GQI及DSI在腦內(nèi)神經(jīng)纖維顯示方面的優(yōu)勢探討及臨床應(yīng)用.pdf

1、目的：
　　第一部分:彌散張量成像(Diffusion tensor imaging，DTI)是在活體中顯示腦纖維束的無創(chuàng)影像學(xué)手段，它能為神經(jīng)外科手術(shù)醫(yī)師在開顱前提供更多腫瘤和周圍神經(jīng)纖維方面的信息。但DTI在瘤周水腫神經(jīng)纖維顯示等方面有局限性，近來我們發(fā)現(xiàn)廣義q空間取樣成像(Generalized q-sampling imaging，GQI)能夠克服DTI的這些局限性，在瘤周水腫內(nèi)神經(jīng)纖維顯示方面更具優(yōu)勢。第二部分:理論上講

2、，磁共振彌散張量成像(DTI)數(shù)據(jù)掃描方式受磁化率偽影、梯度場快速切換過程中產(chǎn)生的渦流、空間分辨率及信噪比較低等因素影響，在顱內(nèi)交叉纖維顯示方面存在局限。以磁共振彌散譜成像(Diffusion spectrum imaging，DSI)為代表的新的q空間成像技術(shù)彌補(bǔ)了這個不足，能夠在不用建立先驗?zāi)Ｐ偷那疤嵯旅枋鏊肿釉谌我鈳缀慰臻g內(nèi)的彌散特征。我們在本次研究中通過對人腦用兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描并重建顱內(nèi)交叉纖維來驗證這個理論。第三部分:探

3、討磁共振彌散張量纖維束成像(Diffusion tensor tractography, DTT)在涉及功能區(qū)腦腫瘤術(shù)前計劃和預(yù)后功能評價方面的應(yīng)用價值。
　　方法：
　　第一部分:5例腦瘤患者在3.0T磁共振下進(jìn)行掃描，將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入DSI studio軟件中，分別用DTI和GQI纖維追蹤方法進(jìn)行腦內(nèi)白質(zhì)神經(jīng)纖維的重建。鑒于DTI和GQI所重建出的纖維形態(tài)及數(shù)量分別受部分各向異性值(Fractionalanisotropy

4、，F(xiàn)A)和定量各項異性值(Quantity anisotropy，QA)值的影響，我們通過“健側(cè)矯正”的方法來校正FA值和QA值，從而客觀的比較DTI和GQI在瘤周水腫內(nèi)神經(jīng)纖維顯示方面的差異。第二部分:對9名健康志愿者在3.0T磁共振下，分別用DTI及DSI兩種數(shù)據(jù)采樣方式進(jìn)行掃描，將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入DSI studio軟件中，統(tǒng)一用GQI數(shù)據(jù)重建方法，進(jìn)行DTT(diffusion tensor tractography)追蹤重建顱內(nèi)常

5、見復(fù)雜交叉纖維如視交叉、錐體束、弓狀束、胼胝體、小腦上腳交叉等，比較兩種數(shù)據(jù)采樣方法獲得的數(shù)據(jù)在交叉纖維重建方面的不同。第三部分:將42例診斷為顱內(nèi)功能區(qū)腫瘤的患者隨機(jī)分為兩組，試驗組21例，其中男13例，女8例，平均年齡53.286歲，腫瘤涉及額葉的有8例，顳葉的有2例，中央前回8例，大腦鐮旁3例，腫瘤體積為38038.86±3578.47mm3;對照組21例患者中，男11例，女10例，平均年齡48.238歲，腫瘤涉及額葉的有6例，顳

6、葉的有3例，中央前回7例，大腦鐮旁5例，腫瘤體積為46788.62±3095.99mm3。兩組間年齡、性別、病變部位、腫瘤體積均無統(tǒng)計學(xué)差異。對試驗組21例涉及錐體束（與肢體活動相關(guān)）、弓狀束（與語言相關(guān)）的腦腫瘤患者，在術(shù)前常規(guī)磁共振基礎(chǔ)上，行彌散張量成像序列掃描，并將獲得的DICOM格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理軟件DSI studio中，通過廣義q空間成像(GQI)數(shù)據(jù)重建方法，生成三維白質(zhì)纖維示蹤圖(DTT)，提供功能纖維束與腫瘤之間的位置

