)計學(xué)意義。DKI檢查組：收集按McDonald標(biāo)準(zhǔn)(2010年修訂版)進(jìn)行確診RRMS患者24例,其中男性2例,女性22例,年齡28～54歲,平均年齡37.42±6.98歲；另招募年齡與性別相匹配的健康志愿者28例,其中男3例,女25例,年齡27～55歲,平均年齡37.86±12.46歲。采用3.0T超導(dǎo)型磁共振成像儀,8通道相控陣頭線圈進(jìn)行常規(guī)MRI T1WI-FLAIR, T2WI、T2WI-FLAIR及DKI掃描。DKI原始數(shù)據(jù)輸入GE Advantage Workstation 4.4工作站通過Functool處理軟件進(jìn)行處理，，b值選擇0,1250,2500 s/mm2, DKI擴(kuò)散敏感梯度場施加的方向(number of directions)選擇15, b=0 s/mm2的圖像數(shù)目(number of b0 images)選擇2,獲得各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy, FA),平均擴(kuò)散率(medial diffusion ratio, MD)、平均峰度(mean kurtosis, MK)、軸向擴(kuò)散率(axial diffusion ratio,DA)軸向峰度(axial kurtosis, KA)、徑向峰度(radial kurtosis, KR)圖像、徑向擴(kuò)散率(radial diffusion ratio, DR)。在健康組中,對照T2WI圖像確定感興趣區(qū)(region of interest, ROI),選擇額葉白質(zhì)(frontal lobe white matter)、頂葉白質(zhì)(parietal lobe white matter)、枕葉白質(zhì)(occipital lobe white matter)、顳葉腦白質(zhì)(temporal lobe white matter)、胼胝體壓部(splenium of corpus callosum,SCC)、胼胝體膝部(genuof corpus callosum, GCC)、內(nèi)囊前肢(anterior limb of internal capsule, ALIC)、內(nèi)囊后肢(posterior limb of internal capsule, PLIC)及丘腦(thalamus, THA)、尾狀核頭(head of the caudate nucleus, HCN)、蒼白球(globus pallidus, GP)、殼核(putamen, PUT)設(shè)置感興趣區(qū),同時在RRMS患者腦內(nèi)病灶、灶周正常表現(xiàn)腦白質(zhì)(normal appearance white matter, NAWM)及對側(cè)正常表現(xiàn)腦白質(zhì)放置感興趣區(qū),除胼胝體膝、胼胝體壓部外,均行對稱方式放置兩側(cè)。RO1大小10-30個像素。分別測定每個ROI的FA值、MD值、DA值、DR值、MK值、KA值及KR值。應(yīng)用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件包進(jìn)行處理,各部位DKI參數(shù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示進(jìn)行表示,應(yīng)用配對t檢驗分別比較左右側(cè)對稱部位DKI參數(shù)是否存在側(cè)別差異,采用獨(dú)立樣本t檢驗分析RMS患者及健康對照組每個部位FA值、MD值、DA值、DR值、MK值、KA值及KR值的差異。采用單因素方差分析評價RMS患者病灶、灶周正常表現(xiàn)腦白質(zhì)及病灶對側(cè)正常表現(xiàn)腦白質(zhì)FA值、MD值、DA值、DR值、MK值、KA值及KR值的差異,并使用LSD法進(jìn)行兩兩比較,檢驗水平為α=0.05,P0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果：1.健康人各組腦靜脈血相位值左右側(cè)之間無差異(P0.05)。各組腦靜脈血相位值與性別、年齡間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)。健康人腦深部靜脈中大腦內(nèi)靜脈的相位值(895.44±154.96)最高(P0.05),大腦中深靜脈相位值(535.66±144.37)最低(P0.05)。2. RRMS患者基底靜脈血相位值(590.85±211.09)、大腦中深靜脈血相位值(344.43±139.27)、大腦內(nèi)靜脈血相位值(682.52±160.92)、丘紋上靜脈血相位值(568.12±180.78)明顯低于健康對照組(P0.05)。3.健康人右側(cè)尾狀核頭相位值高于左側(cè)尾狀核頭(2019±27.18、2016±32.10,P0.05),右側(cè)蒼白球相位值高于左側(cè)蒼白球(2012.67±37.88、2006.28±39.14,P0.05),右側(cè)黑質(zhì)相位值高于左側(cè)黑質(zhì)(1960.00±86.22、1939.08±56.59,P0.05),而丘腦、殼核、紅核左右側(cè)相位值無差異性(P0.05)。