鼻咽癌放疗后视觉通路的扩散张量成像研究

发布时间：2017-09-08 03:03

  本文关键词：鼻咽癌放疗后视觉通路的扩散张量成像研究

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【摘要】：[目的] 利用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技术,通过勾画感兴趣区(region of interest,ROI)的方法,测量鼻咽癌放射性治疗后视觉通路各DTI参数,分析各参数测值的变化趋势,探索鼻咽癌放疗后视觉通路的改变情况,为临床诊断和治疗鼻咽癌放疗后视觉通路损伤提供参考信息。 [材料与方法] 研究对象 对40例2012年3月至11月我院鼻咽癌放射治疗后患者(放疗组)和同时在我院影像中心常规体检的24名健康志愿者(对照组)行头颅常规MRI扫描,再行视路DTI成像扫描。所有放疗组患者的入选条件如下：1)均经组织病理学确诊为鼻咽癌；2)均有明确的放射治疗史,放疗时间为半个月至八年不等；3)放射治疗方案基本接近,均行三维适形放疗或者调强放疗,总剂量/分割剂量/分割次数接近(65-74GY/1.8～2GY/30～35次)；3)所有患者化疗方案接近,主要化疗药物有顺铂、环磷酰胺、吉西他滨等。病例组的纳入标准有：①无鼻咽癌颅内侵犯：②颅内无肿瘤性病变；③无任何神经系统及眼科疾病；④无高血压、糖尿病；⑤常规颅脑MRI上视觉传导通路及其它脑实质内均未见异常信号灶。对照组的纳入标准：同时选取在我院影像中心行常规体检者,所有入选的志愿者年龄、性别与均与患者组相匹配,所有志愿者均无不适临床症状,无任何基础病史,无颅内病变史,无严重血管疾病及肿瘤病变史,无大剂量放射接触史,行常规MR检查视觉通路以及脑实质未见异常信号改变。 2.一般资料与分组 放疗组共有40例患者,男28例,女12例,年龄19-65岁,平均年龄为44.02±10.7。正常对照组23例,男15例,女8例,年龄24-54岁,平均年龄为41.87±11.52。放疗组中有7例有视力模糊、视力下降的临床症状。根据放射性视通路损伤的发病期,以及参考放射性脑损伤的常用分期标准,我们将放疗组的40例患者分成3组进行研究。具体分组情况为：(放疗后时间6个月)为第1组(12例),放射治疗后时间为6～12个月为第二组(8例)和12个月为第3组(20例)。所有纳入研究对象同意参加试验。 3.扫描设备与序列 MRI检查采用美国GE公司signa excite3.0T超导磁共振扫描仪,采用标准八通道头颅线圈。图像后处理采用与之配套的ADW4.3工作站中的Functool后处理软件。 MRI头颅常规平扫参数如下：轴位TIWI (TR/TE=600/15ms)、T2WI (TR/TE=5200/140ms)、T2FLAIR (TR/TE/IR=9000/120/2100ms),层厚6mm,间距0mm, FOV240x240mm2,矩阵512×288。 视通路矢状位以及轴位T1WI扫描,参数如下：矢状位基线是平行于正中矢状面；轴位扫描基线为视交叉-后联合(CH-PC)连线,范围从侧脑室顶至枕叶下缘。扫描参数如下：矢状位T1WI(TR2500ms, TE24ms),层厚3mm,层间距0mm,矩阵320x192, FOV220x220mm2;轴位T1WI (TR2500ms, TE24ms),层厚3mm,层间距0mm,矩阵320x256, FOV240x180mm2。 常规颅脑MRI扫描及视通路MRI结束后,若未发现异常后,则进行轴位视觉通路的DTI扫描。扫描前用ASSET技术进行校准,然后采用SE-EPI序列进行DTI扫描。扫描参数如下：以视交叉-后联合(CH-PC)连线平面为参考平面,范围包括侧脑室顶至枕叶下缘。