7、關(guān)系，優(yōu)化手術(shù)方案，在避免損傷纖維束的前提下盡可能多的切除腫瘤。對照組患者僅行MRI掃描。通過兩組之間腫瘤切除率、生存質(zhì)量評價(KPS評分)變化來評價DTT對患者預(yù)后功能的影響。同時比較患側(cè)功能纖維定量各向異性值（QA值）手術(shù)前后變化情況跟患者術(shù)后功能改善情況兩者之間的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　第一部分:GQI在瘤周水腫內(nèi)神經(jīng)纖維顯示方面明顯優(yōu)于DTI:1.在纖維走形方面，瘤周水腫帶內(nèi)神經(jīng)纖維在DTI上顯示斷裂缺失，而GQI

8、上顯示完整;2.在纖維數(shù)量方面，瘤周水腫內(nèi)纖維數(shù)量在GQI上明顯多于DTI。我們通過術(shù)后水腫消退后瘤周水腫內(nèi)纖維在DTI“復(fù)現(xiàn)”而GQI手術(shù)前后吻合及尸體解剖等方法來驗證GQI的真實性。第二部分:DTT纖維束重建結(jié)果顯示，上述各條纖維中交叉部分在通過DSI采集方法獲得的數(shù)據(jù)上顯示為正常交叉，而在DTI數(shù)據(jù)上顯示為平行或偽影。第三部分:試驗組鏡下腫瘤全切18例，次全切3例，全切率為85.71％;對照組鏡下腫瘤全切15例，次全切6例，全切率

9、為71.43％。經(jīng)卡方檢驗，X2=1.273，P=0.259，P＞0.05，證明試驗組全切率跟對照組相比無統(tǒng)計學(xué)差異。試驗組21例患者中，術(shù)后癥狀改善率為85.71％，對照組21例患者中，術(shù)后癥狀改善率為47.62％，將兩組術(shù)后癥狀改善率應(yīng)用卡方檢驗，X2=6.952，P=0.031，P＜0.05，有統(tǒng)計學(xué)差異。試驗組KPS值術(shù)前66.67±16.23，術(shù)后78.57±17.40。用成對樣本t檢驗，比較試驗組手術(shù)前后KPS值，t=-5.

10、294，P=0，P＜0.05.術(shù)后KPS值比術(shù)前KPS值有所提高。對照組KPS值術(shù)前66.67±16.00，術(shù)后72.38±19.21。用成對樣本t檢驗，比較對照組手術(shù)前后t=-3.706， P=0.04，P＜0.05，術(shù)后KPS值比術(shù)前KPS值有所提高。用成對樣本t檢驗，計算得出試驗組術(shù)后KPS提高率（（術(shù)后-術(shù)前）/術(shù)前）比對照組相比，t=1.768，P=0.042，P＜0.05，有統(tǒng)計學(xué)差異，試驗組術(shù)后KPS提高率大于對照組。對試

11、驗組手術(shù)前后患側(cè)功能纖維束QA值的變化，應(yīng)用配對樣本t檢驗，得出t=-6.461，P=0，P＜0.05，說明試驗組術(shù)后QA值較術(shù)前相比明顯增高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。我們對上述結(jié)果應(yīng)用相關(guān)性分析，得出所有患者術(shù)前術(shù)后的KPS增高值跟QA值的增高之間正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.87; QA值的增高值跟試驗組患者術(shù)后癥狀率也是正相關(guān)。相關(guān)系數(shù)為0.62.
　　結(jié)論：
　　第一部分:通過上述研究，我們發(fā)現(xiàn)GQI在瘤周水腫內(nèi)神經(jīng)纖維顯示方面明