磁化傳遞成像在正常人與青光眼患者后視路的臨床應(yīng)用研究.pdf

1、研究目的
　　 (1)對不同年齡段正常人后視覺傳導(dǎo)通路進(jìn)行磁化傳遞成像(magnetizationtransfer imaging,MTI)研究,通過測量視放射、視皮質(zhì)的磁化傳遞率(magnetzationtransfer ratio,MTR),得到正常人后視路不同部位的磁化傳遞特征,并探討MTR值與年齡之間的相關(guān)性變化；
　　 (2)通過與正常對照組比較,分析原發(fā)性青光眼患者視放射、視皮質(zhì)的MTR值變化,探討其病理基礎(chǔ)

2、,為進(jìn)一步研究的發(fā)病機制打下基礎(chǔ)。
　　 材料和方法
　　 (1)研究對象:包括青光眼組(病例組)和正常人組(對照組),搜集時間從2010年7月至2011年3月。正常志愿者共31例,男14例,女17例,年齡19-77歲,平均47.7歲,按年齡劃分為青年組(18-39歲,11例)、中年組(40-59歲,11例)、老年組(60歲及以上,9例)。納入標(biāo)準(zhǔn):①無任何神經(jīng)系統(tǒng)及眼科疾病,裸眼或矯正后視力達(dá)1.0或以上；②既往無神經(jīng)

3、系統(tǒng)外傷手術(shù)史,無各種可潛在影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的全身性疾病如高血壓、糖尿病等；③無藥物、酒精依賴史；④常規(guī)顱腦MRI上視覺傳導(dǎo)通路及其他腦實質(zhì)內(nèi)均未見異常信號灶。
　　 青光眼患者由中山大學(xué)附屬眼科醫(yī)院及南方醫(yī)院眼科提供,所有患者都由眼科主治以上醫(yī)師按眼科檢查如視力、視野、眼壓、房角情況及眼底檢查等嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)診斷為原發(fā)性青光眼。納入實驗者共20例,12男8女,年齡19-76歲,平均年齡45.30歲。急性發(fā)作者3例,慢性者17例,病程

4、最長8年；眼壓升高者(大于21mmHg)14例,眼壓正常者(11～21mmHg)6例；原發(fā)性開角型青光眼(Primary open-angle glaucoma,POAG)8例,原發(fā)性閉角型青光眼(Primaryangle-closure glaucoma,PACG)12例；雙眼不對稱性受累,整體以左側(cè)較重。所有患者除青光眼病史外無其他異常視覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病,無酗酒、藥物成癮史等,常規(guī)顱腦MRI檢查視覺通路及腦內(nèi)未見異常信號灶。

5、r>　　 (2)儀器設(shè)備:采用美國通用電器(GE)公司的Signa Excite3.0T超導(dǎo)型核磁共振掃描儀,使用頭部8通道相控陣列線圈,圖像后處理使用GE公司自帶的AW4.3工作站,其內(nèi)配備有對MTI圖像資料進(jìn)行分析的functool軟件。
　　 (3)檢查方法及參數(shù):首先行常規(guī)MRI檢查以排除腦內(nèi)及視覺傳導(dǎo)系統(tǒng)形態(tài)解剖學(xué)方面的異常。將待檢查者頭部置于線圈內(nèi),塑性海綿置于其項部和雙顳側(cè)固定頭部位置,定位線置于眉弓水平。掃描序

6、列及設(shè)定的參數(shù):軸位T2WI(TR5100ms,TE138ms,FOV=24×24cm,NEX=2,層厚10mm,層間距0mm)；軸位T2 Flair(TR9600 ms,TE110ms,FOV=24×24em,NEX=1,層厚10mm,層間距0mm)；軸位T1 Flairl(TR2580ms,FE24ms,FOV=24×24cm,NEX=2,層厚3mm,層間距0mm)；T1 WI矢狀位(TR2500ms,TE24ms,FOV=22×2

7、2cm,NEX=1,層厚3mm,層間距0mm)。軸位掃描以視交叉.后聯(lián)合線(chiasmatico-posterior commissural line,CH-PC line)為掃描基線,掃描范圍從顱底掃描至顱頂；矢狀位掃描以正中矢狀面為參考。
　　 MTI檢查分別于施加磁化傳遞飽和脈沖前后進(jìn)行掃描。選用擾相梯度回波序列(spoiled gradient recalled acquisition,SPGR)成像。具體成像參數(shù)如下

8、:TR/TE100ms/5.3ms,矩陣320×192,FOV24×24cm,激發(fā)次數(shù)(NEX)2次,翻轉(zhuǎn)角15度,采樣帶寬31.2KHZ；MT脈沖參數(shù):脈沖類型為Fermi,偏移頻率1200HZ,有效偏轉(zhuǎn)角670度。以T1 WI正中矢狀位圖像為定位相,CH-PC線為掃描基線,層厚為3mm,層間距0mm,以CH-PC平面為中心平面掃7層。施加磁化傳遞飽和脈沖前后兩次掃描參數(shù)及掃描層面完全一致,共耗時7分12秒。囑患者檢查過程中保持頭部靜

9、止不動,眼瞼閉合。
　　 (4)圖像后處理和分析:MTI原始數(shù)據(jù)傳到AW4.3后處理工作站,將施加MT脈沖前后的掃描序列同時使用functool軟件打開,利用research中的MTR計算程序自動計算各體素的MTR值,得到MTR偽彩圖。MTR為百分率,無單位,計算方式為:(未施加MT脈沖序列-施加MT脈沖序列)/未施加MT脈沖序列×100％。
　　 根據(jù)經(jīng)典的神經(jīng)解剖學(xué)描述,于雙側(cè)視放射、視皮質(zhì)放置感興趣區(qū)(region

