磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病的應(yīng)用研究.pdf

1、本文對(duì)磁共振擴(kuò)散張量成像對(duì)急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病的應(yīng)用進(jìn)行了研究。本研究分為兩個(gè)部分：
　　 第一部分：正常成人腦磁共振擴(kuò)散張量成像最佳掃描參數(shù)的優(yōu)選。
　　 目的：磁共振擴(kuò)散張量成像技術(shù)(diffusion tensor imaging，DTI)的圖像質(zhì)量受很多因素影響，其中擴(kuò)散敏感梯度方向數(shù)(number of diffusion gradient directions，NDGD)、擴(kuò)散敏感因子b值(b-val

2、ue)、層厚/層間距是影響DTI圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。如何在較短的時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量的DTI圖像，一直是影像學(xué)所關(guān)注的熱點(diǎn)。本研究對(duì)30例正常成人健康志愿者進(jìn)行腦DTI掃描，探討不同掃描參數(shù)對(duì)DTI圖像質(zhì)量的影響，以期在最短的掃描時(shí)間內(nèi)獲得最佳掃描參數(shù)。
　　 方法：將30例正常成人健康志愿者(男19例，女11例，年齡20～65歲，平均40.3歲)隨機(jī)分為NDGD組、b值組和層厚/層間距組(每組10人)。各組分別應(yīng)用不同的DTI掃描

3、參數(shù)：NDGD組：NDGD分別為6個(gè)、15個(gè)、25個(gè)，層厚/層間距為5/0mm，b值為1000s/mm2。b值組：b值分別為500s/mm2、1000s/mm2、3000s/mm2，層厚/層間距為5/0mm，15個(gè)NDGD。層厚/層間距組：層厚/層間距分別為8/2mm、5/0mm、3/0mm，b值為1000s/mm2，15個(gè)NDGD。將DTI原始圖像傳輸至工作站后處理生成部分各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)圖

4、及方向編碼彩色(directionally encoded color，DEC)圖，由兩名放射科醫(yī)師采用雙盲法，按3分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)分(見表1)。1分為差(纖維束邊緣顯示不清，皮質(zhì)內(nèi)雜亂粗點(diǎn)狀信號(hào)，背景噪聲多)，2分為較好(纖維束邊緣顯示較清，皮質(zhì)內(nèi)有少許點(diǎn)狀信號(hào)，背景噪聲較多)，3分為好(纖維束邊緣顯示清晰，皮質(zhì)內(nèi)無信號(hào)，背景噪聲少)。應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，所得評(píng)分以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，采用兩獨(dú)立樣本t檢

5、驗(yàn)分析比較三組DTI圖像質(zhì)量評(píng)分是否存在差異。p值<0.01認(rèn)為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，p值<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果：⑴25個(gè)NDGD時(shí)所獲得的DTI圖像質(zhì)量最高，圖像背景噪聲少，纖維束顯示更清晰，其次是15個(gè)NDGD時(shí)的圖像質(zhì)量亦較高，二者圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(2.83±0.38 vs2.67±0.51，p<0.05)。6個(gè)NDGD時(shí)所獲得圖像的背景噪聲多，纖維束邊緣不光滑，皮質(zhì)內(nèi)可見較多點(diǎn)狀

6、信號(hào)，圖像質(zhì)量最差(評(píng)分為2.17±0.43)，其分別與15個(gè)NDGD和25個(gè)NDGD所獲得的圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。⑵b值為500s/mm2和b值為1000s/mm2時(shí)所獲得的DTI圖像質(zhì)量較好，雖然b值為1000s/mm2時(shí)圖像信噪比較b值為500s/mm2時(shí)略有所下降，但腦灰白質(zhì)對(duì)比增加，二者圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(2.50±0.56 vs2.67±0.49，p>0.05)。b值為3

7、000s/mm2時(shí)所獲圖像擴(kuò)散權(quán)重雖然很強(qiáng)，腦灰白質(zhì)對(duì)比明顯增加，但圖像的信噪比顯著下降，圖像質(zhì)量最差(評(píng)分為2.06±0.55)，其分別與b為500s/mm2)和1000s/mm2時(shí)所獲得的圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。⑶層厚/層間距為8/2mm和5/0mm時(shí)所獲得的DTI圖像質(zhì)量較高，圖像背景噪聲少、纖維束邊緣顯示清晰，二者圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(2.67±0.54 vs2.61±0.42，

8、p>0.05)。而層厚/層間距為3/0mm時(shí)圖像質(zhì)量最差(評(píng)分為1.94±0.35)，與層厚/層間距為5/0mm所獲得的圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)，與層厚/層間距為8/2mm時(shí)所獲得的圖像質(zhì)量評(píng)分相比較，差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)。
　　 結(jié)論：綜合考慮認(rèn)為腦DTI最優(yōu)掃描參數(shù)為：25個(gè)NDGD，b值為1000s/mm2，層厚/層間距為5/0mm。此組掃描參數(shù)所生成的DTI后處理圖像信噪比

9、較高，腦組織灰白質(zhì)對(duì)比度較佳，能提供更多的擴(kuò)散信息，更好地反應(yīng)腦組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散各向異性特性，適用于研究腦白質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
　　 第二部分：磁共振成像擴(kuò)散張量成像對(duì)急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病的應(yīng)用研究。
　　 目的：急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病(delayed encephalopathy after acute carbonmonoxide poisoning，DEACMP)是急性CO中毒后最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，其發(fā)

