彌散張量成像及磁化傳遞成像評價嬰幼兒腦白質(zhì)髓鞘化研究.pdf

1、背景 在腦發(fā)育過程中，腦白質(zhì)髓鞘化是腦發(fā)育成熟的一個重要組成部分，因為它有助于神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)。人類腦白質(zhì)髓鞘化是一個有序的、動態(tài)的過程。髓鞘化過程主要集中在出生后18個月內(nèi)，18個月左右接近成人。髓鞘發(fā)育延遲對神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育具有重大影響，常導(dǎo)致患兒智力低下、癲癇、語言障礙、活動受限等。常規(guī)磁共振(MR)可以檢測到髓鞘化所引起的腦內(nèi)變化。髓鞘化導(dǎo)致T1和T2馳豫時間的縮短，基于T1和T2馳豫時間變化的髓鞘化的定性研究已經(jīng)開展并證明是

2、有效的，但這些評價方法主觀性大，欠精確。目前對髓鞘化的研究傾向于定量研究。彌散張量成像(diffusiontensorimaging，DTI)和磁化傳遞成像(magnetizationtransferimaging，MTI)是兩種能提供病理生理參數(shù)的技術(shù)方法，國內(nèi)外目前有用DTI及MTI序列研究脫髓鞘病變及單獨用于評價小兒髓鞘化的報道，但國內(nèi)外均缺乏將兩種方法結(jié)合起來一起評價嬰幼兒髓鞘發(fā)育的研究報道。 研究目的 1、測定

3、嬰幼兒腦白質(zhì)興趣區(qū)的ADCiso及FA值，研究ADCiso與FA值在腦白質(zhì)髓鞘化過程中的變化規(guī)律，探討DTI在監(jiān)測正常嬰幼兒髓鞘化過程中的意義。 2、測定嬰幼兒腦白質(zhì)興趣區(qū)的MTR值、MTR峰值及全腦MTR值、MTR峰值，研究MTR值、MTR高峰值及全腦MTR值、MTR峰值在髓鞘化過程中的變化規(guī)律，探討MTI在監(jiān)測正常嬰幼兒髓鞘化過程中的意義。 3、對比MTI和DTI兩種方法在評價髓鞘化過程中的作用。 4、探討D

4、TI和MTI兩種方法評價髓鞘發(fā)育延遲的意義。 材料與方法 研究對象：2005年8月至2006年3月期間在我院進行頭顱MR檢查的4天-24個月包括正常嬰幼兒和髓鞘發(fā)育延遲者共40例進行常規(guī)MRI及DTI、MTI檢查。 正常組入選標(biāo)準(zhǔn)：臨床沒有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，常規(guī)MRI檢查沒有發(fā)育延遲及結(jié)構(gòu)異常。共30例(年齡為4天～18個月)，并將其人為的分為三組：1組為新生兒組(出生～28天)，2組(29天～6個月)，3組(6月～

5、18月)。其中有16例同時進行MTI及DTI檢查。 髓鞘發(fā)育延遲入選標(biāo)準(zhǔn)：臨床有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，MRI表現(xiàn)為T1WI高信號和T2WI低信號未到達相應(yīng)年齡階段應(yīng)到達的腦區(qū)域，共10例(年齡9天～24個月)。我們采用Staudt等的不同年齡階段正常兒MRI腦髓鞘發(fā)育的判斷標(biāo)準(zhǔn)。其中有6例同時進行了MTI及DTI檢查。其對照組為與髓鞘發(fā)育延遲年齡相對應(yīng)的正常嬰幼兒。 成像設(shè)備：所有檢查均在飛利浦公司GyroscanIntera1

6、.5T超導(dǎo)型磁共振掃描機上進行。 常規(guī)檢查：選用TSE(silence)序列，對研究對象進行顱腦常規(guī)橫斷面、冠狀面及矢狀面掃描，T1WI掃描參數(shù)為633ms/15ms(TR/TE)，T2WI掃描參數(shù)為4468ms/100ms。 彌散張量成像：采用單次激發(fā)自旋回波EPI成像序列進行腦的橫斷面成像，掃描層面平行于前—后聯(lián)合連線。層厚4mm，層間距0mm，共掃20層。彌散加權(quán)系數(shù)(b值)分別為0和1000s/mm2，NSA為1

7、。彌散敏感梯度依次施加在三十二個不同的方向，掃描結(jié)束后，經(jīng)處理獲得ADCiso圖和FA圖。 磁化傳遞成像：MTI技術(shù)采用梯度回波(37ms/4.5ms)掃描層面平行于前—后聯(lián)合連線。層厚4mm，層間距0mm，共掃20層。分別掃描未加和加磁化頻率序列，所加磁化頻率為1100HZ(off-resonance)，反轉(zhuǎn)角為8度。NSA為1，重建分辨率為256×256。 數(shù)據(jù)處理與圖像分析：在T2上上選定層面選擇興趣區(qū)，復(fù)制到AD

8、Ciso圖及FA圖上，運用ROI技術(shù)測定測量腦內(nèi)13個腦白質(zhì)興趣區(qū)的ADCiso、FA。將MTI圖像傳道工作站，在T2或Flref-MT圖上選定層面選擇興趣區(qū)，興趣區(qū)自動出現(xiàn)在MTI圖上，測腦內(nèi)13個腦白質(zhì)興趣區(qū)MTR值，產(chǎn)生MTR直方圖，觀察MTR直方圖的高峰值及位置。興趣區(qū)包括腦干、兩側(cè)小腦腳、兩側(cè)內(nèi)囊膝部、兩側(cè)側(cè)腦室前后角旁腦白質(zhì)區(qū)、兩側(cè)腦室體部旁腦白質(zhì)區(qū)、雙側(cè)半卵圓中心。用13個興趣區(qū)MTR、MTR峰值、ADCiso、FA的平均

