磁敏感加權(quán)成像、擴(kuò)散張量成像以及纖維束成像在彌漫性軸索損傷中的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分、磁敏感加權(quán)成像在彌漫性軸索損傷中的應(yīng)用價(jià)值
　　 目的:
　　 1.通過比較磁敏感加權(quán)成像序列與常規(guī)磁共振序列對(duì)彌漫性軸索損傷病灶顯示情況,探討SWI序列對(duì)DAI的診斷價(jià)值；
　　 2.比較SWI序列及常規(guī)序列在檢測(cè)DAI病灶數(shù)目及體積方面的差別；
　　 3.探討SWI序列顯示DAI病灶數(shù)目及體積與患者GCS評(píng)分之間的相關(guān)性。
　　 材料與方法:
　　 1.研究對(duì)象
　　

2、 DAI患者組:收集南方醫(yī)院神經(jīng)外科、急診科以及神經(jīng)內(nèi)科2009年1月至2011年3月間共36例臨床確診為DAI的患者,男性26例,女性10例,年齡6～77歲,平均年齡37歲。其中車禍20例,重物擊打傷8例,高處墜落傷2例,摔倒傷8例。GCS評(píng)分:3～5分13例,6～8分10例,9～15分13例?；颊邫z查時(shí)間為傷后3天～5個(gè)月不等。
　　 2.主要儀器與設(shè)備磁共振設(shè)備為美國(guó)通用電氣(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超

3、導(dǎo)型磁共振掃描儀,采用八通道的頭部相控陣線圈。磁共振后處理工作站為GE公司自帶的.AW后處理工作站。
　　 3.檢查方法
　　 待檢患者頭部置于線圈內(nèi),定位線置于眉弓水平。MRI掃描序列包括:橫斷T1WI、T2WI、FLAIR及SWI掃描。SWI序列主要參數(shù)為:TR:35ms,TE:25ms,帶寬:31.24KHz,FOV:24×24,矩陣:512×512,層厚3mm,間隔0,掃描56層,掃描時(shí)間:3'45"。
　

4、　 4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析常規(guī)磁共振序列與SWI序列在發(fā)現(xiàn)病灶數(shù)目方面比較采用u檢驗(yàn)；常規(guī)磁共振序列與SWI序列在病灶體積方面的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；SWI序列顯示病灶數(shù)量以及體積與GCS評(píng)分相關(guān)性方面采用Spearson相關(guān)分析。
　　 結(jié)果:
　　 1.SWI序列顯示病灶分布于皮髓質(zhì)交界以及白質(zhì)區(qū)域,呈斑點(diǎn)狀、串珠狀、線條狀明顯低信號(hào)病灶；
　　 2.常規(guī)序列檢測(cè)出96個(gè)病灶,SWI序列檢測(cè)出511個(gè)病灶,后者是前者

5、的5.322倍；兩種序列在檢測(cè)病灶數(shù)目方面具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,Z=-6.801,P=0.000；
　　 3.常規(guī)序列檢測(cè)病灶總體積約29.09cm3,SWI序列顯病灶總體積約為66.95cm3；兩種方法在檢測(cè)病灶總體積方面具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,t=-7.916,P=0.000；
　　 4.DAI患者SWI序列顯示病灶數(shù)目與患者GCS評(píng)分之間存在負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為r=-0.796,P=0.000；
　　 5.DAI患者SW

6、I序列顯示病灶體積與患者GCS評(píng)分之間存在負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為r=-0.652,P=0.000。
　　 結(jié)論:
　　 1.SWI序列顯示DAI病灶呈現(xiàn)明顯的低信號(hào)；病灶主要分布于皮髓質(zhì)交界區(qū)、基底節(jié)區(qū)、胼胝體、小腦及腦干等區(qū)域；
　　 2.SWI序列較常規(guī)序列可以發(fā)現(xiàn)更多的病灶,且病灶的體積均較常規(guī)序列高；
　　 3.DAI病灶數(shù)目、體積與患者GCS評(píng)分負(fù)相關(guān),提示GCS評(píng)分可以評(píng)價(jià)患者病情嚴(yán)重程度以及預(yù)

