視覺(jué)通路的磁共振擴(kuò)散張量成像及其臨床應(yīng)用研究.pdf

1、研究目的： 1、探討不同的磁共振擴(kuò)散張量成像掃描參數(shù)對(duì)視路白質(zhì)纖維擴(kuò)散張量圖像的影響，以期獲得最佳的掃描參數(shù)。 2、探討正常成人視路白質(zhì)纖維的部分各向異性和平均擴(kuò)散率的正常參考值；利用磁共振擴(kuò)散張量纖維束成像技術(shù)，研究正常成人視路白質(zhì)纖維束的走行軌跡和三維構(gòu)象特征。 3、探討視神經(jīng)和視放射病變的磁共振擴(kuò)散張量成像特點(diǎn)及其臨床應(yīng)用價(jià)值。 材料和方法 1、研究對(duì)象： 正常成人健康志愿者30例，

2、視神經(jīng)和視放射病變患者145例，其中急性視神經(jīng)炎16例、視神經(jīng)萎縮21例、眼眶內(nèi)腫瘤3例、枕葉或顳枕葉缺血性梗死71例、先天性視隔發(fā)育不良1例，獲得性視盲20例、累及視放射的腫瘤性病變34例(視神經(jīng)萎縮患者和先天性視隔發(fā)育不良、獲得性視盲患者為同一組病例)。 2、儀器及檢查方法： 采用GE Signa Twin 1.5T超導(dǎo)磁共振掃描儀，頭顱8通道相控陣線圈，梯度場(chǎng)強(qiáng)度40mT/m/s，梯度切換率120mT/m/s?；颊?/p>

3、頭部固定，耳內(nèi)填塞一適當(dāng)大小的棉球，以減少噪音的影響，并囑咐患者閉眼保持眼球不要轉(zhuǎn)動(dòng)。DTI掃描參數(shù)：應(yīng)用單次激發(fā)自旋回波平面成像(SE-EPI)序列，擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)為13，b值=1000s/mm<'2>，TR/TE 6000/60.1ms，矩陣128×128，F(xiàn)OV 240 mm×240mm，NEX=2，前視路DTI掃描以2/0mm的層厚/層間距，掃描平面平行視神經(jīng)，后視路以3/0mm的層厚/層間距，軸位掃描。 3、圖像后

4、處理、圖像質(zhì)量判別及興趣區(qū)的劃定和測(cè)量方法將DTI成像原始數(shù)據(jù)輸入個(gè)人計(jì)算機(jī)，應(yīng)用GE公司提供的 Volume-one 1.72和diffusion TENSOR Visualizer(dTV)1.72軟件進(jìn)行后處理(由日本東京大學(xué)醫(yī)院研制)，可依次獲得T2WI、方向編碼彩色圖(directionallv encoded color，DEC)，即彩色編碼張量FA圖、黑白FA(fractional anisotropy)圖、ADC(app

5、arent diffusioncoefficient)圖和DWI圖共5種圖像。DEC圖方向編碼設(shè)定前后走行為綠色，左右走行為紅色，上下走行為藍(lán)色。 前視路白質(zhì)纖維束成像的方法：在DEC圖上視交叉層面，手工選取雙側(cè)視神經(jīng)、視交叉、雙側(cè)視束作為“種子點(diǎn)”，呈X型，DTT追蹤終止條件：FA<0.20、step<160，So<160，觀察所追蹤的視神經(jīng)、視交叉、視束纖維束的走行方向和三維構(gòu)象特征。后視路白質(zhì)纖維束成像的方法：在DEC圖結(jié)

6、合DWI圖上選取外側(cè)膝狀體設(shè)為“種子點(diǎn)”，DTT追蹤終止條件：FA<0.18，step<160，So<160，枕葉區(qū)為終止區(qū)，觀察所追蹤的視放射纖維束的走行方向和三維構(gòu)象特征。 4、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析： 采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。各組測(cè)量的參數(shù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示，兩組樣本均數(shù)比較應(yīng)用配對(duì)t檢驗(yàn)或獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組樣本均數(shù)比較用單因素方差分析(One-way ANOVA)，組內(nèi)兩兩比較用LSD法

