發(fā)布時(shí)間：2018-08-04 18:35

【摘要】：第一部分DTI定量分析鼻咽癌放療后常規(guī)MRI顯示陰性的腦白質(zhì)擴(kuò)散張量改變的應(yīng)用研究 目的： 通過(guò)測(cè)量鼻咽癌放療前及放療后不同階段常規(guī)MRI顯示陰性的顳葉腦白質(zhì)的FA值、λ‖及λ⊥,并進(jìn)行縱向?qū)Ρ确治?探討放療對(duì)顳葉白質(zhì)水分子擴(kuò)散的影響,以及擴(kuò)散特征隨時(shí)間變化的規(guī)律。評(píng)估DTI顯示和追蹤放療后常規(guī)MRI顯示陰性的顳葉腦白質(zhì)微觀病理改變的可行性與臨床應(yīng)用價(jià)值。 材料和方法： 對(duì)64例鼻咽癌患者(男46例,女18例,年齡18-65歲,平均年齡44歲)進(jìn)行磁共振擴(kuò)散張量成像(DTI)檢查,其中放療前16例,放療后起48例。放療前患者歸入對(duì)照組：放療后患者依據(jù)國(guó)內(nèi)外較常采用的放射治療后分期方法分為3組：組1(GoupⅠ),放療后0-6個(gè)月,即放射性腦損傷的急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期；組2(GoupⅡ),放療后6-12個(gè)月,即放射性腦損傷的晚期遲發(fā)性反應(yīng)期；組3(GoupⅢ),放療后6-12個(gè)月,仍為放射性腦損傷的晚期遲發(fā)性反應(yīng)期,每組16例。放療前后各組年齡、性別、受教育程度、吸咽及飲酒量匹配。所有患者均經(jīng)病理檢查證實(shí)；放療后患者均為首次接受放射；放射治療方案為頭頸聯(lián)合野三維適形放療(總劑量／分割劑量／分割次數(shù),66-72Gy/2Gy,分割次數(shù)為33～36),總放射治療時(shí)間為43～51天,所有患者在放療中接受同部化療,主要的化療藥物為順鉑、環(huán)磷酰胺等：所有患者未發(fā)現(xiàn)鼻咽癌顱內(nèi)侵犯,無(wú)顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤或轉(zhuǎn)移瘤,無(wú)顱內(nèi)血管性病變,無(wú)嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病如心臟病、糖尿病、高血壓等,放療前后均未出現(xiàn)明顯的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,常規(guī)MRI掃描腦組織表現(xiàn)無(wú)明顯異常。 使用飛利浦1.5T雙梯度磁共振掃描儀進(jìn)行DTI數(shù)據(jù)采集,接收核磁共振信號(hào)使用16通道神經(jīng)血管線圈。DTI數(shù)據(jù)采集采用單次激發(fā)的自旋回波平面回波序列,平行于大腦前后聯(lián)合得到全腦軸位彌散加權(quán)成像。擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?3個(gè),擴(kuò)散敏感系數(shù)b=0和b=800s/mm2,重復(fù)時(shí)間(TR)=10793ms；回波時(shí)間(TE).62ms；翻轉(zhuǎn)角(flip angle)=90°；矩陣(matrix size)=128x128；視野(FOV)=21×21cm；層間隔=0mm,激勵(lì)次數(shù)(NEX)=I；共50層。DTI數(shù)據(jù)分析使用DTIStudio軟件,原始的DICOM數(shù)據(jù)經(jīng)MRIcro軟件轉(zhuǎn)化為四維NIFTI格式數(shù)據(jù)后,輸入DTIStudio進(jìn)行頭動(dòng)校正及渦流較正,去除頭部范圍以外的噪聲部分,再由軟件中特定函式計(jì)算擴(kuò)散張量,并輸出擴(kuò)散張圖。選擇感興趣的擴(kuò)散張量圖(FA、λ‖及λ⊥),在大腦腳層面雙側(cè)顳葉前部腦白質(zhì)內(nèi)各取一個(gè)面積相等的感興趣區(qū)(ROI),計(jì)算雙側(cè)顳葉兩個(gè)ROI的平均值作為最后值。 四組被試間年齡、受教育程度、吸煙數(shù)和飲酒量的差異采用單因素方差分析的方法進(jìn)行組間比較。四組間性別差異采用卡方檢驗(yàn)。四組間顳葉白質(zhì)平均FA值、λ‖值以及λ⊥值采用單因素方差分析比較組間差異后,再進(jìn)行兩兩組間比較。P0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上所有分析均通過(guò)SPSS13.0完成。 