7、測(cè)患者預(yù)后情況；
　　 第二部分、磁敏感加權(quán)成像在彌漫性軸索損傷模型中的初步應(yīng)用
　　 目的:
　　 1.探討建立DAI動(dòng)物模型的方法；
　　 2.探討SWI序列檢測(cè)動(dòng)物模型DAI病灶的檢出情況；
　　 3.研究DAI動(dòng)物模型的病理變化過程。
　　 材料與方法:
　　 1.研究對(duì)象
　　 南方醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供成年新西蘭大白兔12只,體重2.0～2.5Kg,雌雄各六只。隨

8、機(jī)分為對(duì)照組4只,致傷組8只。
　　 2.主要儀器和設(shè)備磁共振設(shè)備為美國(guó)通用電氣(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀,采用八通道的頭部相控陣線圈。磁共振后處理工作站為GE公司自帶的AW后處理工作站。直徑約2.5cm重約700g的不銹鋼鋼柱；內(nèi)徑約3.0cm的PVC管。
　　 3.建立動(dòng)物模型采用Marmarou彌漫性軸索損傷模型法復(fù)制自由落體撞擊裝置。成年健康新西蘭大白兔稱重后戊巴比妥鈉經(jīng)耳緣

9、靜脈注射。然后將新西蘭大白兔放固定于厚約5cm的海綿墊上。損傷組:調(diào)整兔腦位置使其位于PVC管中央位置,將鋼錠自1.8米處自由落體垂直墜落于腦部,然后迅速移開海綿墊二次擊打。對(duì)照組:將兔固定于海綿墊上,PVC管置于腦部,置鋼錠于1.8米高度,但未落下鋼錠。
　　 4.檢查方法
　　 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分別于損傷前及擊打后即刻、4小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)行后續(xù)MR檢查。檢查序列包括橫斷T1WI、T2WI、FLAIR、SWI。觀察DA

10、I病灶分布范圍,形態(tài)及信號(hào)。掃描完成后,將動(dòng)物保暖送回動(dòng)物中心,詳細(xì)觀察并記錄觀察生命體征及行為學(xué)變化。
　　 5.病理學(xué)檢查深度麻醉動(dòng)物,快速開胸,經(jīng)左心插管至主動(dòng)脈,灌注生理鹽水至流液清亮為止,而后灌注40g/L的多聚甲醛500ml。開顱取腦,觀察有無硬膜下、外血腫及蛛網(wǎng)膜下腔出血等大體病理變化。將腦組織編號(hào)后迅速置于10％多聚甲醛固定液4℃固定15天。常規(guī)固定、包埋、切片,HE染色,鏡下觀察。
　　 結(jié)果:

11、　　 1.對(duì)照組動(dòng)物:腦內(nèi)各部位SWI序列未見異常信號(hào)病灶；致傷組動(dòng)物:SWI序列發(fā)現(xiàn)于皮髓質(zhì)交界區(qū)、胼胝體、基底節(jié)以及腦干等區(qū)域,可見斑點(diǎn)狀及小條形異常明顯的低信號(hào)病灶,未見占位效應(yīng),病灶最大約5mm,最小約2mm;
　　 2.對(duì)照組4只動(dòng)物,標(biāo)本外觀及正中矢狀位均未見異常；組織學(xué)切片示神經(jīng)元胞體、胞核大小形態(tài)正常,核漿比正常,軸索未見腫脹等異常表現(xiàn)。致傷組8只動(dòng)物軸位切開的腦片,發(fā)現(xiàn)皮髓質(zhì)交界區(qū)、胼胝體、基底節(jié)以及腦干等區(qū)

