第一部分：基于磁共振彌散張量成像與最大信號強度投影后處理的腕部神經三維顯示 目的：利用最大信號強度投影（MIP）后處理方法重建磁共振彌散張量成像(DTI)掃描所得原始圖像，以實現(xiàn)腕部神經的3D立體展示；比較在不同掃描方案（不同彌散方向數(shù)目）下所測得的彌散數(shù)據以及3D神經成像效果的差異。 材料和方法：圖像采集應用GE公司生產的Signa HDxt3.0T磁共振掃描儀，8通道腕關節(jié)專用線圈完成。本研究共招募10名年輕健康志愿者（雙側腕關節(jié)）進行DTI掃描，掃描的彌散方向數(shù)設定為6個方向（DTI6）和25個方向（DTI25）兩組。MIP后處理時選擇2種DTI原始圖像進行處理：（1）屬于單一方向（垂直于神經）的圖像；（2）T2-weighted trace圖像。各向異性分數(shù)（FA）和表觀彌散系數(shù)(ADC)采用多位點進行測量：正中神經在遠側尺橈關節(jié)，豌豆骨，鉤狀骨平面（分別命名為M1，M2，M3）進行測量；尺神經在遠側尺橈關節(jié)，豌豆骨平面（分別命名為U1，U2）進行測量。這些測試位點的彌散數(shù)據（FA值與ADC值）在DTI6和DTI25之間進行比較。2位影像科醫(yī)師分別隨機、獨立地對獲得的志愿者的3D神經圖像按照自設的量表進行評分。另外，5名腕管綜合征患者（6側患腕），6名腕部神經切割傷患者（6側患腕）以及1名腕部正中神經神經纖維瘤患者被招募進行相同DTI掃描和后處理。 結果：在6個方向與25個方向掃描方式下，單一方向原始圖像的MIP重建和T2-weighted trace圖像的MIP重建均能清楚立體地顯示腕部神經。對于DTI6與DTI25彌散數(shù)據，除了在豌豆骨水平處的尺神經的FA值有差異(p=0.03)外，其余測試位點的FA值與ADC值均無顯著統(tǒng)計學差異。關于3D神經成像評分，每種原始圖像MIP重建方法在DTI6與DTI25間沒有顯著差異。單一方向MIP重建成像評分明顯高于T2-weighted trace (p0.01)，得益于前者有更高的神經信號強度。對于神經病變案例的觀察，單一方向MIP重建可以直觀地觀察到病變神經的形態(tài)學異常；對于神經離斷傷隨訪，觀察到的離斷神經遠端形態(tài)學和信號強度變化符合神經再生情況。 結論：6個方向和25個方向DTI掃描獲得的單一方向和T2-weighted trace原始圖像經由MIP重建均能清晰地顯示腕部神經；正中神經的FA值和ADC值在6個方向掃描所得DTI數(shù)據中能被準確測量；采用6個方向掃描和MIP重建是一種評價周圍神經的高效方法。 第二部分：基于腕部磁共振彌散張量成像數(shù)據的兩種容積再現(xiàn)重建方法對腕部神經立體顯示效果的比較 目的：磁共振彌散張量成像（DTI）掃描后，對獲得的原始數(shù)據進行兩種方法的后處理，即單一方向容積再現(xiàn)（VR）重建，與抑制各向同性組織信號的單向編碼成像減影技術（SUSHI）處理后再進行VR重建，獲得腕部周圍神經的立體顯示，并比較他們之間在成像質量、噪聲水平、噪聲去除難度方面的差別。 材料和方法：圖像采集應用GE公司生產的Signa HDxt3.0T磁共振掃描儀，8通道腕關節(jié)專用線圈完成。該項研究對來自于10名健康志愿者的20例腕部，來自5名腕管綜合征的6側患腕以及6名腕部神經切割傷患者的6側患腕，進行了6個方向和25個方向的DTI掃描（命名為DTI6和DTI25），掃描后進行單一方向和SUSHI處理后的VR重建，2名觀察者分別隨機、獨立地對于志愿者的3D神經成像質量、噪聲水平以及去除噪聲的難易程度依據我們設計的評分量表進行評分。 結果：在DTI6和DTI25中，經單一方向VR重建后，所有腕部的神經均能被立體地顯示出來，神經顯示清楚，信號強度高，但噪聲較多。在DTI25中經SUSHI處理后VR重建，腕部各條神經顯示清楚，神經信號值優(yōu)良，未見明顯衰減。