10、of interest,ROI)。首先在軸位T1 flair序列找到視路顯示最佳的層面,于一側(cè)側(cè)腦室三角區(qū)旁的枕葉白質(zhì)視放射走行區(qū)放置3個大小接近的圓形ROI,大小為8±2mm2,再做一條對稱線,采用軟件自帶的鏡面對稱方式得到對側(cè)視放射的3個ROI。所有ROI在MTR偽彩圖的相應(yīng)位置上自動標(biāo)記,由軟件自動計算出每個ROI的MTIR值,取每側(cè)ROI的平均值作為該側(cè)視放射的MTR值；于一側(cè)枕葉距狀溝前后的視皮質(zhì)區(qū)各放置一個大小為4±1mm2

11、的圓形ROI(避開腦脊液),通過上述同樣方法得到雙側(cè)視皮質(zhì)的MTR值。必要時將圖像放大后再放置ROI,部分患者掃描所得圖像雙側(cè)腦組織結(jié)構(gòu)并不完全對稱,對此做適當(dāng)調(diào)整使ROI位于視放射或視皮質(zhì)區(qū)。
　　 (5)統(tǒng)計學(xué)分析:采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,在進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)對比前對樣本資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗及方差齊性分析,檢驗水準(zhǔn)α取0.05,P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 正常人組:采用配對t檢驗(Paired-Sa

12、mples Test)比較同側(cè)不同解剖部位的MTR值、以及左右兩側(cè)同一解剖部位的MTR值,若兩側(cè)不存在統(tǒng)計學(xué)差異則將雙側(cè)合并求平均值作為該部位的MTR值,若存在統(tǒng)計學(xué)差異則在后續(xù)比較中將左右側(cè)分開比較；不同性別相同部位MTR值的比較采用兩獨立樣本t檢驗(Independent-Samples T Test)；采用單因素方差分析(One—Way ANOVA)比較3個年齡組之間每個部位MTR值的差異,在差異顯著的情況下進(jìn)行兩兩比較；通過雙變

13、量相關(guān)分析進(jìn)行MTR值與年齡之間的相關(guān)性分析。
　　 青光眼組:病例組與對照組間年齡的對比采用兩獨立樣本t檢驗,性別的對比用Peaurson卡方檢驗；組間各ROI的MTR值比較采用兩獨立樣本t檢驗,如樣本均數(shù)不符合方差齊性則采用Satterthwaite近似t檢驗。
　　 結(jié)果
　　 (1)MTI圖像特點:SPGR序列,大腦灰質(zhì)為高信號(白色),大腦白質(zhì)顯示為稍低信號(灰色),腦脊液呈低信號(黑色)；SPGR-M

14、T序列,灰質(zhì)亦呈高信號,白質(zhì)呈低信號,但灰白質(zhì)對比度較SPGR序列顯著增高,腦脊液顯示為明亮高信號；各個組織的MTR值不同,MTR偽彩圖灰質(zhì)、白質(zhì)及腦脊液的色彩各有差異,根據(jù)圖像左側(cè)的色彩指示圖可知腦脊液、灰質(zhì)、白質(zhì)的色彩呈逐漸上升趨勢,視神經(jīng)、視交叉、視束因直徑較細(xì),且部分容積效應(yīng)較重,在MTR偽彩圖上顯示欠佳。
　　 (2)正常人組結(jié)果
　　 ①左右兩側(cè)對稱部位視放射及視皮質(zhì)的MTR值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05

15、),視放射的MTR值為34.695±1.287,95％可信區(qū)間為(34.223,35.167),視皮質(zhì)的MTR值為32.347±1.171,95％可信區(qū)間為(31.918,32.777),視放射MTR值顯著高于視皮質(zhì)(P<0.001)；
　　 ②男性與女性之間同一部位的MTR值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；
　　 ③視放射、視皮質(zhì)的MTR值與年齡有顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05),相關(guān)系數(shù)分別為-0.485和-0.42

16、7；
　　 ④多重比較發(fā)現(xiàn),青年組各部位MTR值高于中年組,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；老年組各部位MTR值均低于青年組及中年組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
　　 (3)青光眼組結(jié)果
　　 ①視放射MTR值為32.762±2.038,95％可信區(qū)間為(31.809,33.716),視皮質(zhì)MTR值為30.447±1.803,95％可信區(qū)間為(29.603,31.292),左右兩側(cè)對稱部位MTR值統(tǒng)計

17、學(xué)無差異(P.>0.05)；
　　 ②青光眼組與正常人組組間對比,年齡、性別均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05),青光眼組視放射、視皮質(zhì)MTR值顯著低于正常人組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
　　 結(jié)論
　　 (1)獲得了3.0T MR一定參數(shù)條件下正常成年人視放射、視皮質(zhì)的磁化傳遞特征,得到視放射、視皮質(zhì)的MTR正常值參考范圍,為臨床研究視覺系統(tǒng)相關(guān)疾病提供了參考信息。
　　 (2)正常成年人視放射、視

18、皮質(zhì)MTR值與年齡有相關(guān)性,并且存在一定的規(guī)律。隨著年齡的增長,視放射與視皮質(zhì)MTR值呈減低的趨勢,在不同年齡組間主要表現(xiàn)為老年組與青、中年組之間的差異。這說明在60歲以后正常老年人后視覺通路的顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,提示在進(jìn)行臨床觀察和對照研究中要考慮到年齡的因素。
　　 (3)青光眼患者視放射、視皮質(zhì)的MTR值較正常對照組明顯減低,說明青光眼患者后視覺通路發(fā)生了潛在神經(jīng)病理學(xué)變化,證實青光眼是累及全視路的病變,其損傷是從視網(wǎng)膜神