結(jié)果： 1.FA值四組間FA值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。放療后0-6個(gè)月FA值下降最為明顯,與放療前相比差異有顯著性；放療后6-12個(gè)月,FA值比放療后0-6個(gè)月明顯升高,但仍低于放療前水平,差異均有顯著性；放療后12個(gè)月,FA值比放療后6～12個(gè)月有升高趨勢(shì),但仍顯著低于放療前水平。 2.λ‖四組間λ‖值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。放療后0-6個(gè)月λ‖值下降最為明顯,與放療前相比差異有顯著性；放療后6-12個(gè)月,λ‖值比放療后0-6個(gè)月表現(xiàn)出升高趨勢(shì),但仍顯著低于放療前水平；放療后12個(gè)月,λ‖值比放療后6-12個(gè)月進(jìn)一步升高,但仍顯著低于放療前水平。 3.λ⊥四組間λ⊥值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。放療后0-6個(gè)月λ⊥值升高最為明顯,與放療前相比差異有顯著性；放療后6-12個(gè)月,λ⊥值比放療后0-6個(gè)月有所回落,但仍然高于放療前水平；放療后12個(gè)月,λ⊥值比放療后6-12個(gè)月進(jìn)一步回落,但仍略高于放療前水平。 結(jié)論： 1.放療后常規(guī)MRI顯示陰性的顳葉白質(zhì)λ‖明顯降低而λ⊥明顯升高,其病理學(xué)基礎(chǔ)分別為軸突損傷和脫髓鞘等微觀結(jié)構(gòu)組織學(xué)改變；FA值顯著減小,其病理基礎(chǔ)除軸突損傷和脫髓鞘等神經(jīng)纖維等微觀結(jié)構(gòu)損傷以外,可能還因血管損傷、神經(jīng)炎癥及繼發(fā)的間質(zhì)水腫所致。 2.放療后顳葉白質(zhì)水分子擴(kuò)散改變呈動(dòng)態(tài)過(guò)程,急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期(放療后0-6個(gè)月)λ‖、λ⊥及FA值改變最明顯,而隨著放療后時(shí)間的延長(zhǎng),放療后1年以后雙側(cè)顳葉λ‖、λ⊥及FA值均恢復(fù)到接近放療前水平,與軸突再生、髓鞘磷脂化、血管損傷修復(fù)、炎癥吸收及水腫消退等修復(fù)過(guò)程有關(guān)�？偨Y(jié)放療后顳葉白質(zhì)的擴(kuò)散特征改變的規(guī)律,為放療后不同階段的改變提供參考依據(jù),有利于監(jiān)測(cè)放射性腦損傷的程度及修復(fù)過(guò)程,有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的病變及病變的突然進(jìn)展,及時(shí)治療,把放射性腦損傷的危害減小到最低程度。 3.DTI以探測(cè)活體組織水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ),可以敏感的探測(cè)腦組織受照射后潛伏期內(nèi)λ‖、λ⊥及FA值的變化情況,進(jìn)而反應(yīng)放射性腦損傷潛伏期微觀病理改變。以DTI為手段對(duì)照射后的腦組織進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)病變的突然進(jìn)展將有助于放射性腦病的早期診斷。 第二部分DSC-PWI定量分析鼻咽癌放療后常規(guī)MRI顯示陰性的腦白質(zhì)灌注參數(shù)改變的應(yīng)用研究 目的： 通過(guò)測(cè)量鼻咽癌放療前及放療后不同階段常規(guī)MRI顯示陰性的顳葉腦白質(zhì)rCBF值,并進(jìn)行縱向?qū)Ρ确治?探討放療對(duì)顳葉白質(zhì)局部相對(duì)血流量的影響,以及相對(duì)血流量隨時(shí)間變化的規(guī)律。評(píng)估DSC-PWI顯示和追蹤放療后常規(guī)MRI顯示陰性的腦白質(zhì)微觀病理改變的可行性與臨床應(yīng)用價(jià)值。 材料和方法： 對(duì)64例鼻咽癌患者(男46例,女18例,年齡18-65歲,平均年齡44歲)進(jìn)行動(dòng)態(tài)敏感對(duì)比增強(qiáng)灌注加權(quán)成像(DSC-PWI)檢查,其中放療前16例,放療后起48例。放療前患者歸入對(duì)照組。