第一部分正常成人大腦結(jié)構(gòu)年齡相關(guān)性變化的DTI研究 目的: 利用3.0T超高場(chǎng)磁共振掃描儀進(jìn)行DTI研究,探討正常成人不同腦組織結(jié)構(gòu)的各向異性及擴(kuò)散特征,描述其部分各向異性(FA)和平均擴(kuò)散率(MD)及其與年齡之間的相關(guān)性變化。 材料與方法: 對(duì)80例正常成人行MR檢查,其中男47例,女33例,年齡20～81歲,平均49.5歲。將研究對(duì)象按年齡分為3組:20～39歲為青年組(28例)、40～59歲為中年組(30例)、60歲及以上為老年組(22例)。所有受檢者均無神經(jīng)系統(tǒng)和影響神經(jīng)系統(tǒng)的疾病。采用GE Signa Excite 3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀進(jìn)行檢查,使用8通道頭部線圈。均行常規(guī)T1 FLAIR、T2WI、FLAIR掃描,部分行擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)掃描。DTI掃描采用單次激發(fā)自旋回波平面成像(EPI),在25個(gè)方向上施加擴(kuò)散敏感梯度,擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)(b值)為1000s/mm~2。在GE公司提供的工作站(AW4.2)上,利用Functool軟件對(duì)DTI數(shù)據(jù)資料的進(jìn)行處理,獲得部分各向異性(FA)圖及平均擴(kuò)散系數(shù)(MD)圖。針對(duì)每個(gè)研究對(duì)象,均分別于胼胝體膝部、壓部、內(nèi)囊前肢、后肢、額葉白質(zhì)、半卵圓中心、尾狀核頭、丘腦、豆?fàn)詈诉x取感興趣區(qū)(regions of interest,ROIs),測(cè)量每個(gè)ROI的FA及MD值。描繪出不同腦組織結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散及各向異性特征,并對(duì)其FA和MD值均進(jìn)行兩兩比較;對(duì)每個(gè)部位的FA、MD值均進(jìn)行與年齡的相關(guān)性分析,并分別進(jìn)行三個(gè)組的組間比較,P值＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)果: 1、不同腦組織結(jié)構(gòu)的各向異性及擴(kuò)散特征 (1)左、右兩側(cè)大腦半球之間各對(duì)稱部位FA、MD值的差異及男女性別之間相同部位FA、MD值的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。得出80例正常成人9個(gè)不同腦結(jié)構(gòu)的FA、MD值((?)±s)。 (2)通過不同腦結(jié)構(gòu)之間FA、MD值的兩兩比較發(fā)現(xiàn):除尾狀核頭與豆?fàn)詈说腇A值之間的差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.189)以外,其它不同腦結(jié)構(gòu)的FA值兩兩之間均存在非常顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.01)。腦白質(zhì)的FA明顯高于灰質(zhì),其中胼胝體壓部的FA值最高(0.784±0.049),其它腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)中從高到低依次為胼胝體膝部、內(nèi)囊后肢、內(nèi)囊前肢、半卵圓中心、額葉白質(zhì)。胼胝體膝部的MD值最高,其余各腦灰白質(zhì)結(jié)構(gòu)的MD值之間有或無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但不存在明顯的規(guī)律性。 (3)得出正常成人不同年齡組腦不同結(jié)構(gòu)之間的FA值和MD值。 2、正常成人腦不同結(jié)構(gòu)FA、MD值與年齡的相關(guān)性 (1)隨著年齡的增加,胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、額葉白質(zhì)、半卵圓中心的FA值與年齡呈顯著性負(fù)相關(guān)(P＜0.05),丘腦、豆?fàn)詈说腇A值與年齡呈顯著性正相關(guān)(P＜0.05)。