在DTI6中經SUSHI處理后VR重建發(fā)現(xiàn)部分尺神經(7/20)減影后信號強度在局部有所丟失。單一方向VR重建與SUSHI處理后VR重建成像質量對于正中神經無顯著差異，對于DTI6中的尺神經有顯著差異（p0.05）。SUSHI處理后噪聲明顯減少，而且噪聲變得稀松，不與神經連接，更容易去除。對腕部神經切割傷患者的隨訪發(fā)現(xiàn)，SUSHI處理后VR重建可以清楚顯示瘢痕內部再生神經的形態(tài)。 結論：對25個方向掃描的DTI原始數(shù)據進行單一方向VR重建與SUSHI處理后VR重建均能清晰顯示腕部的神經，SUSHI處理能去除絕大部分噪聲，是一種有效的去除噪聲的工具，并極適用于觀察瘢痕內部神經再生情況。 第三部分：基于磁共振彌散張量成像與多種后處理方法的肘部神經立體顯示及其應用 目的：探索采用舒適度較高的柔性線圈進行肘部磁共振彌散張量成像（DTI）掃描后獲得原始資料，運用三種后處理方法——單一方向容積再現(xiàn)（VR）、最大信號強度投影（MIP）重建，纖維追蹤，獲得肘部周圍神經的立體顯示，并比較VR、MIP與纖維追蹤方法顯示神經效果的差異和相關性，探討單一方向VR、MIP后處理方法的應用價值。 材料和方法：共有12名健康志愿者(24肘部)被招募進行肘部DTI掃描，磁共振掃描儀為西門子公司生產的Siemens Magenetom Verio3.0T掃描儀，線圈為西門子4通道柔性線圈（Flex small4），掃描彌散方向數(shù)目為20，隸屬于單一方向（前后方向，垂直于神經）的原始圖像被導入工作站進行VR和MIP重建，所有DTI掃描數(shù)據被導入西門子磁共振工作站進行纖維追蹤后處理。由2名觀察者依照自設的評分量表依據目標神經能否完全顯示對VR、MIP和纖維追蹤成像質量進行隨機、獨立的評分。對于同一條神經的評分，單一方向VR、MIP和纖維追蹤之間采用Friedman檢驗，當p值小于0.05時認為有顯著統(tǒng)計學差異。利用組內相關系數(shù)分析比較三種后處理方法對于每條神經評分的相關性。兩觀察者之間和同一觀察者不同時間點之間的評分一致性由Kappa統(tǒng)計方法進行分析。另有1名肘管綜合征患者和1名尺神經卡壓患者（10年前因肘部尺神經損傷行修復術并肌下前置術）被招募進行肘部DTI掃描，并進行多種后處理（GE Signa HDxt3.0T磁共振掃描儀，膝關節(jié)線圈，掃描參數(shù)與后處理方法同第一、二部分），以確定這些方法對于病變神經形態(tài)描述是否準確。 結果：24肘部測試結果顯示，通過上述三種后處理方法均可達到肘部周圍神經的立體顯示。單一方向VR、MIP后處理方式較纖維追蹤更容易完成。對于每條神經成像質量，單一方向VR、MIP重建與纖維追蹤評分無明顯差異。三種后處理方法成像質量評分之間的相關性通過組內相關系數(shù)（ICC）分析得出結果，提示三者之間存在明顯相關（ICC值為0.709-0.901），即關于相同個體三種后處理方法的評分具有一致性。兩觀察者之間和同一觀察者不同時間點評分一致性的Kappa分析提示一致性為良好-優(yōu)異（κ值為0.674-0.909）。通過單一方向VR、MIP重建能立體直觀地觀察到肘管綜合征患者尺神經在肘管部受壓變扁平等形態(tài)學改變，以及尺神經前置卡壓患者尺神經肌下段卡壓變細、成角明顯的表現(xiàn)。 結論：DTI掃描后的原始圖像進行VR、MIP、纖維追蹤三種后處理方法均能得到肘部周圍神經的立體顯示效果。VR、MIP后處理方式可以作為相對復雜的纖維追蹤法的預覽工具，在纖維追蹤進行前評價DTI原始圖片質量是否滿意。應用單一方向VR、MIP重建可以較二維圖像更直觀地觀察病變神經整體形態(tài)。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R445.2;R651.3

【參考文獻

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本文編號：2494167