TR6000ms, TE80.4ms, b=0,1000mm2/s,层厚3.0mm,层间距0mm,矩阵130x126,FOV240x240mm2, NEX=2,扩散方向为25个。共扫描25层,扫描时间为3分15秒。扫描时受试者全程保持头部固定,双眼球呈凝视状态。 4.图像后处理 4.1DTI图像后处理软件 将DTI原始数据传至ADW4.3工作站,使用GE公司提供的后处理Functool功能软件包进行原始图像进行处理,首先对所有图像进行移动校正,消除扫描过程中由于检查对象头部轻微移动所导致的配准不良,再设置ROI进行各DTI参数测量。 4.2感兴趣区及评价指标 使用Functool功能软件包获得b=0的T2WI图、彩色编码图、各向异性分数(fractional anisotropy, FA)图、表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图及三个本征值的图像,并结合以上各图分别于双侧视觉通路的视神经、视束、视辐射放置感兴趣区(ROI),测量各ROI的FA值、ADC值、最大本征值(λ1)、中间本征值(λ2)及最小本征值(λ3),以FA、ADC、λ∥、λ⊥为评价指标,λ∥=λ1,λ⊥=(λ2+λ3)/2。 5.数据分析 所得到的所有数据均以均数±标准差(x±s)来表示,利用SPSS13.0软件,检验水准α取0.05,P0.05认为差异有统计学意义。DTI所得数据先行方差齐性检验。采用两独立样本t检验对比放疗组与对照组间年龄；方差不齐时,用近似t检验(welch法近似t检验)；采用x2检验对比组间的性别差异是否具有统计学意义；采用配对t检验比较放疗组、对照组的左右半球同一解剖位置的各ROI评价指标,如两侧无统计学差异,则将其合并作为该部位的ROI评价指标；采用两独立样本t检验,DTI所得数据先分析对照组与所有放疗组患者两组间同一解剖部位差异是否具有统计学意义；方差不齐时用welch近似t检验；再将放疗组分成3组,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)比较放疗3组与对照组各组间ROI各评价指标差异是否具有统计学意义,各组间先检验方差是否齐性,方差齐性且各组间有统计学差异者的进一步比较用两两比较法LSD法。方差不齐时用近似F检验Welch法,有统计学差异再进行两两比较用Dunneett'T3法。 [结果] 1.所有受试者共63例,包括了40例的接受放射性治疗的患者以及23例的正常志愿者,均接受常规颅脑MRI平扫以及视觉通路MRI平扫,序列为T1WI、 T2WI、T2FLAIR,所得图像上均未见明显异常信号。由于所得图像的视交叉显示欠清,颅底伪影影响明显,不符合研究要求。因此本研究采取折中的办法,只在视神经、视束、及视放射作数据测量。 2.放疗组与对照组间对比年龄差异无统计学意义(t=0.746,P=0.458),两组间性别差异比较亦无显著统计差异(x2=0.154,P=0.695)。 3.采用配对t检验来比较放疗组的双侧视觉通路、对照组的双侧视觉通路各评价指标,结果发现,对照组双侧各ROI指标比较无显著统计学差异；放疗组的视神经段ADC值和λ//值,以及视放射段的λ//值和λ⊥双侧有统计学差异(P0.01)。 4.采用两独立样本t检验来进行放疗组与对照组双侧的各部位下的ROI评价指标的比较(由于对照组各评价指标双侧比较无显著统计学差异,故合并双侧各指标并作为对照组各ROI评价指标的代表)。结果发现,放疗组与对照组的视神经段、视束段以及视放射段的FA值有统计学差异(P0.01)；放疗组与对照组的ADC值在视神经段、视束段有统计学差异(P0.05)；放疗组与对照组的λ//值比较,在右侧视束、左侧视神经以及左侧视束段有统计学差异(P0.05)；放疗组与对照组的视神经段、视束段以及视放射段的λ⊥值有统计学差异(P0.05)。 5.