放療后患者依據(jù)國(guó)內(nèi)外較常采用的放射治療后分期方法分為3組：組1(GoupⅠ),放療后0～6個(gè)月,即放射性腦損傷的急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期；組2(GoupⅡ),放療后6～12個(gè)月,即放射性腦損傷的晚期遲發(fā)性反應(yīng)期；組3(GoupⅢ),放療后6～12個(gè)月,仍為放射性腦損傷的晚期遲發(fā)性反應(yīng)期；每組16例。放療前后各組年齡、性別、受教育程度、吸咽及飲酒量匹配。所有患者均經(jīng)病理檢查證實(shí)；放療后患者均為首次接受放射；放射治療方案為頭頸聯(lián)合野三維適形放療(總劑量/分割劑量/分割次數(shù),66～72Gy/2Gy,分割次數(shù)為33-36),總放射治療時(shí)間為43-51天,所有患者在放療中接受同步化療,主要的化療藥物為順鉑、環(huán)磷酰胺等；所有患者未發(fā)現(xiàn)鼻咽癌顱內(nèi)侵犯,無(wú)顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤或轉(zhuǎn)移瘤,無(wú)顱內(nèi)血管性病變,無(wú)嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病如心臟病、糖尿病、高血壓等,放療前后均未出現(xiàn)明顯的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,常規(guī)MRI掃描腦組織表現(xiàn)未見(jiàn)明顯異常。 使用飛利浦1.5T雙梯度磁共振掃描儀進(jìn)行DSC-PWI數(shù)據(jù)采集。接收核磁共振信號(hào)使用16通道神經(jīng)血管線圈。DSC-PWI數(shù)據(jù)采集采用單次激發(fā)自旋回波平面回波序列(SE-EPI),平行于大腦前后聯(lián)合得到全腦軸位灌注加權(quán)成像。磁共振掃描具體參數(shù)如下：重復(fù)時(shí)間(TR)=1000ms；回波時(shí)間(TE)=30ms:視野(FOV)=202×202mm2；矩陣(matrix size)=128×128；voxel size=1.9×1.9×1.9mm3；層厚=5mm；層間隔=0.30mm；45個(gè)時(shí)相,激勵(lì)次數(shù)(NEX)=1次。掃描時(shí)間為89s,產(chǎn)生495幅顳葉灌注圖像。對(duì)比劑為亞噴酸葡銨(Gd-DTPA),劑量按0.2mmol/kg體重計(jì)算,注射速率為5mL/s,由21號(hào)套管針經(jīng)肘前靜脈注射,隨后以相同速率注射20mL生理鹽水沖刷,注射過(guò)程由高壓注射器控制。 采用單因素方差分析的方法對(duì)四組被試年齡、受教育程度、當(dāng)前每天吸煙數(shù)量、當(dāng)前飲酒量分別進(jìn)行組間分析；四組間性別差異采用卡方檢驗(yàn)。四組間顳葉白質(zhì)平均rCBF(相對(duì)血流量)采用單因素方差分析比較組間差異后,再進(jìn)行兩兩組間比較。P0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上所有分析均通過(guò)SPSS13.0完成。 結(jié)果： 四組間rCBF值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。放療后0～6個(gè)月rCBF值下降最為明顯,與放療前相比差異有顯著性；放療后6～12個(gè)月,rCBF值比放療后0～6個(gè)月明顯升高,但仍顯著低于放療前水平；放療后12個(gè)月,rCBF值比放療后6～12個(gè)月進(jìn)一步升高,但仍顯著低于放療前水平。 結(jié)論： 1.放療后常規(guī)MRI顯示陰性的顳葉白質(zhì)rCBF明顯降低,其病理生理學(xué)基礎(chǔ)為血管內(nèi)皮損傷、基底膜損傷及神經(jīng)炎癥等,導(dǎo)致血腦屏障破壞及血管壁通透性增高,影響了血管的結(jié)構(gòu)及功能狀況。血管損傷及其所致的血流量減低對(duì)于全身需氧量最高的腦組織必然是重要的損傷因素,因而在前面的研究中我們看到了軸突損傷和脫髓鞘等神經(jīng)纖維的微觀結(jié)構(gòu)損傷。 2.放療后顳葉白質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)改變呈動(dòng)態(tài)過(guò)程,急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期(放療后0～6個(gè)月)rCBF值改變最明顯,而隨著放療后時(shí)間的延長(zhǎng),rCBF值逐漸恢復(fù),表明放射性血管損傷存在修復(fù)機(jī)制。