10、病機(jī)制迄今不明。磁共振成像((magnetic resonance imaging，MRI)能較好的顯示腦組織形態(tài)、結(jié)構(gòu)及信號(hào)的變化，對(duì)DEACMP的診斷及鑒別診斷有重要臨床價(jià)值。目前，磁共振擴(kuò)散張量成像技術(shù)(diffusion tensor imaging，DTI)為該疾病開辟了新的研究方向。本研究的目的是，通過采用平均擴(kuò)散系數(shù)(average diffusioncoefficient，ADC)值、各向異性分?jǐn)?shù)(fractional

11、anisotropy，F(xiàn)A)值定量分析DEACMP組與正常對(duì)照組、DEACMP預(yù)后不良組與預(yù)后較好組不同腦白質(zhì)及灰質(zhì)區(qū)微觀結(jié)構(gòu)擴(kuò)散及各向異性特征的差異，探討DTI技術(shù)對(duì)DEACMP的臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　 方法：選擇GE3.0T MR掃描儀，對(duì)35例臨床確診為DEACMP的患者(DEACMP組)和35例正常志愿者(正常對(duì)照組)行DTI掃描。DEACMP組男19例，女16例，年齡27-84歲，平均年齡50.2±4.5歲。正常對(duì)照組男

12、19例，女16例，年齡27歲～85歲，平均50.5±4.3歲。根據(jù)臨床治療效果及隨訪1年結(jié)果，將DEACMP患者分為預(yù)后不良組和預(yù)后較好組。采用感興趣區(qū)(region of interest，ROI)測量DEACMP組與正常對(duì)照組、DEACMP預(yù)后不良組和預(yù)后較好組不同腦白質(zhì)及灰質(zhì)區(qū)的ADC值及FA值(圖1-6)。應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件包對(duì)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。所測數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。應(yīng)用配對(duì)t檢驗(yàn)及兩獨(dú)立樣本t

13、檢驗(yàn)，分析比較DEACMP組及正常對(duì)照組、DEACMP預(yù)后較好組及預(yù)后不良組相對(duì)應(yīng)腦區(qū)的ADC值和FA值之間是否存在差異，DEACMP預(yù)后較好組及預(yù)后不良組臨床相關(guān)因素是否存在差異。p值<0.01認(rèn)為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，p值<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)果：⑴腦白質(zhì)受累型32例，以腦室周圍白質(zhì)、半卵圓中心白質(zhì)受累為著，表現(xiàn)為對(duì)稱性、彌漫性T1WI等或略低信號(hào)，T2WI及FLAIR高信號(hào)，在各相同性圖上為高信號(hào)，在A

14、DC圖上為明顯低或等信號(hào)，F(xiàn)A圖示各向異性程度減低呈低信號(hào)。⑵神經(jīng)核團(tuán)受累型21例，以雙側(cè)蒼白球受累為著，表現(xiàn)為T1WI等或低信號(hào)，T2WI及FLAIR呈高信號(hào)；在各相同性圖上表現(xiàn)為等或略高信號(hào)，在ADC圖上為略高信號(hào)或明顯高信號(hào)，F(xiàn)A圖示各向異性程度減低呈低信號(hào)。3例MR/及DTI均無明顯異常信號(hào)。⑶與正常對(duì)照組相比較，DEACMP組各不同腦白質(zhì)區(qū)及腦白質(zhì)總和的ADC值及FA值均降低，且差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)，其中尤以半

15、卵圓中心及側(cè)腦室周圍的ADC值下降最明顯(半卵圓中心：3.87±0.42 vs6.82±0.35，p=0.00；側(cè)腦室周圍：4.48±0.51 vs7.47±0.39，p=0.00)，F(xiàn)A值亦下降最明顯(半卵圓中心：0.32±0.05 vs0.51±0.04，p=0.00；側(cè)腦室周圍：042±0.01 vs0.63±0.03，p=0.00)，且差異均具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)。⑷與正常對(duì)照組相比較，DEACMP組蒼白球，殼核，尾

16、狀核，黑質(zhì)及灰質(zhì)總和的ADC值高于正常對(duì)照組，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)，其中尤以蒼白球.ADC值升高最明顯(13.2±0.29 vs6.26±0.60，p=0.00，p<0.01)，而丘腦及紅核的ADC值較正常對(duì)照組略升高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p>0.05)。與正常對(duì)照組相比較，所測各不同灰質(zhì)核團(tuán)及灰質(zhì)總和的FA值亦降低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)，其中尤以蒼白球的FA值下降最顯著(0.19±0.07 vs0.36

17、±0.05，p=0.00，p<0.01)。⑸與預(yù)后較好組相比較，預(yù)后不良組DEACMP患者的發(fā)病年齡較高，患者急性CO中毒后昏迷時(shí)間較長，假愈期較短，患者多有心腦血管及呼吸系統(tǒng)等基礎(chǔ)疾病病史，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。預(yù)后不良組腦白質(zhì)平均ADC值及FA值亦低于預(yù)后較好組(ADC：4.87±0.52 vs6.20±0.46，p<0.05；FA：0.41±0.05vs0.53±0.03，p<0.05)。預(yù)后不良組腦灰質(zhì)區(qū)的平均AD

18、C值較預(yù)后較好組明顯增高(9.45±0.32 vs7.31±0.43，p<0.05)，而FA值較預(yù)后較好組明顯下降(0.17±0.06 vs0.28±0.04，p<0.05)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 結(jié)論：DEACMP患者腦組織損害的范圍是廣泛的，DTI能夠反映MRI所不能觀察的腦組織微觀結(jié)構(gòu)病理變化，DTI的擴(kuò)散特征參數(shù)(ADC值、FA值)可準(zhǔn)確反映DEACMP腦白質(zhì)及灰質(zhì)區(qū)微觀結(jié)構(gòu)病理變化的不同，量化腦組織損害的程度，為