基于磁共振成像的屈光参差性弱视儿童脑白质变化研究

发布时间：2017-09-26 07:14

  本文关键词：基于磁共振成像的屈光参差性弱视儿童脑白质变化研究

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【摘要】：目的： 采用三种不同的脑白质分析方法研究屈光参差性弱视患儿与正常儿童全脑白质的差异,并探讨弱视儿童异常脑区的平均部分各向异性分数(fractional anisotropy, FA)与矫正视力之间的相关性,从脑白质变化的角度为屈光参差性弱视神经机制的研究提供实验依据。 材料与方法： 对23例单眼屈光参差性弱视儿童以及年龄相匹配的21例视力正常儿童行脑部高分辨率轴位3D T1WI结构像和DTI扫描。所有被试者均为右利手,无其它眼部疾患和神经系统疾病,均被告知具体实验流程,并签署知情同意书。根据数据预处理结果,去除伪影较严重的数据,最终符合3D结构像入选标准的对象：屈光参差性弱视儿童14例(男10例,女4例),年龄6-14岁,平均年龄(10.1±2.7)岁,弱视程度为中度或重度,健眼矫正视力≥0.9；正常对照儿童20例(男10例,女10例),年龄5-14岁,平均年龄(10.9±2.1)岁,裸眼或矫正视力≥1.0。符合DTI图像入选标准的对象：屈光参差性弱视儿童20例(男15例,女5例),年龄5-14岁,平均年龄(9.6±2.9)岁,均为单眼弱视,弱视程度为中度或重度,健眼矫正视力≥0.9；正常对照儿童18例(男8例,女10例),年龄4-14岁,平均年龄(10.8±2.1)岁,裸眼或矫正视力≥1.0。两组年龄无统计学差异(P0.05)。 对于3D T1WI结构像数据,利用基于体素的形态学测量方法(Voxel-Based Morphometry8,VBM8)和统计参数图软件(Statistical Parameter Mapping8,SPM8)进行处理和统计分析,比较屈光参差性弱视组与对照组之间的白质容积差异。对于DTI图像数据,采用两种FA分析方法,一种是基于体素统计分析的FA-VBA方法,另一种是基于骨架的空间统计分析的TBSS方法。FA-VBA方法先用DTIStudio Version2.4.01软件得到白质纤维FA图,再在SPM8中将FA图配准到标准化模板上,最后统计比较屈光参差性弱视组与对照组之间FA值差异显著的脑区;TBSS方法应用FSL软件对DTI数据进行预处理和分析。先对DTI原始数据进行头动和涡流校正并计算获取FA图,再由所有被试的FA图像构建一个常规的平均白质骨架,将每个被试的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。 将TBSS结果中屈光参差性弱视组与对照组白质纤维骨架有差异的脑区选作感兴趣区(ROI),提取每个被试各ROI的平均FA值,在SPSS18.0中采用偏相关的方法分析屈光参差性弱视组每个ROI的平均FA值与矫正视力之间的相关性,将性别做为协变量去除其对统计结果的影响,并将结果绘制成散点图。 结果： 1.VBM结果：屈光参差性弱视组较对照组左侧距状沟下白质和左侧顶上小叶白质容积减小,右侧楔叶白质容积增大。统计阈值P0.001(未校正),像素阈值≥50。 2. FA-VBA结果：屈光参差性弱视组左侧舌回、右侧梭状回和右侧岛叶的白质FA值低于对照组,左侧梭状回和左侧楔前叶白质FA值高于对照组,统计阈值P0.001(未校正),像素阈值≥9。 3. TBSS结果：屈光参差性弱视组左、右侧视辐射、视交叉、左侧下纵束、右侧上纵束和左侧下额枕束FA值低于对照组,左侧视辐射、左侧胼胝体和左侧钩束／额枕束白质FA值高于对照组,统计阈值P0.001(未校正))。 4.相关性分析结果：在屈光参差性弱视组中左、右侧视辐射和右侧上纵束的FA值与矫正视力之间呈显著正相关。 结论： 1.屈光参差性弱视儿童与视觉相关的多个脑区白质容积和FA值存在异常,提示屈光参差性弱视患儿脑白质不仅存在宏观的结构变化,还有白质纤维微观结构改变,并且白质异常已累及高级认知网络。 2.本实验研究对象为单眼屈光参差性弱视儿童,其视觉通路及相关脑区的白质纤维存在代偿性增强,与屈光参差性弱视儿童的健眼得到更多的利用,促使对应的白质纤维发育更好有关。 3.屈光参差性弱视儿童大脑左、右侧视辐射和右侧上纵束的平均FA值与矫正视力之间呈正相关,提示双侧视辐射等白质纤维的微结构损伤是弱视患者视力下降的重要神经机制之一。 4.VBM、FA-VBA、TBSS三种不同的方法均得到屈光参差性弱视儿童视觉通路和相关脑区白质的变化,三种方法结果既相互印证,又相互补充,从而可以更充分地了解弱视儿童脑白质的变化情况,为弱视神经机制的研究提供更可靠的实验依据。
【关键词】：屈光参差性弱视 磁共振成像 弥散张量成像 基于体素的分析法 基于体素的形态学分析法 基于纤维束示踪的空间统计分析方法
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.2;R777.44
【目录】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-11
• 缩略语/符号说明11-12
• 前言12-16
• 研究背景、现状12-14
• 研究目的、方法14-16
• 1 研究对象和研究方法16-19
• 1.1 研究对象16
• 1.2 研究对象纳入标准16-17
• 1.3 成像设备及检查步骤17
• 1.4 成像参数17
• 1.5 数据处理及统计分析17-19
• 2 结果19-28
• 3 讨论28-38
• 3.1 视觉系统28
• 3.2 基于磁共振图像的脑白质分析方法28-31
• 3.3 屈光参差性弱视患儿的脑白质变化31-36
• 3.4 屈光参差性弱视儿童异常脑区白质FA值与矫正视力的相关性36
• 3.5 三种不同方法所得结果的比较36-38
• 4 小结38-39
• 结论39-40
• 参考文献40-49
• 发表论文和参加科研情况说明49-50
• 综述 MRI技术对弱视患者脑功能及结构异常的研究50-59
• 综述参考文献55-59
• 致谢59

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本文编号：922157