發(fā)布時間：2017-08-23 00:36

  本文關(guān)鍵詞：阿爾茨海默病全腦非高斯擴散改變的擴散峰度成像研究

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【摘要】：目的：分析不同采集方案得到的擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)參數(shù)對不同組織微觀結(jié)構(gòu)的分辨能力和對胼胝體微觀結(jié)構(gòu)成像的優(yōu)劣,探尋最優(yōu)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的DKI采集方案。然后研究早期阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者全腦白質(zhì)和灰質(zhì)的非高斯擴散(non-Gaussian diffusion)改變的特點。材料和方法：選取6名健康右利手志愿者行常規(guī)磁共振成像序列和擴散序列掃描,使用的擴散敏感因子(b值)有b=0的參考基準和b=500s/mm2、b=1000s/mm2、 b=1500s/mm2、b=2000s/mm2、b=2500s/mm2,擴散梯度編碼方向個數(shù)為30個,利用FSL軟件進行頭動、渦流校正等預(yù)處理,在MATLAB R2010b平臺上計算不同b值組合采集方案下的表觀峰度系數(shù)(apparent kurtosis coefficient, AKC)、表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient, ADC)、軸向峰度系數(shù)(axial kurtosis,AK)和徑向擴散系數(shù)(radial kurtosis, RK)等參數(shù)圖。全面評估不同方案得到的參數(shù)對灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液的分辨能力及對胼胝體微觀結(jié)構(gòu)成像的優(yōu)劣。然后選取在我院進行診治的早期阿爾茨海默病患者26例,收集年齡匹配的26例健康志愿者作為正常對照(normal control, NC)組。采集所有阿爾茨海默病患者及健康志愿者的基本信息及相關(guān)臨床病史,排除抑郁、焦慮等影響神經(jīng)精神學(xué)量表評分的疾病,對所有受試者進行簡易智能量表(Mini-mental state examination, MMSE)、蒙特利爾認知評估(Montreal cognitive assessment, MOCA)、臨床癡呆分級(clinical dementia rate, CDR)、Hachinski缺血指數(shù)量表(Hachinski Ischemic Score, HIS)、漢密爾頓抑郁量表(Hamilton Depression Scale, HAMD)和漢密爾頓焦慮量表(Hamilton Anxiety Scale, HAMA)等神經(jīng)精神學(xué)量表評分。并采用3.0T MR掃描儀進行常規(guī)MRI與最優(yōu)DKI序列掃描。利用FSL軟件進行頭動校正、渦流校正等預(yù)處理,采用DKE (diffusion kurtosis estimator)軟件得到平均峰度系數(shù)(mean kurtosis, MK)、AK、RK、部分各向異性(factional anisotropy, FA)和平均擴散系數(shù)(mean diffusivity, MD)、軸向擴散系數(shù)(axial diffusivity, AxD)、徑向擴散系數(shù)(radial diffusivity, RD)的參數(shù)圖,然后采用統(tǒng)計參數(shù)圖SPM8軟件包對兩組受試者全腦白質(zhì)和灰質(zhì)的所有參數(shù)進行基于體素的分析(voxel-based analysis, VBA),并進行AD病人全腦的參數(shù)MK、FA和MD與神經(jīng)精神病學(xué)量表評分之間的相關(guān)性分析。結(jié)果：1、①僅增加b值的個數(shù)不僅不能提高DKI對不同組織的分辨能力,反而增大擬合誤差,而且延長采集時間。而2個b值的采集方案降低了臨床的應(yīng)用時間,且不會減低對不同組織的分辨能力；②1000s/mm2和2000s/mm2的采集方案得出的峰度參數(shù)更能真實地反映胼胝體的微觀結(jié)構(gòu)特征；2、①AD患者白質(zhì)區(qū)域中的胼胝體、雙側(cè)扣帶束、雙側(cè)額葉及雙側(cè)顳葉白質(zhì)的MD、AxD和RD值顯著升高(P0.001), MK、AK、RK和FA值顯著降低(P0.001)；②AD患者灰質(zhì)區(qū)域中的雙側(cè)海馬旁回,海馬,扣帶回,胼胝體下回,顳葉和額葉灰質(zhì)的MD、AxD和RD值顯著升高(P0.001), MK、 AK、RK值顯著降低(P0.001)。