彌散峰度成像及3D多序列在原發(fā)性癲癇中的研究.pdf

1、第一部分緒論
　　癲癇是一種世界范圍的常見病,是僅次于腦血管疾病的第二大神經(jīng)系統(tǒng)疾病,嚴重影響病人生活質(zhì)量。我國0-14歲兒童癲癇(不含熱性驚厥)的發(fā)病率為151/10萬,患病率為3.45‰,7歲以內(nèi)起病者占82.2％。兒童癲癇發(fā)病率高,長期發(fā)作對顱腦正常發(fā)育、健康成長有著嚴重影響。早期、診斷及進行癲癇監(jiān)測治療很重要。國內(nèi)外癲癇首選檢查為腦電圖(EEG),其次是CT及MRI檢查,后兩者是臨床上反映大腦結(jié)構變化的影像學檢查,在繼發(fā)性

2、癲癇的診斷上具有優(yōu)勢,對于沒有明顯結(jié)構改變的原發(fā)性癲癇常無能為力。如何運用MRI這項無輻射損傷的方法來發(fā)現(xiàn)提高原發(fā)性癲癇患者腦內(nèi)病變的診斷,是很有必要進行研究的方面。
　　MRI彌散張量(DTI)研究可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)MRI檢查不能顯示的隱匿性病變,從分子水平了解癲癇病灶局部組織和其他區(qū)域的病理改變。但由于DTI技術還存在一定的缺陷,有待MRI技術的不斷研發(fā)以及縱向研究的深入開展。國外已有部分文獻報道,彌散峰度成像(DKI)是較DTI更

3、為先進、敏感的掃描序列。DTI認為腦組織中水分子的擴散呈現(xiàn)正態(tài)分布特性,而DKI認為大腦中有很多組織結(jié)構,如各種細胞類型及其細胞膜等會阻礙水分子的擴散,使其擴散偏離正態(tài)分布。因此DKI模型加入了超值峰度(kurtosis)的參數(shù)來表征水分子擴散偏離正態(tài)分布的程度。DKI不僅可以得到DTI所有的信息,同時還可以得到額外的信息一kurtosis。
　　三維容積液體衰減反轉(zhuǎn)恢復脈沖序列(3D-Cube FLAIR)是3DFIAIR序列,

4、有著高信號強度、高信噪比、非常薄的層厚及各向同性分辨率優(yōu)點。比二維FLAIR分辨率明顯提高,容易檢測到顱腦微小病變,幫助判斷臨床擬診的原發(fā)性癲癇診斷是否真正成立。
　　三維磁化強度預備梯度回波序列(3D-MPRAGE)是3DT1加權快速容積掃描技術,具有較高的空間和時間分辨率,高信噪比,能三維顯示人腦內(nèi)部精細解剖結(jié)構,對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷具有重要價值。3-MPRAGE技術能夠提高發(fā)現(xiàn)微小皮層發(fā)育異常所致的癲癇。國內(nèi)外文獻中關于兒童

5、原發(fā)性顳葉癲癇(TLE)海馬體積(HCV)研究報道較少,HCV測量在原發(fā)性TLE中有著重要的意義,3D-MPRAGE能為HCV測量提供高分辨率及薄層掃描技術。
　　為了合理運用MRI各種序列,本研究首先在動物實驗中進行DKI可行性研究。進行3D-Cube FLAIR與2D FLAIR比較研究,以期證實3D-CubeFLAIR序列的優(yōu)勢以及兒童原發(fā)性癲癇中FLAIR序列的運用選擇。通過對原發(fā)性TLE與對照組兒童HCV測量比較,探討H

6、CV改變的相關原因。同時提出2-13歲正常兒童HCV范圍,為評價兒童HCV提供一項可供參考的客觀量化指標。通過在兒童原發(fā)性癲癇中行DKI運用研究,評價DKI在原發(fā)性癲癇定性、定側(cè)中的診斷價值。
　　第二部分彌散峰度成像及3D-Cube FLAIR序列在大鼠海仁酸癲癇模型中的研究
　　目的:通過大鼠海仁酸(KA)癲癇模型實驗,探討彌散峰度成像(DKI)及三維容積液體衰減反轉(zhuǎn)恢復脈沖序列(3D-Cube FLAIR)在原發(fā)性癲癇