胼胝體壓部、內(nèi)囊后肢、尾狀核頭的FA值隨年齡增加有減低趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。 (2)隨著年齡的增加,胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢、額葉白質(zhì)、半卵圓中心、尾狀核頭、丘腦、豆?fàn)詈说腗D值與年齡呈顯著性正相關(guān)(P＜0.05),胼胝體壓部的MD值與年齡的相關(guān)性無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),但隨年齡增長(zhǎng)有增加趨勢(shì)。 3、各年齡組間腦不同結(jié)構(gòu)FA、MD值的比較 (1) FA值的組間比較:胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、額葉白質(zhì)、半卵圓中心、丘腦、豆?fàn)詈说腇A值各組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。其中,胼胝體膝部的FA值表現(xiàn)為:青年組＞＞中年組(P＜0.01),青年組＞老年組(P＜0.05);內(nèi)囊前肢的FA值僅表現(xiàn)為:青年組＞＞老年組;額葉白質(zhì)、半卵圓中心的FA值表現(xiàn)為:青年組＞＞老年組,中年組＞老年組;不同的是,丘腦的FA值表現(xiàn)為:老年組＞＞青年組,老年組＞＞中年組;豆?fàn)詈说腇A值表現(xiàn)為:老年組＞青年組。此外,僅表現(xiàn)為中年組＞老年組的為內(nèi)囊后肢。 (2)MD值的組間比較:胼胝體膝部、內(nèi)囊前肢、內(nèi)囊后肢、額葉白質(zhì)、半卵圓中心、尾狀核頭、丘腦、豆?fàn)詈说腗D值各組間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。其中,胼胝體膝部的MD值表現(xiàn)為:中年組＞青年組(P＜0.05),老年組＞＞青年組(P＜0.01);額葉白質(zhì)的MD值表現(xiàn)為:老年組＞＞中年組＞青年組;剩余其它各結(jié)構(gòu)的MD值均表現(xiàn)為:老年組＞＞青年組(內(nèi)囊后肢:老年組＞青年組),老年組＞＞中年組(內(nèi)囊前肢:老年組＞中年組)。胼胝體壓部的MD值在各組間均無顯著差異。 結(jié)論: 1、3.0T磁共振DTI能夠很好的顯示大腦白質(zhì)纖維的解剖結(jié)構(gòu),為研究中精確的定位及定量分析腦顯微結(jié)構(gòu)的變化提供條件。不同腦組織結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散及各向異性特征不同,獲得3.0T磁共振檢查條件下不同年齡組大腦主要解剖部位FA、MD參數(shù)的正常值,方便臨床研究參考。 2、FA、MD值能定量反應(yīng)腦組織微結(jié)構(gòu)的變化,正常成人大腦結(jié)構(gòu)的各向異性變化與年齡的變化有相關(guān)性,并且存在一定的規(guī)律。隨著年齡的增長(zhǎng),大多數(shù)腦結(jié)構(gòu)的FA值會(huì)降低,MD值會(huì)增加。其中值得注意的是,丘腦和豆?fàn)詈说腇A值隨年齡增長(zhǎng)而增加,胼胝體壓部的參數(shù)值與年齡之間并無明顯相關(guān)。 3、在不同年齡組間,大多數(shù)腦結(jié)構(gòu)的FA、MD值表現(xiàn)為老年組與青、中年組之間的差異,這說明在60歲以后正常老年人的大腦微結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化,這是常規(guī)MRI所不能發(fā)現(xiàn)和提供的信息,有助于形成一個(gè)作為與神經(jīng)退行性疾病相比較的對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)。 第二部分腦白質(zhì)疏松的DTI研究 目的: 利用3.0T MR進(jìn)行腦白質(zhì)疏松(LA)的DTI研究,探討LA病灶和表現(xiàn)正常白質(zhì)(NAWM)區(qū)域的各向異性及擴(kuò)散特征,并將其與正常對(duì)照組的FA、MD值相比較,并研究LA的FA、MD值與LA嚴(yán)重程度和認(rèn)知功能之間的關(guān)系。 材料與方法: 對(duì)50例腦白質(zhì)疏松(LA)者行DTI檢查,其中男33例,女17例,年齡52～82歲,平均67.8歲。選取35例無LA的正常老年人作為對(duì)照組,其中男23例,女12例,年齡50～81歲,平均66.3歲。兩組受檢者的年齡、性別相匹配。