值得注意的是,皮層下灰質(zhì)的豆狀核于峰度參數(shù)圖上表現(xiàn)為顯著升高(P0.001),但于其他參數(shù)上無顯著改變；③AD患者在MD、AxDRD中顯示的異常范圍與MK、AK、RK和FA顯示的異常范圍不同；④在AD患者中,參數(shù)MK在胼胝體、左側(cè)扣帶束、雙側(cè)顳葉和額葉白質(zhì)區(qū)域與MMSE評分呈顯著正相關(guān)(P0.001)。參數(shù)FA在胼胝體和左側(cè)扣帶束區(qū)域與MMSE評分呈顯著正相關(guān)(P0.001)。參數(shù)MD在胼胝體和右側(cè)扣帶束區(qū)域與MMSE評分呈顯著負相關(guān)(P0.001)。參數(shù)MK發(fā)現(xiàn)的具有相關(guān)性的區(qū)域多于參數(shù)FA和MD發(fā)現(xiàn)的相關(guān)性區(qū)域。結(jié)論：中樞神經(jīng)系統(tǒng)的DKI優(yōu)化采集方案采用b值1000s/mm2與2000s/mm2較為適宜。AD患者早期即有多個灰質(zhì)和白質(zhì)腦區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)改變,皮層下豆狀核的微觀結(jié)構(gòu)改變較復(fù)雜,DKI技術(shù)從非高斯擴散這一新的視角發(fā)現(xiàn)這些改變。此外,AD患者不同部位的DKI的不同參數(shù)與臨床病情嚴重程度有不同程度的相關(guān)性,峰度參數(shù)可能更反映AD的嚴重程度,說明DKI的不同參數(shù)在不同類型的擴散變化上有不同的敏感性,DKI是傳統(tǒng)擴散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)的有力補充。
【關(guān)鍵詞】：阿爾茨海默病 擴散峰度 成像平均峰度系數(shù) 軸向峰度系數(shù) 徑向峰度系數(shù) 部分各向異性基于體素的分析
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R749.16;R445.2
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 縮略語/符號說明10-12
• 前言12-15
• 研究現(xiàn)狀、成果12-13
• 研究目的、方法13-15
• 一、擴散峰度成像采集方案的優(yōu)化研究15-24
• 1.1 對象和方法15-18
• 1.1.1 研究對象15
• 1.1.2 MR掃描15
• 1.1.3 數(shù)據(jù)處理15-16
• 1.1.4 DKI參數(shù)對不同結(jié)構(gòu)組織的分辨能力16-17
• 1.1.5 峰度參數(shù)對胼胝體的局部微觀結(jié)構(gòu)成像17-18
• 1.2 結(jié)果18-20
• 1.2.1 DKI參數(shù)對灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液的分辨能力18-19
• 1.2.2 峰度參數(shù)對胼胝體的局部微觀結(jié)構(gòu)成像特點19-20
• 1.3 討論20-23
• 1.3.1 擴散峰度成像的提出20-21
• 1.3.3 擴散峰度成像的優(yōu)化21-23
• 1.4 小結(jié)23-24
• 二、阿爾茨海默病全腦非高斯擴散改變的擴散峰度成像研究24-38
• 2.1 對象和方法24-27
• 2.1.1 研究對象24-25
• 2.1.2 MR掃描25
• 2.1.3 參數(shù)圖的計算25-26
• 2.1.4 基于體素的分析26-27
• 2.2 結(jié)果27-32
• 2.2.1 DKI對AD患者全腦白質(zhì)區(qū)域的研究27
• 2.2.2 DKI對AD患者全腦灰質(zhì)區(qū)域的研究27
• 2.2.3 AD患者DKI參數(shù)改變與臨床認知水平的相關(guān)性分析27-32
• 2.3 討論32-37
• 2.3.1 AD患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病理改變特點32-33
• 2.3.2 AD患者全腦白質(zhì)非高斯擴散變化的特點33-35
• 2.3.3 AD患者全腦灰質(zhì)非高斯擴散變化的特點35-36
• 2.3.4 AD患者DKI參數(shù)改變與臨床認知水平的相關(guān)性36-37
• 2.4 小結(jié)37-38
• 結(jié)論38-39
• 參考文獻39-46
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明46-47
• 附錄47-59
• 綜述 擴散峰度成像及其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究進展59-69
• 綜述參考文獻65-69
• 致謝69-70

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本文編號：722008