7、研究中的可行性。
　　材料與方法:將癲癇大鼠及正常對照組(n=20例/組),在GE3.0TSigna Horizon LX超導磁共振儀上行常規(guī)MRI、DKI及3D-Cube FLAIR等多序列掃描,對6組灰質(zhì)(基底節(jié)區(qū)、海馬、杏仁核海馬區(qū)、顳葉皮層、頂葉皮層、額葉皮層),3組白質(zhì)(外囊區(qū)、前聯(lián)合、胼胝體)感興趣區(qū)(ROI)分別行左、右側(cè)對稱部位各向異性分數(shù)(FA)、平均擴散率(MD)、平均峰度值(MK)手動測量及統(tǒng)計比較。3D-C

8、ube FLAIR及2DFLAIR圖像清晰度比較。
　　結(jié)果:在KA組及對照組大鼠中,FA值存在差異的部位為杏仁核海馬區(qū),前聯(lián)合及胼胝體區(qū)域。MD值存在差異的部位為海馬區(qū)。MK值存在差異的部位為基底節(jié)區(qū)、海馬及胼胝體區(qū)域。大鼠3D-Cube FLAIR原始矢狀面圖像清晰度較高,重建后圖像清晰度低于2D FLAIR。
　　結(jié)論:大鼠KA模型實驗結(jié)果表明DKI可用于原發(fā)性癲癇研究。3D-Cube FLAIR可作為一種選擇性FLA

9、IR序列運用。
　　第三部分3D-MPRAGE在兒童原發(fā)性顳葉癲癇海馬體積測量中的應用
　　目的:通過在兒童原發(fā)性顳葉癲癇(TLE)病例及對照組行海馬體積(HCV)測量比較,總結(jié)T1加權三維磁化強度預備梯度回波序列(3D-MPRAGE)的特點及作用,并提出本組TLE病例HCV改變的可能影響因素。
　　材料與方法:選取腦電圖(EEG)定側(cè)為顳葉的原發(fā)性癲癇病例組,與年齡性別匹配對照組兒童(n=24/組,2-13歲),通過

10、3D-MPRAGE序列進行海馬斜冠狀面重建、手動HCV測量,HCV經(jīng)標準化,并按年齡分組后行統(tǒng)計比較。兩組分為2-5.9歲(n=8),6-8.9歲(n=10),9-13歲(n=6)。分析所有病例臨床特征與HCV改變關系。
　　結(jié)果:標準化后2-13歲病例組、對照組左、右側(cè)平均HCV范圍為2014.14±54.32-2165.31±80.99 mm3;2015.46±26.97-2100.93±57.33mm3。對照組右側(cè)HCV大于

11、左側(cè)(平均18.09±65.87mm3),但左右側(cè)之間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.1915,P＞0.05)。兒童原發(fā)性TLE的HCV改變與年齡相關(r=0.74553,P＜0.01),與性別無關(P＞0.05)。2-5.9歲病例組左、右側(cè)HCV之間及總HCV與對照組比較存在統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。
　　結(jié)論:3D-MPRAGE對于海馬及腦組織結(jié)構顯示清晰,具有較高的使用價值。兒童原發(fā)性TLE的HCV改變可能與病例臨床特征不均質(zhì)性

12、、癲癇發(fā)作次數(shù)、持續(xù)時間、發(fā)作后距MRI檢查時間等多種因素有關。
　　第四部分彌散峰度成像在兒童原發(fā)性癲癇診斷中的研究
　　目的:通過兒童原發(fā)性癲癇及對照組DKI序列各參數(shù)值比較研究,評價DKI在原發(fā)性癲癇診斷中的應用價值。
　　材料與方法:根據(jù)EEG定側(cè)將43例兒童原發(fā)性癲癇分為四組:雙側(cè)(n=17)、左側(cè)(n=9)、右側(cè)癲癇波組(n=9)及EEG正常組(n=8),應用統(tǒng)計參數(shù)圖(SPM)軟件與對照組兒童進行DKI序

13、列中FA、橢球面積率(EAR)、MD、MK各參數(shù)值統(tǒng)計比較,用蒙特利爾神經(jīng)學研究所MNI的標準腦圖譜坐標系方法顯示病變組與對照組之間存在差異的解剖部位。
　　結(jié)果:DKI序列能夠發(fā)現(xiàn)四組原發(fā)性癲癇兒童病例中灰質(zhì)(額、顳、頂、枕葉、海馬等區(qū)域)及白質(zhì)(胼胝體、皮層下白質(zhì)等區(qū)域)中FA、EAR、MD、MK值異常改變及差異區(qū)域體素大小。對于本研究中存在臨床癲癇癥狀,但EEG檢查正常的病例,DKI發(fā)現(xiàn)其左大腦半球、額葉白質(zhì)、顳葉灰質(zhì)等區(qū)域