隨著血管損傷不斷修復(fù),神經(jīng)組織供血供氧得到改善,也必然促進(jìn)軸突再生、髓鞘磷脂化等神經(jīng)組織的修復(fù)過(guò)程。結(jié)合前面的研究,我們也看到血管損傷修復(fù)的同時(shí)伴隨著軸突再生、髓鞘磷脂化等神經(jīng)組織的修復(fù)現(xiàn)象�？偨Y(jié)放療后顳葉白質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)改變的規(guī)律,為放療后不同階段的改變提供參考依據(jù),有利于監(jiān)測(cè)放射性腦血管損傷的程度及修復(fù)過(guò)程,從而在神經(jīng)組織壞死前早期發(fā)現(xiàn)血管損傷的突然進(jìn)展,及時(shí)治療,把放射性腦損傷的危害減小到最低程度。 3. DSC-PWI以探測(cè)活體組織血流動(dòng)力學(xué)改變?yōu)榛A(chǔ),可以探測(cè)腦組織受照射后潛伏期內(nèi)rCBF值的變化情況,進(jìn)而反映放射性腦損傷潛伏期血管的微觀病理改變,有利于放射性腦損傷發(fā)病機(jī)制的探索；同時(shí),以DSC-PWI為手段對(duì)照射后的腦組織進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)血管病變的突然進(jìn)展將有助于放射性腦病的早期診斷。 第三部分腦結(jié)構(gòu)成像分析鼻咽癌放療后常規(guī)MRI顯示陰性的腦灰質(zhì)體積改變的應(yīng)用研究 目的： 將鼻咽癌放療后急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期常規(guī)MRI顯示陰性的腦灰質(zhì)體積與放療前組比較,探討放療對(duì)腦灰質(zhì)的影響,評(píng)估高分辨磁共振檢查技術(shù)和DARTEL-VBM的分析方法測(cè)量常規(guī)MRI顯示陰性的腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)改變的效果,為放射性腦損傷潛伏期內(nèi)出現(xiàn)神經(jīng)認(rèn)知功能異常尋找答案。 材料和方法： 15例鼻咽癌患者(男12例,女3例,年齡34-54歲,平均年齡44歲)于治療前接受首次結(jié)構(gòu)磁共振成像檢查,放療結(jié)束后1-3月期間(即放射性腦損傷的急性期與早期遲發(fā)性反應(yīng)期)接受第二次結(jié)構(gòu)磁共振成像檢查。所有患者均經(jīng)病理檢查證實(shí),所有患者放射治療方案接近,采用頭頸聯(lián)合野進(jìn)行三維適形放療,鼻咽部放射總劑量為68-70Gy,分割劑量為2Gy,分割次數(shù)為34-35次,總放射治療時(shí)間為41～51天,所有患者在放療中接受同步化療,主要化療藥物為順鉑、環(huán)磷酰胺等；所有患者未發(fā)現(xiàn)鼻咽癌顱內(nèi)侵犯,無(wú)顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤或轉(zhuǎn)移瘤,無(wú)顱內(nèi)血管性病變,無(wú)嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病如心臟病、糖尿病、高血壓等,放療前后均未出現(xiàn)明顯的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,常規(guī)MRI掃描腦組織表現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的異常。 使用飛利浦1.5T雙梯度磁共振掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,使用16通道神經(jīng)血管線圈接收核磁共振信號(hào)。高分辨T1數(shù)據(jù)采集采用3D快速場(chǎng)回波序列(FFE),平行于正中矢狀面得到全腦圖像。具體參數(shù)如下：重復(fù)時(shí)間(TR)=25ms;回波時(shí)間(TE)=4.1ms;翻轉(zhuǎn)角(flip angle)=30°;矩陣(matrix size)=231x231;視野(FOV)=230×230cm;層厚=1mm；層間隔=0mm,掃描層數(shù)在150-160層之間(因被試頭顱的大小而異),描時(shí)間為6分35秒～7分02秒。 