【摘要】：研究目的 1.探討二維氫質(zhì)子磁共振波譜(2D-1H MRS)應(yīng)用于檢測(cè)青光眼患者視放射及視中樞損傷的可行性及波譜成像方法； 2.通過對(duì)比常規(guī)MR序列,探討2D-1H MRS在檢測(cè)青光眼性視放射及視中樞損傷方面的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值； 3.結(jié)合本研究及相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)一步探討青光眼中樞視路損傷的機(jī)制。 材料和方法 1.研究對(duì)象 入選對(duì)象包括2010年8月至2011年4月在南方醫(yī)院眼科中心及中山眼科醫(yī)院被確診為原發(fā)性青光眼患者20名和同時(shí)段在南方醫(yī)院影像中心健康體檢者20名；均在我院影像中心行常規(guī)3T MRI和2D-1H MRS檢查。其中青光眼組男性12名,女性8名,年齡19-76Y,平均年齡45歲,均為雙眼受累,根據(jù)眼壓是否大于21mmHg,進(jìn)一步將青光眼組分成高眼壓組和正常眼壓組,其中高眼壓組14例,正常眼壓組6例；對(duì)照組采取與青光眼組一對(duì)一的方式選擇相同性別、年齡相差不超過3歲的健康體檢者,男性12名,女性8名,年齡20-78Y,平均年齡45Y。我們挑選的研究對(duì)象要求排除任何除原發(fā)性青光眼以外的可致高眼壓(虹膜睫狀體炎、眼部創(chuàng)傷等)、視神經(jīng)病變(感染、炎癥、缺血性病變、壓迫損傷等)及視野缺損(垂體病變、老年性黃斑、糖尿病性視網(wǎng)膜病變等)的疾病,內(nèi)眼手術(shù)史及某些可能影響視野或血壓的全身性用藥也需要排除。此外我們要求對(duì)照組裸視或矯正視力正常,視敏度0.8以上。 2.檢查儀器和設(shè)備 本研究所用儀器為通用電器(GE)公司的SIGNAL EXCITE 3.0T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀,常規(guī)序列掃描采用的是頭顱八通道線圈；2D-1H MRS掃描采用波譜成像專用單通道正交線圈。 圖像后處理采用與之配套的AW 4.3工作站中的FuncTool后處理軟件。 3.MR檢查方法 體位和固定：受檢者仰臥位,將其頭部置于線圈內(nèi),于被檢者頭顱的兩側(cè)及枕部放置塑性海綿固定填充,要求被檢者下巴保持輕度仰起狀態(tài),使視交叉-后聯(lián)合線(CH-PC line)近軸位,體表標(biāo)志大致為一側(cè)鼻翼與同側(cè)外耳道連線與身體長(zhǎng)軸相垂直；定位線置于雙眼外眥連線水平。 常規(guī)MR序列掃描：行常規(guī)頭顱T1 Flair、T2WI FSE、T2 Flair掃描,及擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)掃描。掃描平面為眥耳線,掃描范圍為全腦。掃描參數(shù)如下：T1 Flair (TR 2580ms,TE 24ms),層厚10mm,層間距0mm,矩陣320×256,FOV 240×180mm,NEX=2; T2WI (TR 5100ms, TE 138ms),層厚10mm,層間距0mm,矩陣512×288,FOV 240×180mm, NEX=2; T2 Flair (TR 9600ms,TE 110ms),層厚10mm,層間距0mm,矩陣288×224,FOV 240×240mm, NEX=1; DWI(TR 6200ms, TE 87.1ms),擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)(b值)為1000s/mm2,層厚10mm,層間距0mm,矩陣192×192,FOV 240×240mm, NEX=2。常規(guī)行橫斷面掃描,部分加掃冠狀位及矢狀位。 2D-1H-MRS掃描：波譜采集方式采用二維多體素(multivoxel, MV)技術(shù),脈沖序列選擇點(diǎn)分辨波譜成像(point resolved spectroscopy, PRESS), TR/TE:2000/35ms,層間距10mm,體素厚度10mm,采集次數(shù)(NEX)為1次,FOV18×18cm。具體波譜掃描野(volume of interest, VOI)層面定位于視交叉-后聯(lián)合(CH-PC line)層面或上一層面,于T2WI平掃的純軸位上進(jìn)行波譜定位,VOI大小根據(jù)實(shí)際情況選取,盡可能將雙側(cè)視放射及視中樞包括在內(nèi),并盡量避免包含顱骨、頭皮脂肪、含氣竇腔等影響波譜成像質(zhì)量的組織。于選擇好的VOI周圍設(shè)定6條飽和帶(VSS),以減少周圍組織的部分容積效應(yīng)對(duì)波譜質(zhì)量的影響。定位完畢后先行預(yù)掃描,顯示自動(dòng)勻場(chǎng)達(dá)到半高帶寬(FWHM)10,水抑制98%以上方開始進(jìn)行正式波譜掃描,否則再次勻場(chǎng)直到達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)為止。