7、，P<0.05為有顯著性差異。 結(jié)果： 1、第一部分結(jié)果 不同的掃描參數(shù)所獲得的視路白質(zhì)纖維擴(kuò)散張量圖像的質(zhì)量是不相同的。在b值組，以b值=1000s/mm<'2>為最佳，而高b值所成圖像噪聲較大。施加的擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)以13個(gè)方向與21個(gè)方向所成圖像質(zhì)量最好，二者沒(méi)有明顯差別，而6個(gè)方向所成圖像質(zhì)量較差。層厚/層間距對(duì)圖像的影響較大，前視路DTI掃描以2/0mm、后視路以3/0mm的層厚/層間距為最佳，所得圖

8、像質(zhì)量?jī)?yōu)級(jí)者所占比率最大，同時(shí)，在定量分析時(shí)可以避免部分容積效應(yīng)的影響。 2、第二部分結(jié)果 正常成人雙側(cè)視神經(jīng)、視束和視放射在FA圖呈高信號(hào)，在DEC圖因纖維走行是前后方向顯示為綠色，圖像清晰，邊緣光滑。視神經(jīng)的FA值分別為左側(cè)0.595±0.067、右側(cè)0.589±0.066；MD值分別為左側(cè)(0.948±0.112)×10<'-3>mm<'2>/s、右側(cè)(0.932±0.088)x10<'-3>mm<'2>/s；視束

9、的FA值分別為左側(cè)0.531±0.062、右側(cè)0.526±0.052，MD值分別為左側(cè)(0.944±0.131)×10<'-3>mm<'2>/s、右側(cè)(0.935~0.113)×10<'-3>mm<'3>/s；視放射的FA值分別為左側(cè)0.509±0.029、右側(cè)0.502±0.026，MD值分別為左側(cè)(0.763±0.050)×1 0<'-3>mm<'2>/S、右側(cè)(0.748±0.052)×10<'-3>mm<'2>/s。左右兩側(cè)視路

10、不同部位白質(zhì)纖維的FA值和MD值之間均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。 磁共振擴(kuò)散張量纖維束成像可在活體成功地顯示視神經(jīng)、視束及視放射白質(zhì)纖維束的走行軌跡和三維構(gòu)象特征。對(duì)于前視路，DTT可以理想地顯示雙側(cè)視神經(jīng)、視束的纖維構(gòu)象，能較好的顯示視交叉的不交叉纖維，在部分志愿者甚至可以顯示視交叉的交叉纖維；通過(guò)準(zhǔn)確設(shè)置外側(cè)膝狀體為追蹤視放射的種子點(diǎn)，能夠成功地顯示視放射纖維束起自丘腦的外側(cè)膝狀體，走行于側(cè)腦室三角區(qū)旁的矢狀層，分為3束

11、纖維投射到枕葉的原始視皮質(zhì)，背側(cè)束和外側(cè)束向后到達(dá)距狀裂的上緣，腹側(cè)束先向前形成襻狀彎曲，即Meyer環(huán)，再向后終止于距狀裂的下緣，與經(jīng)典的神經(jīng)解剖學(xué)描述一致。 3、第三部分結(jié)果 ①急性視神經(jīng)炎：患側(cè)視神經(jīng)在FA圖和DEC圖均呈低信號(hào)，F(xiàn)A值明顯降低、MD值、λ<,∥>值和λ<,⊥>值均明顯升高，與健側(cè)及正常組視神經(jīng)比較各參數(shù)均有明顯顯著性差異(P<0.001)。 ②視神經(jīng)萎縮：萎縮視神經(jīng)在FA圖和DEC圖均呈低

12、信號(hào)，F(xiàn)A值明顯降低、MD值、λ<,⊥>值明顯升高，但λ<,∥>值明顯降低，與正常組視神經(jīng)比較各參數(shù)均有明顯顯著性差異(P<0.001)。 ③眼眶腫瘤：3例腫瘤均為眼眶內(nèi)視神經(jīng)外的良性腫瘤，腦膜瘤1例、海綿狀血管瘤2例，在FA圖和DEC圖均顯示患側(cè)視神經(jīng)受壓、移位。2例患側(cè)視功能正常的患者，其患側(cè)視神經(jīng)．FA值和MD值與健側(cè)比較無(wú)明顯變化，受累視神經(jīng)在FA圖和：DEC圖的信號(hào)強(qiáng)度正常；1例視功能明顯下降患者，患側(cè)視神經(jīng)在FA圖和

