磁共振非高斯分布扩散峰度成像在缺血性脑卒中的应用研究

发布时间：2017-11-06 06:28

  本文关键词：磁共振非高斯分布扩散峰度成像在缺血性脑卒中的应用研究

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【摘要】：第一部分磁共振扩散峰度成像在大鼠MCAO模型的动态演变 目的评估磁共振扩散峰度成像(diffusional kurtosis imaging, DKI)相关参量在大鼠大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型中的演变,并与扩散张量成像(DTI)进行比较。 材料与方法11只MCAO大鼠及10只对照组大鼠分别在0.5H、2H、6H、12H、24H、72H行磁共振DKI、DWI及T2WI扫描。采用手动勾画感兴趣法分别对DKI相关参量及ADC在梗死侧、对侧镜像区及对照组同侧、对照组对侧进行比较,统计学方法采用多重测量的方差分析(repeated measures of ANOVA)。测量11只MCAO大鼠在MK、MD图上不同时间点的梗死面积,并与72H T2WI(最终梗死)图上的梗死面积进行比较(配对t检验)。11只MCAO大鼠72H完成磁共振扫描后,立即取脑并进行组织学染色。 结果从0.5小时至72小时,梗死区域在MK、K//、K⊥图上呈不均匀高信号,而FA、MD、D//、D⊥及ADC图上呈相对低信号。与对侧镜像区及对照组同侧相比,扩散峰度相关参量(MK、K//、K⊥)升高,至12小时达峰值后逐渐减低;而扩散张量相关参量(MD、D//、D⊥)及ADC值减低,至12小时达最低值,随后呈升高趋势：FA值随时间的变化呈逐渐减低趋势。在梗死对侧镜像区与对照组对侧的比较中,MD及ADC值可见统计学差异(P=0.035、0.019)。MK、K//、K⊥的变化率较FA、MD、D//、D⊥及ADC大,且轴向扩散(K//、D//)的变化率大于径向扩散(K⊥、D⊥)的变化率。不同时间点MK图上的梗死面积与72HT2WI图上的梗死面积比较无明显统计学差异(P值分别为0.093、0.475、0.828、0.746、0.527、0.132),而MD图上的梗死面积与72H T2WI图上的梗死面积比较有统计学差异(P值分别为0.001、0.003、0.000、0.001、0.000、0.010)。 结论扩散峰度成像可提供更多的扩散信息,或更易于发现脑梗死病变、预测最终梗死的面积,在缺血性脑卒中的应用中有很大的潜力,可作为常规序列应用于临床工作中。 第二部分脑梗死不同时期的MR扩散峰度成像研究 目的探讨扩散峰度成像(DKI)相关参量在脑梗死不同时期的变化。 材料与方法对114例脑梗死患者行常规DWI及DKI扫描,根据患者出现临床症状至MR检查的时间分为5组,分别为超急性期(发病6h以内)8例、急性期(6h-24h)14例、亚急性早期(24h-7d)60例、亚急性晚期(7d-14d)20例、慢性期(14d～2个月)12例。经后处理分别得到ADC及DKI相关参量图。分析比较各扩散参量在脑梗死不同时期的变化趋势,并计算不同参量在梗死区域的改变程度。采用配对样本t检验对各期脑梗死区域各参量平均值与对侧正常镜像区域进行比较,梗死区域各参量与检查时间的相关性采用Pearson相关性分析。 结果除慢性期外,脑梗死区域在平均扩散峰度(MK)、轴向峰度(K//)、径向峰度(K⊥)图上呈不均匀高信号,平均扩散系数(MD)、轴向扩散张量(D//)、垂直扩散张量(D⊥)图呈均匀低信号。MK值在超急性期、急性期、亚急性早期及亚急性晚期脑梗死区(1.331±0.357、1.578±0.453、1.519±0.455、1.403±0.275)较对侧正常镜像区域(MK值分别为0.850±0.236、0.827±0.194、0.865±0.144、0.939±0.212)升高,差异有统计学意义(t值分别为5.242、6.907、12.416、5.629,P值均0.01)。MK、K//、K⊥值在急性期、亚急性早期升高到最高峰,其升高幅度远较MD、D//、D⊥减低的幅度大,随后逐渐减低,并有趋于正常化趋势。MK、MD、ADC值与脑梗死发病时间呈正相关(r值分别为0.354、0.747、0.723,P值均0.05) 结论DKI反应组织非高斯分布扩散特征,可提供较常规DWI更多的扩散信息,更能反应组织微观结构的改变,在临床应用中有较大的潜能。 第三部分扩散峰度成像在监测MCAO后早期皮质脊髓束Wallerian变性的研究 目的评估扩散峰度成像相关参量是否可以早期监测到大脑中动脉区域梗死(middle cerebral artery occlusion, MCAO)后的皮质脊髓束Wallerian变性。 材料与方法共77例脑梗死病人纳入本研究,其中超急性期(6h)10例、急性期(6h-3d)22例、亚急性期(3d-14d)28例、慢性期(14d-2个月)17例。所有病人均行磁共振DKI扫描。采用ROI的方法选择脑梗死及对侧镜像区域,双侧内囊后肢、大脑脚、脑桥及延髓层面在DKI参量图上分别测量各变量的平均值。采用配对样本t检验比较DKI不同参量在皮质脊髓束的不同区域有无改变。 结果与对侧正常区域相比,MK、K//、K⊥值在脑梗死区域明显升高,在急性期升高到最大值(1.864±0.475、1.650±0.357、2.045±0.540),随后逐渐减低；MD、D⊥值在急性期降低至最低值(0.449±0.080×10-mm2/s、0.364±0.084×10-3mm2/s),D//在亚急性期降低至最低值(0.611±0.137×10-3mm2/s),随后逐渐升高；FA值随着时间的演变逐渐减低。在MCAO发生后,K//、D//在评估MCAO后皮质脊髓束的改变最敏感,在不同时期选择皮质脊髓束的四个层面中,K//、D//均有7个位置可以观察到双侧的差异,且随时间的进展,发现双侧差异的位置越多。D//在超急性期即可观察到双侧内囊后肢存在差异。 结论扩散峰度成像可早期监测到MCAO后下行皮质脊髓束的Wallerian变性,其微观病理改变基础可能主要为轴突成分的破坏,可作为观察MCAO后皮质脊髓束Wallerian变性的一个新的影像学指标,间接反应病人的预后、指导临床治疗。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R445.2;R743.3

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