波譜掃描時(shí)間為8分06秒。 4.圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量 常規(guī)序列數(shù)據(jù)測(cè)量：于常規(guī)T1 Flair和T2WI FSE圖像上分別測(cè)量青光眼組與對(duì)照組雙側(cè)視放射與視中樞的T1強(qiáng)度值和T2強(qiáng)度值,為減少誤差,每個(gè)部位均測(cè)量三次,取平均值作為該部位的強(qiáng)度值； 1H-MRS圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量：使用FuncTool軟件自動(dòng)對(duì)波譜掃描所獲得的化學(xué)頻率進(jìn)行基線校正、頻率翻轉(zhuǎn)、回顧性體素轉(zhuǎn)移等后處理,即可得到四種圖像：化學(xué)位移圖(Chemical Shift Image, CSI)、波譜圖(Spectrum Image,SI)、代謝圖(Metabolic Image, MI)以及代謝-解剖疊加圖(AI+MI)。于“代-解圖”上雙側(cè)視放射各選擇4個(gè)固定體素作為ROI,要求4個(gè)體素信噪比(singal nosie ratio, SNR)較高、波譜曲線基線平直且有明顯窄峰,采用4個(gè)體素的平均值作為一側(cè)視放射波譜數(shù)據(jù)的最終值；于雙側(cè)視中樞手動(dòng)繪制包含6個(gè)固定體素的ROI,其平均值作為一側(cè)視中樞波譜數(shù)據(jù)的最終值。本研究感興趣的主要代謝物為N-乙酰天門冬氨酸(N-Acetylaminosuccinic acid)、膽堿化合物(Choline,Cho)、肌酸(Creatine, Cr)、谷氨酰胺和谷氨酸(glutamine and glutamate, Glx);所要記錄的數(shù)據(jù)為NAA/Ci、Cho/Cr、及Glx/Cr。 5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。各組資料均屬計(jì)量資料,用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)形式表示,行統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)比前進(jìn)行K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)(1-Sample Kolmogorov-Smirnov Test)檢驗(yàn)各組數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布。各組雙側(cè)數(shù)據(jù)比較均使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)(Paired-Samples T Test);雙側(cè)數(shù)據(jù)間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的將合并求其平均值,而存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的將分別比較。青光眼組與對(duì)照組這兩組常規(guī)MR數(shù)據(jù)比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(Independent-Samples T Test);兩組1H-MRS數(shù)據(jù)比較也采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；高眼壓組、正常眼壓組和對(duì)照組這三組1H-MRS數(shù)據(jù)的比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA);在方差分析顯著的情況下進(jìn)行多重比較,滿足方差齊性的用LSD法,方差不齊時(shí)用DUNNETT's T3法。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量用t、F和P值表示,選取檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。 結(jié)果 1.本研究大部分受檢對(duì)象視放射及視中樞的2D-1H-MRS掃描一次即可獲得符合診斷要求的波譜,僅少數(shù)需要重新掃描。我們采用短TE35ms,不僅能夠獲得質(zhì)量較高NAA、Cho、Cr波峰,還能在2.2ppm-2.4ppm獲取Glx波峰,其中視放射的第一高峰為NAA,而Cho峰與Cr峰差距常不顯著,均可為第二峰；視中樞NAA為第一高峰,Cr為第二高峰；我們采用CH-PC line作為波譜VOI的定位層面,經(jīng)證實(shí)均能夠獲得較優(yōu)的波譜,為了使該層面處于純軸位,需要使受檢者下巴仰起,體表標(biāo)志大致為一側(cè)鼻翼與同側(cè)外耳道連線與身體長(zhǎng)軸垂直。 2.