VBM联合DTI对早期帕金森病脑白质结构特征的初步研究

发布时间：2018-02-11 13:30

  本文关键词： 帕金森病 脑白质 磁共振成像 基于体素形态学测量方法 磁共振弥散张量成像 基于纤维束追踪空间统计分析 功能磁共振　出处：《昆明医科大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：[目的] 采用磁共振基于体素的形态学(voxel-based morphometry method of magnetic resonance imaging, VBM-MRI)分析方法及磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)基于纤维束追踪空间统计分析(tract-based spatial statistics, TBSS)方法观察早期(HoehnYahrl-II级)帕金森病患者脑白质结构改变的特征,为帕金森病发病机制的研究提供功能神经解剖学依据。[资料与方法](1)研究对象：本次试验分别设定一个早期帕金森病组(PD组)和一个正常对照组(HC组),PD组由神经内科锥体外系疾病专家参照英国帕金森病学会脑库的临床诊断标准确诊早期帕金森病患者29例,年龄、性别、利手、受教育程度相匹配的正常对照组30例。(2)磁共振成像部分：采用荷兰PHILIPS Achieva 3.0TTX超导磁共振扫描仪,8通道头部相控阵线圈进行常规全脑扫描,排除脑器质性病变,脑内结构正常者进入磁共振实验数据采集,两组均进行全脑3D T1WI及DTI数据采集。(3)数据后处理：方法一：3DT1WI结构像数据,采用以SPM8软件包为基础的全自动VBM技术进行处理,对处理过的数据进行两样本t检查,比较PD组与HC组之间的脑白质体积差异,P0.005,差异有统计学意义。方法二：DTI图像数据,采用FSL (FMRIB's Software Library)软件内TBSS技术对数据进行预处理和分析。分析两组受试者脑白质纤维DTI各相关参数,包括FA(部分各向异性),MD(平均弥散系数),AD(轴向弥散系数),RD(平行弥散系数)。①首先对DTI原始数据进行头动校正和涡流校正并计算获取FA图,再由所有参与者的FA图像构建一个常规的平均白质骨架,将每个参与者的FA图像配准到平均骨架图上,再转换到MNI空间坐标上,最后进行统计分析,观察纤维骨架上FA值存在显著变化的脑区。(MD、RD、AD平均模板及骨架图的创建同上)。②记录两组间DTI各参数有显著差异的脑区(P0.05)。[结果]1、早期PD组白质体积减小的脑区是：右额上回皮层下白质,右额中回皮层下白质,右中央前回皮层下白质,右扣带回白质,左额中回皮层下白质,左额下回皮层下白质,右顶下小叶皮层下白质,左楔前叶皮层下白质,右颞上回皮层下白质,右颞下回皮层下白质,左颞中回皮层下白质,左海马旁回白质,右楔叶皮层下白质,双侧胼胝体压部,中脑右份。P0.005。2、早期PD组白质体积增加的脑区是：左侧嗅束,右海马旁回白质,右楔前叶皮层下白质,左缘上回皮层下白质,右小脑前叶皮层下白质,左小脑后叶皮层下白质。P0.005。3、早期PD组脑白质纤维束中FA值降低的区域包括：胼胝体膝部,胼胝体体部,胼胝体压部,左侧内囊前肢,双侧前放射冠,双侧上放射冠,左丘脑后辐部,双侧扣带回,左侧上纵束。4、早期PD组脑白质纤维束中MD值升高的区域包括：胼胝体膝部,胼胝体体部,胼胝体压部,穹窿,左侧大脑脚,双侧内囊前肢,双侧内囊后肢,双侧前放射冠,双侧上放射冠,双侧后放射冠,双侧丘脑后辐射,双侧外囊,右侧上纵束,左上额枕束。5、早期PD组脑白质纤维束中RD值升高的区域包括：胼胝体膝部,胼胝体体部,胼胝体压部,穹窿,左侧内囊前肢,双侧前放射冠,双侧上放射冠,双侧后放射冠,双侧丘脑后辐射,双侧外囊,双侧扣带回,左侧上纵束,右钩束。6、早期PD组FA值降低并MD值、RD值升高的脑区是：胼胝体膝部,胼胝体体部,胼胝体压部,左侧内囊前肢,双侧前放射冠,双侧上放射冠,左侧丘脑后辐射。总之,PD组与HC组相比,PD组多个脑白质纤维束FA值降低,MD、RD值升高(P0.05),而AD未见明显变化(P0.05)。[结论]1、早期PD患者存在多个脑白质区体积和DTI各相关参数(FA、MD、RD、AD)的改变。提示早期PD脑白质不仅存在宏观的结构变化,还有白质纤维微观结构的改变。2、早期PD患者可能存在多个脑白质区体积萎缩及部分白质体积代偿性增加。3、PD的发生可能与特征性局部脑白质纤维完整性异常相关,单纯RD升高区域可能反应病变初期的轻度改变,即以脱髓鞘为主,FA降低及MD、RD升高同时存在提示除脱髓鞘损伤外,还存在白质纤维排列紊乱及疏密程度改变,可能代表病变进一步发展。采用MD值及RD值来反映PD患者脑白质纤维的改变可能更加敏感。4、利用VBM-MRI技术联合DTI-TBSS分析可以有效的显示脑白质结构改变的区域,二种方法相互补充,能较好的为早期PD发病机制的研究提供功能神经解剖学依据。
[Abstract]:[Objective] using MRI voxel based morphometry (voxel-based morphometry method of magnetic resonance imaging, VBM-MRI) analysis method and magnetic resonance diffusion tensor imaging (diffusion tensor, imaging, DTI) fiber tracking based on spatial statistical analysis (tract-based spatial, statistics, TBSS) method (HoehnYahrl-II) to observe the early changes of white matter structure characteristics Parkinson brain disease patients, to provide functional anatomy for the materials and methods.] to study the pathogenesis of Parkinson's disease (1) research object: the test set an early Parkinson disease group (PD group) and a normal control group (HC group), PD group from the Department of Neurology of extrapyramidal diseases expert reference British Institute of Parkinson's disease brain bank clinical diagnostic criteria of early diagnosis of Parkinson's disease in 29 patients, age, gender, handedness, normal control group and education level matched 30 cases (2). Magnetic resonance imaging: the Holland PHILIPS Achieva 3.0TTX superconducting magnetic resonance scanner head 8 channel phased array coil for conventional whole brain scans, out of organic brain lesions, normal brain structure in magnetic resonance experiment data acquisition, two groups of whole brain 3D and DTI data T1WI collection. (3) data postprocessing: method one: 3DT1WI like structure data, using SPM8 software package based automatic VBM technology for processing, the two sample t inspection of the processed data, the comparison between PD group and HC group of brain white matter volume differences, P0.005, the difference was statistically significant. Method: two DTI image data, using FSL (FMRIB's Software Library) TBSS software technology to preprocess and Analysis on the data analysis. The related parameters of two groups of subjects with cerebral white matter fiber DTI, including FA (fractional anisotropy), MD (average diffusion coefficient (AD), axis 鍚戝讥鏁ｇ郴鏁，

本文编号：1503171