12、域可見斑片狀及小點(diǎn)狀黑褐色出血灶；組織切片可見神經(jīng)元胞體及軸索腫脹、斷裂,軸索球形成；
　　 3.觀察不同時(shí)間點(diǎn)致傷組動(dòng)物組織學(xué)切片顯示,腫脹的神經(jīng)元、軸索的程度及范圍逐漸加重;
　　 4.軸位切開的腦片與SWI圖像逐層比對(duì),發(fā)現(xiàn)大體標(biāo)本上顯示的黑褐色出血灶與SWI序列觀察到的低信號(hào)灶完全吻合。
　　 結(jié)論:
　　 1.本實(shí)驗(yàn)成功建立出DAI動(dòng)物模型；
　　 2.SWI序列可以敏感發(fā)現(xiàn)彌漫性軸索損

13、傷動(dòng)物模型腦內(nèi)DAI病灶；
　　 3.DAI病理表現(xiàn)主要為軸索腫脹以及軸索球的形成,動(dòng)態(tài)檢測(cè)病理學(xué)變化,提示DAI的病理過程呈漸進(jìn)性加重表現(xiàn)。
　　 第三部分、彌散張量成像在彌漫性軸索損傷中的應(yīng)用價(jià)值
　　 目的:
　　 1.探討磁共振彌散張量成像技術(shù)在DAI患者中的應(yīng)用價(jià)值；
　　 2.研究不同程度患者FA值的變化；
　　 3.研究患者各感興趣區(qū)FA值與GCS評(píng)分的關(guān)系。
　　

14、材料與方法:
　　 1.研究對(duì)象
　　 DAI患者組:收集南方醫(yī)院神經(jīng)外科、急診科以及神經(jīng)內(nèi)科2009年1月至2011年3月間共36例臨床確診為DAI的患者,男性26例,女性10例,年齡6～77歲,平均年齡37歲。致傷組其中車禍20例,重物擊打傷8例,高處墜落傷2例,摔倒傷8例。GCS評(píng)分:1～5分13例,6～8分10例,9～15分13例?；颊邫z查時(shí)間為傷后3天～5個(gè)月不等。正常對(duì)照組:收集與患者組年齡、性別及教育背景較

15、一致的正常體檢者以及志愿者納入正常對(duì)照組。
　　 2.主要儀器與設(shè)備磁共振設(shè)備為美國(guó)通用電氣(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀,采用八通道的頭部相控陣線圈。磁共振后處理工作站為GE公司自帶的AW后處理工作站。
　　 3.檢查方法
　　 待檢患者頭部置于線圈內(nèi),定位線置于眉弓水平。MRI掃描序列包括:橫斷T1WI、T2WI、FLAIR及DTI橫斷、矢狀及冠狀位掃描。主要參數(shù)為:TR70

16、00ms,TE100.9 ms,層厚5 mm,層間距0mm,矩陣130×128,FOV240×240 mm,NEX=1,b值為1000s/mm2,擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?5個(gè)。分別軸位、矢狀位及冠狀位掃描全腦,掃描時(shí)間為9'42"。
　　 4.圖像的后處理及分析所得患者及正常對(duì)照組DTI資料導(dǎo)入Adw4.3工作站,應(yīng)用Functool軟件進(jìn)行后處理。分別由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)生測(cè)量雙側(cè)半卵圓中心、胼胝體膝部、胼胝體體部、胼胝體壓部

17、、內(nèi)囊膝部、內(nèi)囊后肢、大腦腳、腦橋基底部、小腦上腳、小腦中腳、小腦下腳、穹窿體部、扣帶等13個(gè)感興趣區(qū)(ROI)FA值,每個(gè)ROI面積約為15～30mm2,每個(gè)感興趣區(qū)分別測(cè)量?jī)纱?取其平均值,最終結(jié)果為兩位影像醫(yī)生測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值。
　　 5.統(tǒng)計(jì)分析
　　 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。正常對(duì)照組及患者組雙側(cè)各ROI的FA值比較,采用配對(duì)t檢驗(yàn)；患者組與正常組相對(duì)應(yīng)ROI的FA值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；

18、不同程度患者組與正常對(duì)照組各ROI的FA值比較,采用單因素發(fā)差分析(One-way ANOVA),方差其用LSD法,若方差不齊用Bonferroni法；致傷組各ROI的FA值與患者GCS評(píng)分之間的關(guān)系用Spearman相關(guān)分析,P<0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果:
　　 1.對(duì)照組及患者組雙側(cè)大腦半球各ROI間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；
　　 2.在胼胝體膝部、體部、大腦腳、腦橋、小腦中腳以及穹窿等部位患者組FA值