青光眼組與對(duì)照組常規(guī)MR序列掃描視放射及視中樞均未見明顯異常信號(hào)改變,兩組視放射的T1強(qiáng)度值分別為1788±213,1785±213；T2強(qiáng)度值分別為1232±126,1224±126；兩組數(shù)據(jù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.051,P=0.959;t=0.190,P=0.850)；兩組視中樞的T1強(qiáng)度值分別為1479±198；1469±184；T2強(qiáng)度值分別為1447±158,1433±161,兩組數(shù)據(jù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.164,P=0.870;t=0.277,P=0.783)。 3.1H-MRS數(shù)據(jù)結(jié)果： (1)青光眼組和對(duì)照組視放射、視中樞的雙側(cè)NAA/Cr、Cho/Cr比較均有顯著性差異,需分別進(jìn)行比較：就整體而言,兩組的右側(cè)NAA/Cr均大于左側(cè),而右側(cè)Cho/Cr均小于左側(cè)；雙側(cè)Glx/Cr比值則無(wú)顯著性差異,將其雙側(cè)合并求平均值再進(jìn)行比較。 (2)視放射1H-MRS數(shù)據(jù)結(jié)果 NAA/Cr比值：對(duì)照組左、右側(cè)NAA/Cr比值分別為1.724±0.169、1.835±0.141,青光眼組分別為1.482±0.202、1.669±0.270,兩組NAA/Cr-L、NAA/Cr-R差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.120,P0.001；t=2.448,P=0.021)。進(jìn)一步將青光眼組分成高眼壓組和正常眼壓組,NAA/Cr-L分別為1.533±0.183、1.363±0.209, NAA/Cr-R分別為1.608±0.264、1.811±0.246,分別與對(duì)照組行三組間的單因素方差分析組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=10.985,P0.001；F=5.250,P=0.01),三組間LSD-t檢驗(yàn)兩兩比較,對(duì)照組與高眼壓組比較差異均顯著,而正常眼壓組與高眼壓組、對(duì)照組比較均無(wú)顯著差異。 Cho/Cr比值：對(duì)照組左、右側(cè)Cho/Cr分別為1.106±0.146、0.992±0.117,青光眼組分別為0.984+0.193、0.896±0.173,兩組Cho/Cr-L、Cho/Cr-R差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.267,P=0.029；t=2.045,P=0.048)。高眼壓組和正常眼壓組Cho/Cr-L分別為0.981±0.189、0.989±0.225,Cho/Cr-R分別為0.858±0.162、0.986±0.179,分別與對(duì)照組行三組間的單因素方差分析組間差異左側(cè)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.507,P=0.095)；右側(cè)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=3.894,P=0.029),三組間LSD-t檢驗(yàn)兩兩比較,對(duì)照組與高眼壓組比較差異顯著,而正常眼壓組與高眼壓組、對(duì)照組比較均無(wú)顯著差異。 Glx/Cr比值：對(duì)照組Glx/Cr比值為1.506±0.178,青光眼組為1.669±0.332,對(duì)照組與青光眼組間Glx/Cr差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.926,P=0.064)。高眼壓組和正常眼壓組Glx/Cr比值分別為1.573±0.290、1.892±0.341,三組間的單因素方差分析組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=5.606,P=0.007)；由于三組數(shù)據(jù)方差不齊(P=0.021),采用Dunnett's T3法進(jìn)行多重比較,三組兩兩比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 (3)視中樞1H-MRS數(shù)據(jù)結(jié)果： NAA/Cr比值：對(duì)照組左、右NAA/Cr比值為1.802±0.152、1.903±0.116,青光眼組分別為1.668±0.126、1.731±0.114,對(duì)照組與青光眼組間NAA/Cr-L、NAA/Cr-R差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.047,P=0.004；t=4.745,P0.001)。