4.健康人腦深部各灰質(zhì)核團(tuán)的相位值性別間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05),雙側(cè)各灰質(zhì)核團(tuán)中除尾狀核、蒼白球、殼核間無差異性外(P0.05),余灰質(zhì)核團(tuán)間相位值之間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05),其中以紅核與黑質(zhì)最低(1990.48±49.37,1960.00±86.22),丘腦最高(2045.17±18.94)。5.與正常對照組相比,RRMS患者除丘腦外,尾狀核頭、蒼白球、殼核、黑質(zhì)及紅核相位值明顯減低(P0.05)。6. RRMS患者基底靜脈、大腦中深靜脈與雙側(cè)殼核相位值存在明顯負(fù)相關(guān)性(r=-0.377,P=0.012；r=-0.407,P=0.006),大腦內(nèi)靜脈與左側(cè)殼核相位值存在顯著負(fù)相關(guān)性(r=-0.374,P=0.012)。7.與健康對照組相比,RRMS患者額葉(0.390±0.055)、頂葉(0.400±0.054)、枕葉(0.426±0.069)、顳葉白質(zhì)(0.420±0.064)及內(nèi)囊后肢(0.690±0.040)FA值明顯降低(P0.05),而額葉(0.968±0.080)、頂葉(0.931±0.075)白質(zhì)、內(nèi)囊前肢(0.948±0.095)、內(nèi)囊后肢(0.908±0.050)MD值顯著升高(P0.05),內(nèi)囊前肢(0.885±0.091)、內(nèi)囊后肢(1.131±0.106)MK值顯著降低(P0.05),內(nèi)囊前肢(1.651±0.147)DA值顯著升高(P0.05),額葉(0.763±0.086)、頂葉(0.729±0.072)、顳葉白質(zhì)(0.767±0.079)、內(nèi)囊前肢(0.581±0.062)、內(nèi)囊后肢(0.469±0.049)DR值及頂葉(0.953±0.068)白質(zhì)MK值顯著升高(P0.05),額葉(0.738±0.069)、枕葉(0.707±0.058)、顳葉(0.647±0.062)白質(zhì)及內(nèi)囊前肢(0.649±0.058)、內(nèi)囊后肢(0.571±0.058)、胼胝體膝部(0.475±0.047)、胼胝體壓部(0.457±0.074)KA值及頂葉(1.191±0.126)、枕葉(1.010±0.120)白質(zhì)及內(nèi)囊后肢(1.865±0.305)KR值顯著降低(P0.05),而顳葉(1.173±0.179)白質(zhì)KR值升高(P0.05)。8.與健康對照組相比,RRMS患者尾狀核頭(0.504±0.080,0.648±0.095)、丘腦(0.748±0.113,0.716±0.090)、蒼白球(0.713±0.050,0.754±0.062)、殼核(0.592±0.063,0.805±0.056)MK值及KA值明顯下降(P0.05),蒼白球FA值(0.334±0.051)、MD值(1.036±0.106)、DA值(1.421±0.153)、DR值(0.857±0.102)及丘腦MD值(0.936±0.069)、DA值(1.263±0.123)顯著升高(P0.05),尾狀核頭(0.414±0.078)、蒼白球(0.645±0.085)、殼核(0.448±0.085)KR值、尾狀核頭DR值(0.758±0.026)及尾狀核頭(1.027±0.064)、殼核(1.064±0.071)DA值顯著降低(P0.05)。9. RRMS患者病灶FA值(0.187±0.762)、MK值(0.468±0.144)、KA值(0.426±0.101)、KR值(0.521±0.193)與對側(cè)NAWM及灶周NAWM相比明顯降低,(P0.05),而MD值(1.905±0.502)、DA值(2.270±0.541)及DR值(1.722±0.494)顯著升高(P0.05)。灶周NAWM與對側(cè)NAWM比較FA值(0.385±0.081)、KR值(1.160±0.167)降低明顯(P0.05)。結(jié)論：1.腦靜脈血相位值間接反映了腦靜脈血氧含量水平,利用SWI技術(shù)通過對腦靜脈血相位值的測定可對腦組織缺氧進(jìn)行定量評估。RRMS患者腦靜脈血相位值明顯低于健康對照組,腦組織處于相對缺氧狀態(tài)。2.與健康對照者相比,RRMS患者腦內(nèi)深部灰質(zhì)核團(tuán)存在鐵過度沉積,而一些核團(tuán)腦鐵異常增多與其引流靜脈血氧含量降低存在一定程度的關(guān)聯(lián)。3.DKI能敏感發(fā)現(xiàn)RRMS患者NAWM以及灰質(zhì)核團(tuán)微結(jié)構(gòu)改變,有望作為RMS早期診斷及病情評估的重要依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.2;R744.51

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