9、值分別代表相應(yīng)的全腦值。 統(tǒng)計學(xué)分析：采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件包，P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。(1)正常三個年齡組ADCiso、FA及MTR值比較用單因素方差分析。(2)ADCiso、FA及MTR值與年齡的關(guān)系以及它們之間的關(guān)系用Pearson相關(guān)分析。(3)正常嬰幼兒與髓鞘發(fā)育不良患兒病變部位及全腦ADCiso、FA及MTR值、MTR峰值的比較用配對樣本t檢驗。 結(jié)果 1、18個月內(nèi)正常嬰幼兒腦白質(zhì)區(qū)ADC

10、iso值左右對比無顯著差異(P＞0.05)。正常新生兒、29天～6個月、6月至18個月三個年齡段的13個腦白質(zhì)興趣區(qū)局部ADCiso值單因素方差分析其中2(29天～6個月)、3(6月～18月)組腦干、雙側(cè)小腦腳ADCiso變化無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，1(正常新生兒)、2(29天～6個月)組幼兒雙側(cè)半卵圓中心ADCiso變化無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，其余興趣區(qū)三組之間對比有顯著差異(P＜0.05)。腦白質(zhì)區(qū)局部ADCiso值隨年

11、齡增大而下降且有統(tǒng)計學(xué)意義(r=-0.706～-0.896，P=0.000～0.003)。全腦ADCiso值隨年齡增大而下降，兩者之間有明顯相關(guān)性(r=-0.909，p=0.000)。 2、18個月內(nèi)正常嬰幼兒腦白質(zhì)區(qū)FA值左右對比無顯著差異(P＞0.05)。在新生兒組與2(29天～6月)組單因素方差有顯著差異(P＜0.05)，但Pearson相關(guān)分析無統(tǒng)計學(xué)意義(r=-0.454，P=0.307)，2、3組兩組單因素方差分析無

12、差異。除雙側(cè)小腦腳外，各個腦白質(zhì)興趣區(qū)局部FA值與年齡的相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義。全腦FA值變化與年齡無明顯相關(guān)性(r=-0.145，P=0.622)。 3、正常18個月內(nèi)嬰幼兒腦白質(zhì)區(qū)MTR值左右對比無差異(P＞0.05)。新生兒組與29天～6月以內(nèi)幼兒的雙側(cè)半卯圓中心MTR值變化無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，其余興趣區(qū)三組之間對比有顯著差異(P＜0.05)。各個腦白質(zhì)興趣區(qū)MTR值與年齡呈正相關(guān)并有統(tǒng)計學(xué)意義(r=0.735～0.

13、897，P=0.000～0.002)。全腦MTR值與年齡呈正相關(guān)(Pearson相關(guān)系數(shù)r=0.882，p=0.000)。局部及全腦MTR峰值與MTR值變化趨勢一致，隨年齡增長而增大，局部MTR峰值與年齡呈正相關(guān)并有統(tǒng)計學(xué)意義(r=0.685～0.920，P=0.000～0.03)。全腦MTR峰值與年齡Pearson相關(guān)系數(shù)r=0.880，P=0.000。 4、18個月內(nèi)正常嬰幼兒相同腦白質(zhì)區(qū)局部MTR、ADCiso、FA值左右

14、基本對稱，統(tǒng)計學(xué)無差異。18個月內(nèi)正常嬰幼兒全腦MTR與全腦ADCiso變化成負(fù)相關(guān)(r=-0.984，P=0.000)，MTR與FA(r=-0.059，P=0.834)、ADCiso與FA(r=0.069，P=0.806)之間無明顯相關(guān)性。 5、髓鞘發(fā)育延遲患兒與相同年齡正常配對，病變組局部MTR值、MTR峰值較正常組下降并有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；全腦MTR、全腦MTR峰值較正常組有所下降，但無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)

15、。病變組病變部位ADCiso較正常組上升，而FA值下降并有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；全腦ADCiso、全腦FA較正常組升高，但無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。 結(jié)論 1、DTI可以監(jiān)測18個月內(nèi)正常嬰幼兒的髓鞘化過程：腦白質(zhì)區(qū)局部及全腦ADCiso與年齡呈負(fù)相關(guān)；FA值可能可以評價6個月內(nèi)嬰幼兒髓鞘化，對6～18個月髓鞘化不敏感。18個月內(nèi)正常嬰幼兒腦白質(zhì)區(qū)局部及全腦FA值與年齡無明顯相關(guān)性。 2、MTI可以評價

16、18個月內(nèi)正常嬰幼兒腦白質(zhì)髓鞘化程度：腦白質(zhì)區(qū)局部MTR、全腦MTR、局部MTR峰值、全腦MTR峰值與年齡呈正相關(guān)。 3、正常18個月內(nèi)嬰幼兒相同部位雙側(cè)腦白質(zhì)髓鞘化基本對稱。18個月內(nèi)嬰幼兒全腦MTR與ADCiso變化成負(fù)相關(guān)。全腦MTR與FA、FA與ADCiso變化無明顯相關(guān)性。MTI及DTI較常規(guī)T1WI、T2WI更早檢測到髓鞘化改變。監(jiān)測18月內(nèi)嬰幼兒髓鞘發(fā)育MTR、ADCiso較FA敏感。 4、MTI及DTI可