高眼壓組、正常眼壓組NAA/Cr-L比值分別為1.673±0.132、1.654±0.120,NAA/Cr-R分別為1.742±0.117、1.705±0.112,分別與對(duì)照組行三組間的單因素方差分析組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.569,P=0.017；F=11.309,P0.001),三組間數(shù)據(jù)方差齊,采用LSD-t檢驗(yàn)兩兩比較,對(duì)照組與高眼壓組、正常眼壓組分別比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而高眼壓組與正常眼壓組差異不顯著。 Cho/Cr比值：對(duì)照組左、右Cho/Cr分別為0.745±0.065、0.700±0.083,青光眼組分別為0.645±0.065、0.610±0.076,對(duì)照組與青光眼組間Cho/Cr-L、Cho/Cr-R差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.858,P0.001；t=3.555,P=0.001)。高眼壓組和正常眼壓組Cho/Cr-L分別為0.648±0.064、0.637±0.073,Cho/Cr-R分別為0.617±0.085、0.594±0.051,分別與對(duì)照組行三組間的單因素方差分析組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=11.582,P0.001；F=6.394,P=0.004),三組間LSD-t檢驗(yàn)兩兩比較,對(duì)照組與高眼壓組、正常眼壓組分別比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而高眼壓組與正常眼壓組差異不顯著。 Glx/Cr比值：對(duì)照組Glx/Cr比值為1.611±0.127,青光眼組為1.707±0.201,對(duì)照組與青光眼組間Glx/Cr差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.799,P=0.081)。高眼壓組和正常眼壓組Glx/Cr比值分別為1.701±0.148、1.720±0.310,三組間的單因素方差分析組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=1.605,P=0.214)。 結(jié)論 1.2D-1H-MRS一次掃描即可同時(shí)獲取多個(gè)部位的波譜,用來(lái)檢測(cè)人類活體青光眼性視放射及視中樞損傷,既可以節(jié)省時(shí)間,也有利于內(nèi)部的相互對(duì)比;使用PRESS、MV技術(shù),采用短TE35ms,并以CH-PC line作為波譜VOI的定位層面,可以獲得符合診斷要求的波譜。 2.2D-1H-MRS在對(duì)青光眼性視放射和視中樞損傷的檢測(cè)上,較常規(guī)MRI檢查更敏感,能夠發(fā)現(xiàn)常規(guī)MR表現(xiàn)正常的后視路的代謝物改變,有潛力成為早期診斷人類青光眼的一種無(wú)創(chuàng)性指標(biāo)。 3.視放射及視中樞1H-MRS數(shù)據(jù)存在偏側(cè)性改變,機(jī)制尚不清楚。一般認(rèn)為,右側(cè)大腦半球視覺依賴的空間概括能力的形象思維功能優(yōu)于左側(cè)半球,而人類也存在優(yōu)勢(shì)眼；此外青光眼多呈不對(duì)稱性受累,也可能是造成青光眼組偏側(cè)性改變的原因之一。 4.與以往研究結(jié)果不同,本研究青光眼組視放射及視中樞均出現(xiàn)NAA/Cr比值顯著性下降,我們推測(cè)是由于本組病人受檢時(shí)大都處于青光眼發(fā)作期,病情進(jìn)展較迅速,視放射及視中樞神經(jīng)細(xì)胞NAA濃度變化達(dá)到1H-MRS的可測(cè)量程度。青光眼病人視放射及視中樞的Cho/Cr比值亦有顯著性降低,主要與細(xì)胞凋亡、神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)受損及細(xì)胞更新減慢有關(guān)。 5.除了氧化損傷,谷氨酸鹽興奮毒性是跨突觸損傷機(jī)制另一個(gè)重要的環(huán)節(jié),本研究青光眼組Glx/Cr比值有所升高,但尚未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,主要與青光眼患者視覺刺激減弱,神經(jīng)細(xì)胞攝取谷氨酸鹽及合成谷氨酰胺減少有關(guān)。 6.高眼壓組和對(duì)照組代謝物分析NAA/Cr及Cho/Cr比值均有顯著性差異,然而高眼壓組和正常眼壓組之間均未發(fā)現(xiàn)明顯差異；高眼壓作為青光眼最主要和最穩(wěn)定的危險(xiǎn)因素,在青光眼中樞視路損傷中究竟起到多大的作用尚有待進(jìn)一步研究。 7.本研究認(rèn)同青光眼為一類從眼到腦的神經(jīng)變性性疾病,然而對(duì)于青光眼究竟是起源于RGC的變性上行性影響了整個(gè)視路,還是來(lái)自中樞視路某個(gè)層面的變性影響了視神經(jīng)或是兩者均存在,我們尚不清楚。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：R775;R445.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2419502