13、DEC圖的信號(hào)強(qiáng)度明顯下降，F(xiàn)A值明顯降低、MD值明顯升高。 ④枕葉或顳、枕葉缺血性腦梗死：梗死區(qū)內(nèi)視放射的FA值明顯逐步降低，MD值在急性期明顯降低，隨時(shí)間變化逐漸升高，至慢性期后與腦脊液一致。而患側(cè)非梗死區(qū)視放射在缺血的急性期和亞急性期，其FA值和MD值正常，無(wú)明顯變化。在穩(wěn)定期即梗死后1個(gè)月，DTI即可探測(cè)到視放射的FA值降低、MD值升高，并隨時(shí)間的推移，其FA值逐漸下降，MD值逐漸上升。與健側(cè)視放射比較均有明顯顯著性差異

14、(P<0.01)。 ⑤先天性視隔發(fā)育不良1例：雙側(cè)視放射前段FA值降低，MD值升高，與正常對(duì)照組比較均有明顯顯著性差異(P<0.01)。雙側(cè)視放射的后段(走行于枕葉內(nèi))呈雜亂無(wú)序排列，正常視放射的新月形結(jié)構(gòu)消失。 ⑥獲得性視盲20例：在FA圖和DEC圖上，雙側(cè)視放射的走行及信號(hào)強(qiáng)度正常，雙側(cè)視放射的FA值及MD值與正常對(duì)照組比較均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。 ⑦累及視放射的腫瘤性病變34例：所引起視放射纖維的異

15、常改變分為4個(gè)類(lèi)型，即破壞+浸潤(rùn)、破壞+移位、浸潤(rùn)+移位、移位。9例原發(fā)性腦實(shí)質(zhì)內(nèi)高度惡性腫瘤，對(duì)視放射纖維束的影響為破壞+浸潤(rùn)、1例側(cè)腦室三角區(qū)室管膜瘤和6例腦轉(zhuǎn)移瘤，對(duì)視放射纖維束的影響為破壞+移位、2例Ⅱ級(jí)星形細(xì)胞瘤對(duì)視放射纖維的影響是移位+浸潤(rùn)、6例良性腦膜瘤和10例轉(zhuǎn)移瘤所致視放射白質(zhì)纖維的改變以移位為主。膠質(zhì)瘤、轉(zhuǎn)移瘤和腦膜瘤三種不同性質(zhì)的腫瘤實(shí)質(zhì)區(qū)的FA值和MD值比較均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。三組腫瘤周?chē)[區(qū)白質(zhì)纖

16、維信號(hào)均明顯下降，F(xiàn)A值均明顯降低，但三組間FA值比較均無(wú)顯著性差異(P>0.05)。有意義的參數(shù)為腫瘤周?chē)[區(qū)的MD值，膠質(zhì)瘤組和腦膜瘤組MD值明顯低于轉(zhuǎn)移瘤組，對(duì)鑒別診斷有一定的價(jià)值。DTI及DTT可以定量分析視放射纖維束的病理性改變、以及顯示與腫瘤之間的相互關(guān)系。 結(jié)論： 1、本研究初步建立了視路白質(zhì)纖維最佳的磁共振擴(kuò)散張量掃描參數(shù)，獲得的DTI圖像清晰，可以滿足測(cè)量及定量分析。 2、磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)

17、視路白質(zhì)纖維敏感，擴(kuò)散張量參數(shù)FA值、MD值、λ<,∥>值和λ<,⊥>值對(duì)視神經(jīng)、視束和視放射的檢查、定量分析是可行的。磁共振擴(kuò)散張量纖維束成像可以顯示正常成人視路的主要白質(zhì)纖維束，為白質(zhì)纖維束的研究開(kāi)辟了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。 3、①磁共振擴(kuò)散張量成像可以很敏感地顯示視路白質(zhì)纖維的異常信號(hào)改變，擴(kuò)散張量參數(shù)FA值、MD值、λ<,∥>值和λ<,⊥>值可以定量反映視路白質(zhì)纖維擴(kuò)散特征的病理性變化。②擴(kuò)散張量纖維束成像可以三維顯示腫瘤與