将放疗组按照放疗时间分为三组,分别为第1组(放疗后时间6个月,n=12)、第2组(放疗后时间6-12个月,n=8)以及第3组(放疗后时间12个月,n=20)三组,采用单向方差分析检验评价放疗组各组间与对照组各ROI指标。 FA值的统计分析结果：结果发现,对照组与放疗后3组各组组间FA值有统计学差异。进一步用多重比较分析,双侧视神经、视束以及视放射的FA值,放疗后三组与对照组均有统计学差异,且放疗后三组的FA平均值均比对照组低。在第1组(放疗后时间6个月)的FA平均值出现下降趋势,第2组中(放疗后6-12个月)FA平均值最低,第3组的FA平均值比第2组的FA平均值轻度上升,但仍比对照组的FA平均值低。 ADC值的统计分析结果：对照组与放疗后3组的ADC值除了右侧视放射没有统计学差异之外,其他各部位的ADC值在对照组与放疗后3组各组组间均有统计学差异。进一步用多重比较分析,双侧视神经、视束以及左侧视放射的ADC值,放疗后三组与对照组均有统计学差异。双侧视放射与其他各部位的ADC值稍显不一致。双侧视放射在放疗后时间6个月的时候轻微上升,之后下降,其余各部位的ADC值呈下降的趋势,且ADC值在放疗后6-12个月内为出现低峰,之后略微上升,均值比正常组低。 λ//值的统计分析结果：对照组与放疗后3组各部位的λ//值在对照组与放疗后3组各组组间有统计学差异。λ//值呈先下降后后升的趋势,并除了右侧视束段之外在第1组出现λ//最低值之外,其他各部位都在第2组(放疗后时间6-12个月)出现低峰。 λ//值的统计分析结果：双侧视神经、视束以及视放射的λ⊥值在对照组与放疗后3组均有统计学差异。进一步多重比较发现,放疗3组的λ⊥值较对照组高。λ⊥值呈先升后降的趋势,且以第2组(放疗后时间6-12个月)的λ⊥值最高,在放疗后12个月λ⊥值下降到正常对照组水平。 [结论] 1.鼻咽癌放疗后患者的视觉通路在常规的MRI扫描上无明显异常表现,而观察所得鼻咽癌放疗后患者的视觉通路DTI各参数与正常对照组相比发生变化。因此,DTI用于检测鼻咽癌放疗后患者的视觉通路组织的微观性改变较常规MR]敏感。 2.正常对照组左右两侧视觉通路神经的DTI参数无统计学差异,符合解剖对称原理；放疗组的视神经段ADC值和λ//值,以及视放射段的λ//值和λ⊥值双侧有统计学差异(P0.01),说明了受照射的组织对射线的双侧反应不一； 3.所有放疗组患者DTI参数FA值、ADC值、λ//值以及λ⊥值都出现了程度不一的改变,以FA值以及λ⊥值改变最为明显； 4.根据放疗后不同时期分成3组与对照组相比,可以得出在接受放疗后FA值、λ//以及ADC值下降,以放疗后6-12个月FA值、λ//以及ADC下降明显,放疗一年后略有升高,但低于正常水平；放疗后的λ⊥值升高,在放疗后6-12个月出现高峰,之后出现回落。随着时间的延长,说明放疗所致的部分神经纤维变性可以自我修复,脱髓鞘程度有所缓解,部分少突胶质细胞也开始更新,部分神经轴突功能得到恢复；但放射性治疗时间大于12个月,FA值、ADC、λ∥值以及λ⊥值恢复到略低于或者接近正常对照组水平,说明了晚期的轴索损伤以及神经元细胞数目的减少难以恢复。
【关键词】：鼻咽癌 视觉通路 放射性治疗 磁共振扩散张量成像 中枢神经系统 核磁共振
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R739.63;R445.2
【目录】：

• 摘要3-9
• ABSTRACT9-16
• 前言16-22
• 材料与方法22-28
• 结果28-41
• 讨论41-58
• 结论58-60
• 参考文献60-66
• 中英文缩略词对照表66-67
• 成果67-68
• 致谢68-70

【参考文献】

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本文编号：811492