19、與對(duì)照組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,t值分別為4.61、2.86、5.14、3.92、2.68和9.831；P值分別為0.00、0.06、0.00、0.00、O.10和0.00;
　　 3.輕、中、重型患者分別與對(duì)照組各ROI區(qū)FA值比較,結(jié)果顯示輕型DAI患者穹窿與對(duì)照組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；中型DAI患者大腦腳以及穹窿與對(duì)照組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；重型DAI患者胼胝體膝部、體部、壓部、大腦腳、腦橋、以及穹窿差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

20、；
　　 4.致傷組胼胝體膝部、體部、壓部、大腦腳以及腦橋FA值與患者GCS評(píng)分之間具有相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為:0.334、0.335、0.551、0.46和0.556:相應(yīng)P值為:0.047、0.046、0.004、0.004和0.000;
　　 結(jié)論:
　　 1.DAI患者多個(gè)ROI區(qū)FA值降低,提示相應(yīng)部位病灶的存在；
　　 2.輕、中、重型患者多個(gè)ROI區(qū)FA值降低,提示FA值降低與病情嚴(yán)重程度相

21、關(guān)；
　　 3.患者多個(gè)ROI區(qū)FA值與GCS評(píng)分相關(guān)性,提示相關(guān)區(qū)域DAI病灶可能與患者的病情程度相關(guān)。
　　 第四部分、磁共振纖維束成像在彌漫性軸索損傷中的應(yīng)用價(jià)值
　　 目的:探討磁共振纖維束成像在DAI患者中的應(yīng)用價(jià)值。
　　 方法:
　　 1.研究對(duì)象
　　 DAI患者組:收集南方醫(yī)院神經(jīng)外科、急診科以及神經(jīng)內(nèi)科2009年1月至2011年3月間共36例臨床確診為DAI的患者,男性

22、26例,女性10例,年齡6～77歲,平均年齡37歲。致傷組其中車禍20例,重物擊打傷8例,高處墜落傷2例,摔倒傷8例。GCS評(píng)分:1～5分13例,6～8分10例,9～15分13例?；颊邫z查時(shí)間為傷后3天～5個(gè)月不等。正常對(duì)照組:收集與患者組年齡、性別及教育背景較一致的正常體檢者以及志愿者納入正常對(duì)照組。
　　 2.主要儀器與設(shè)備磁共振設(shè)備為美國(guó)通用電氣(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超導(dǎo)型磁共振掃描儀,采用八通道的

23、頭部相控陣線圈。磁共振后處理工作站為GE公司自帶的AW后處理工作站。
　　 3.檢查方法
　　 待檢患者頭部置于線圈內(nèi),定位線置于眉弓水平。MRI掃描序列包括:橫斷T1WI、T2WI、FLAIR及DTI橫斷、矢狀及冠狀位掃描。主要參數(shù)為:TR7000ms,TE100.9 ms,層厚5mm,層間距0 mm,矩陣130×128,FOV240×240 mm,NEX=1,b值為1000s/mm2,擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?5個(gè)。分別軸

24、位、矢狀位及冠狀位掃描全腦,掃描時(shí)間為9'42"。
　　 4.圖像后處理及分析依據(jù)經(jīng)典神經(jīng)解剖學(xué)歸于纖維束的描述,采用“起始種子點(diǎn)”和“終止種子點(diǎn)”標(biāo)記所要顯示的纖維束,軟件自動(dòng)完成纖維束的追蹤,從而獲得相應(yīng)大腦白質(zhì)纖維束圖像,即:DTT圖。分別重建致傷組及與之年齡、性別相對(duì)應(yīng)正常對(duì)照的上縱束、下縱束、扣帶、胼胝體、穹窿、皮質(zhì)脊髓束以及小腦上腳、中腳、下腳等結(jié)構(gòu)。比較研究致傷組纖維束的形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化情況。
　　 結(jié)果:致