所有受檢者均行常規(guī)MR掃描、DWI和DTI成像(同第一部分)。對(duì)DTI數(shù)據(jù)資料進(jìn)行后處理,分別于側(cè)腦室前角周圍白質(zhì)、側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)和半卵圓中心區(qū)域選取感興趣區(qū)(ROIs),測(cè)量LA病灶和病灶周圍表現(xiàn)正常白質(zhì)(NAWM)的FA和MD值。正常對(duì)照組在相同部位遠(yuǎn)離腦室壁位置的腦白質(zhì)區(qū)域雙側(cè)對(duì)稱各設(shè)置3個(gè)相鄰的ROIs,測(cè)量其正常白質(zhì)的FA和MD值,同一部位的取平均值。參考T2WI和FLAIR圖像將LA按嚴(yán)重程度分為4級(jí)(0級(jí):無LA;1級(jí):輕度;2級(jí):中度;3級(jí):重度)。對(duì)所有LA者進(jìn)行神經(jīng)心理測(cè)試(簡(jiǎn)易精神狀態(tài)量表,MMSE),得出MMSE評(píng)分,按不同受教育程度(文盲、小學(xué)、中學(xué)/中專、大學(xué)/大專)MMSE評(píng)分(共30分)分別低于或等于(17、20、22、23)者被劃分為癡呆。根據(jù)以上的標(biāo)準(zhǔn),50例LA中,24例被劃分為癡呆。將LA病灶與NAWM的FA、MD值及周NAWM與正常對(duì)照組相應(yīng)白質(zhì)的FA、MD值進(jìn)行比較;比較LA嚴(yán)重程度、認(rèn)知功能(癡呆、MMSE評(píng)分)與病灶及NAWM的FA、MD值之間的關(guān)系。P值＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)果: 1、LA病灶、NAWM的各向異性及擴(kuò)散特征及其與正常對(duì)照組白質(zhì)的FA、MD值比較 (1)LA病灶在FA圖和MD圖上所表現(xiàn)的信號(hào)特點(diǎn)不同。比較兩組病例左右半球雙側(cè)相同部位的FA、MD值,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。50例LA病灶的FA、MD值與NAWM相應(yīng)部位參數(shù)之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。LA病灶的FA值明顯低于NAWM,而病灶的MD值則明顯高于NAWM。 (2)50例NAWM(側(cè)腦室前角周圍、半卵圓中心)與35例正常對(duì)照組相應(yīng)部位白質(zhì)的FA、MD值之間的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),表現(xiàn)為前者的FA值低于后者,前者的MD值高于后者。其中,側(cè)腦室前角周圍的參數(shù)值在兩者之間表現(xiàn)出明顯的差異性(P＜0.01)。側(cè)腦室后角周圍NAWM的FA、MD值與對(duì)照組相應(yīng)參數(shù)之間的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。 (3)LA病灶不同部位之間及NAWM不同部位之間FA、MD值的差異有顯著性意義。通過兩兩比較可以發(fā)現(xiàn):就LA病灶而言,側(cè)腦室前角周圍的FA值最小,為0.205±0.056;就NAWM而言,側(cè)腦室前角周圍的FA值最小,MD值最大,分別為0.318±0.066,(0.926±0.067)×10~(-3)mm~2/s。 2、病灶及NAWM的FA、MD值與LA嚴(yán)重程度的相關(guān)性 (1) FA值與LA嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān),LA程度越嚴(yán)重,FA值越低。其中,側(cè)腦室前角周圍病灶的FA值與LA嚴(yán)重程度的相關(guān)性最為明顯(P＜0.05),而半卵圓中心的病灶及NAWM的FA值與LA嚴(yán)重程度無顯著相關(guān)(P＞0.05),但隨著LA程度的加重表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。 (2) MD值與LA嚴(yán)重程度呈正相關(guān),LA程度越嚴(yán)重,MD值則越高。其中,以各部位病灶及側(cè)腦室前角周圍NAWM的MD值與LA嚴(yán)重程度有明顯相關(guān)(P＜0.01),而側(cè)腦室后角周圍及半卵圓中心NAWM的MD值隨著LA程度的加重表現(xiàn)為升高趨勢(shì),但兩者之間無顯著相關(guān)性(P＞0.05)。 (3) LA的嚴(yán)重程度與年齡之間無顯著相關(guān)性。 3、LA嚴(yán)重程度及病灶、NAWM的FA、MD值與認(rèn)知功能(MMSE)的關(guān)系 (1)LA嚴(yán)重程度與MMSE評(píng)分之間存在明顯負(fù)相關(guān)(r=-0.679,P=0.000),隨著LA程度的加重,MMSE評(píng)分逐漸減低。LA嚴(yán)重程度與癡呆的發(fā)生率明顯相關(guān)(x~2=19.958,P=0.000),LA越重,癡呆發(fā)生率越高。 (2)MMSE評(píng)分與LA病灶及NAWM的FA、MD值有相關(guān),表現(xiàn)為FA值越高,MMSE評(píng)分越高,即認(rèn)知功能受損越輕微;MD值越高,MMSE評(píng)分越低,即認(rèn)知功能受損越嚴(yán)重。尤其顯著的是側(cè)腦室前角周圍病灶及NAWM的MD值(P=0.000)。 結(jié)論: 1、DTI能夠反映常規(guī)MRI所發(fā)現(xiàn)不了的腦白質(zhì)疏松的白質(zhì)微結(jié)構(gòu)變化及其與LA嚴(yán)重程度和認(rèn)知功能的相關(guān)性。LA病灶和周圍表現(xiàn)正常腦白質(zhì)(NAWM)的FA、MD值均有特征性的異常改變,表現(xiàn)為前者明顯減低,后者有所增加。其中,側(cè)腦室前角周圍腦結(jié)構(gòu)受LA病損的影響最為明顯。 2、LA病灶和NAWM的DTI參數(shù)能夠定量的反應(yīng)LA的嚴(yán)重程度。隨著LA程度的加重,FA值減低越明顯,MD值越增高。側(cè)腦室前角周圍病灶及NAWM的DTI表現(xiàn)與LA嚴(yán)重程度的相關(guān)性最明顯。這為L(zhǎng)A程度的評(píng)估和判定提供一個(gè)輔助的觀察要素。 3、LA嚴(yán)重程度與認(rèn)知功能損害的輕重有明顯關(guān)聯(lián),LA程度越重,癡呆的發(fā)生率愈高。MMSE評(píng)分與側(cè)腦室前角周圍病灶及NAWM的MD值密切相關(guān)。DTI通過監(jiān)測(cè)部分量化指標(biāo)的高低可觀察LA的進(jìn)展,這有助于使DTI成為疾病回顧性研究和臨床治療方面的一個(gè)很好的評(píng)估工具。
【學(xué)位單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：R445.2
【部分圖文】：

圖1一3月南灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的感興趣區(qū)(隊(duì)、MD圖)圖A、B為尾狀核頭、氏腦及以狀核。Figtlrel一3Regiolzsofi;zterest(ROIs)of紅ey，11atterollFA/MD，naPs.Headofeaudate;lueleuthala，nusa;ldle，飛tifonn11ucleus(FigA，B).

第一部分正常成人犬腦結(jié)構(gòu)年齡相關(guān)性變化的DT工研兄圖1一3月南灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的感興趣區(qū)(隊(duì)、MD圖)圖A、B為尾狀核頭、氏腦及以狀核。Figtlrel一 3Regiolzsofi;zterest(ROIs)of紅ey， 11atterollFA/MD， naPs.Headofeaudate;lueleusthala， nusa;ldle，飛 tifonn11ucleus(FigA，B).圖卜4Figurel一4鏡面對(duì)稱方式選取感興趣隊(duì) ROIsdesided121ellalltiolnorpho:15(TZWI，b二O)way(TZWI，b=O)

第二部分腦白質(zhì)疏松的叮I研兄圖2一2(C、D)LA織感興趣區(qū)的選取和值測(cè)址(、}代卵圓中心的病灶與周1祠表現(xiàn)正常自質(zhì))圖C為部分各向異性圖(隊(duì)圖):圖D為擴(kuò)散圖(MD圖)。FigrUreZ一 1Se!eetzngandmeasuringregiollsofillterest(ROIs)ir飛 LAgrouP:lesiolzsaxldNAW卜4Ofcentru， nsel:飛 iovale.Factio;lalanisotropy，::aps(FigC);di肋sivity:naps(FigD).42
【參考文獻(xiàn)】

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