圖像預(yù)處理使用以SPM為平臺(tái)的DARTEL工具箱,具體步驟如下：(1)手動(dòng)調(diào)整所有被試的的原始結(jié)構(gòu)圖像；(2)分割(segment),對(duì)原始結(jié)構(gòu)圖像進(jìn)行分割,并獲得*seg.sn.mat文件,將其導(dǎo)入DARTEL內(nèi),以生成每位個(gè)體的灰質(zhì)圖像；(3)在DARTEL內(nèi)制作被試的灰質(zhì)模板(create template);(4)標(biāo)準(zhǔn)化(normalization),使用生成的灰質(zhì)模板對(duì)所有被試者的灰質(zhì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；(5)調(diào)整(modulation):即對(duì)灰質(zhì)密度圖像進(jìn)行Jacobian參數(shù)校正,以保證配準(zhǔn)后的圖像灰度值可以真實(shí)反映原圖像的灰質(zhì)結(jié)構(gòu)體積。(6)平滑(smoothing):采用8mm的半高全寬(full width at half maximum, FWHM)的高斯核對(duì)分割后的灰質(zhì)圖像進(jìn)行空間平滑,確保圖像具有隨機(jī)高斯場(chǎng)的性質(zhì),這樣不僅滿足了SPM的統(tǒng)計(jì)假設(shè),又提高了信噪比。(7)空間轉(zhuǎn)化：即把經(jīng)過(guò)平滑處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為MNI空間。MRI圖像預(yù)處理完成后,再應(yīng)用SPM8軟件進(jìn)行后續(xù)分析。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析以一般線性模型和隨機(jī)場(chǎng)理論為基礎(chǔ),采用逐像素單邊檢驗(yàn)的方法,得到每個(gè)像素的t值,以P0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn),采用FDR校正,以200mmm3的體積閾值構(gòu)成統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖,該圖即表示鼻咽癌放療后患者灰質(zhì)體積改變的腦區(qū),并以偽彩顯不。 結(jié)果： 與放療前相比,鼻咽癌患者放療后右側(cè)海馬體積增大(P0.05,FDR校正,體積閾值為100mm3)。沒(méi)有顯著容積減低區(qū)域。 結(jié)論： 1.放療后右側(cè)海馬體積增大,可能是顳葉白質(zhì)損傷后出現(xiàn)的功能代償性肥大,也可能是由于放射線致該區(qū)腦組織損傷及其應(yīng)對(duì)損傷出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)所致,根據(jù)以往的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究,我們認(rèn)為后前可能性大。 2.放療對(duì)腦灰質(zhì)也有影響,而通過(guò)高分辨T1成像及基于VBM-DARTEL的分析方法,可以敏感的探測(cè)放療后灰質(zhì)的改變,是在活體開(kāi)展放射性腦損傷研究的有效手段。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R445.2;R739.63

【參考文獻(xiàn)】

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1 白卓杰;張志強(qiáng);盧光明;鐘元;成文蓮;王正閣;陳志立;朱建國(guó);;基于體素分析的擴(kuò)散張量成像在內(nèi)側(cè)顳葉癲癇中的應(yīng)用[J];臨床放射學(xué)雜志;2009年07期

2 鄭慧芬;涂_g;;硫酸鎂對(duì)急性放射性腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞凋亡的影響[J];現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志;2009年04期

3 張誠(chéng),錢(qián)銀鋒,余永強(qiáng),鄭斐群,柏亞;MR灌注成像的回波時(shí)間和對(duì)比劑劑量的選擇[J];中華放射學(xué)雜志;2003年04期

4 張雪林，，閻衛(wèi)平，鄒常敬，劉中宇，劉杏元，黃其鎏;鼻咽癌放療后放射性腦病的MRI診斷[J];中華放射學(xué)雜志;1995年10期

本文編號(hào)：2164752