擴(kuò)散張量成像在脊髓損傷中的應(yīng)用

擴(kuò)散張量成像在脊髓損傷中的應(yīng)用第1頁(yè)/共52頁(yè)正文引言材料與方法結(jié)果討論結(jié)論第2頁(yè)/共52頁(yè)引言急性外傷頸髓損傷頸髓損傷重型脊髓型頸椎病頸髓損傷無(wú)癥狀艾滋病頸髓損傷第3頁(yè)/共52頁(yè)診斷方法MRIDTIISCSCI國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)神經(jīng)病學(xué)分類優(yōu)點(diǎn)：臨床廣泛應(yīng)用缺點(diǎn)：缺乏客觀性。核磁共振成像優(yōu)點(diǎn)：多層面、多參數(shù)成像缺點(diǎn)：敏感性(15%~65%[1])低擴(kuò)散張量成像優(yōu)點(diǎn)：定量評(píng)價(jià)，定性三維追蹤缺點(diǎn)：偽影[1]MatsumotoM,ToyomaY,aMi.Increasedsignalintensityofthespinalcordonmagneticresonanceimagesincervicalcompressivemyelopathy.Doesitpredicttheoutcomeofconservativetreatment.Spine(PhilaPa1976).2000;25(6):677-682.第4頁(yè)/共52頁(yè)DTI指標(biāo)λl,λtDTI參數(shù)FT神經(jīng)纖維束追蹤表觀彌散系數(shù)各向異性分?jǐn)?shù)本征值1本征值2本征值3第5頁(yè)/共52頁(yè)DTI發(fā)展進(jìn)程b值、擴(kuò)散敏感梯度方向、場(chǎng)強(qiáng)大小的選擇單次激發(fā)平面回波成像(EPI)、線陣掃描彌散成像(LSDI)、局部放大斜位多層面成像(ZOOM-EPI)、敏感編碼單次激發(fā)回波平面成像(SENSE-SSEPI)螺旋槳技術(shù)(Propeller)、心電門控、并行采集掃描序列掃描參數(shù)減少偽影第6頁(yè)/共52頁(yè)本課題收集我院37例急性外傷頸髓損傷患者（頸髓T2WI陽(yáng)性20例，T2WI陰性17例）

、24例重型脊髓型頸椎病患者（頸髓T2WI陰性）

、15例臨床無(wú)癥狀艾滋病患者及24例年齡和性別大致匹配正常志愿者的

3.0T-DTI資料，對(duì)頸髓損傷早期發(fā)現(xiàn)隱匿性病變、定量評(píng)估頸髓損傷程度、顯示頸髓損傷微觀結(jié)構(gòu)的早期改變，具有重要的價(jià)值。第7頁(yè)/共52頁(yè)材料與方法2010年10月~2012年2月3.0T常規(guī)MRI掃描和DTI掃描患者37例：T2WI陽(yáng)性20例，陰性17例正常組24例：男性12例，女性12例患者組37例：男性22例，女性15例第一部分：3.0T-DTI在急性外傷頸髓損傷中的應(yīng)用研究第8頁(yè)/共52頁(yè)頸髓上段：C2/3頸髓中段：C3/4-C5/6頸髓下段：C6/7第9頁(yè)/共52頁(yè)頸髓損傷節(jié)段分布第10頁(yè)/共52頁(yè)篩選標(biāo)準(zhǔn)1選擇層面為頸髓，CT或MRI提示頸椎骨折或椎管受壓，外傷時(shí)間均為急性期（3天內(nèi)），無(wú)MRI禁忌癥。2臨床主要表現(xiàn)為全癱、截癱、不全癱，損傷平面以下感覺運(yùn)動(dòng)障礙，損傷處疼痛、活動(dòng)受限、大小便失禁。3T2WI表現(xiàn)為出血型及混合型頸髓損傷、椎間盤突出、既往行脊髓手術(shù)、脊髓放射治療或有其它神經(jīng)系統(tǒng)疾患、DTI圖像質(zhì)量較差均剔除。第11頁(yè)/共52頁(yè)掃描方法1常規(guī)MRI掃描：使用SIEMENS公司3.0T超導(dǎo)MR掃描機(jī)，相控陣脊柱線圈。常規(guī)行頸椎矢狀面及橫斷面T2WI、T1WI、FS掃描2DTI掃描：與常規(guī)矢狀面掃描定位相同?；颊呓M掃描范圍包括脊髓損傷、受壓部位，健康志愿者組掃描范圍為C2-7水平。采取EPI序列，b值為1000/mm2，擴(kuò)散敏感梯度取20個(gè)不同方向FOV取240mm×240mm

3后處理：Neuro3D軟件設(shè)定閾值為0.2，在b=0圖像選擇面積約20mm2的ROI為圓形，對(duì)有多個(gè)節(jié)段受壓或脊髓信號(hào)異常的患者，測(cè)量壓迫最嚴(yán)重的部位。利用矢狀圖定位在橫軸面設(shè)定種子(seed)對(duì)頸髓白質(zhì)纖維束進(jìn)行追蹤

第12頁(yè)/共52頁(yè)結(jié)果3正常組：ADC值(0.95±0.18)×10-3mm2/s，F(xiàn)A值(0.66±0.07)

T2WI陽(yáng)性組：ADC值(1.20±0.20)×10-3mm2/s，F(xiàn)A值(0.50±0.04)T2WI陰性組：ADC值(0.80±0.19)×10-3mm2/s，F(xiàn)A值(0.41±0.06)第13頁(yè)/共52頁(yè)典型病例第14頁(yè)/共52頁(yè)典型病例1

正常組，女，27歲

無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病史，神經(jīng)系統(tǒng)查體正常MRI示無(wú)明顯異常，無(wú)椎間盤突出、退變等檢查前簽署知情同意書無(wú)MRI檢查禁忌癥第15頁(yè)/共52頁(yè)常規(guī)T2WI矢狀位常規(guī)T2WI軸位FT纖維束示蹤纖維束走行飽滿，形態(tài)正常正常對(duì)照組第16頁(yè)/共52頁(yè)典型病例2

T2WI陽(yáng)性組，男，25歲

高處墜落傷致不全癱3天CT提示寰椎粉碎性骨折、樞椎骨折無(wú)脊髓手術(shù)、放射治療或其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病MRI提示C1/2平面水平脊髓損傷第17頁(yè)/共52頁(yè)常規(guī)T2WI矢狀位常規(guī)T2WI軸位ADC圖FA圖第18頁(yè)/共52頁(yè)FT圖示多處纖維束斷裂，信號(hào)及方向發(fā)生改變第19頁(yè)/共52頁(yè)典型病例3

T2WI陰性組，女，40歲

車禍傷致不全癱1天CT提示C6/7椎體骨折無(wú)脊髓手術(shù)、放射治療或其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病MRI提示C6/7層面椎管輕度受壓，信號(hào)無(wú)異常第20頁(yè)/共52頁(yè)常規(guī)T2WI矢狀位常規(guī)T2WI軸位ADC圖FA圖第21頁(yè)/共52頁(yè)FT圖示椎管受壓處纖維束扭曲、變細(xì)，纖維束數(shù)量變少第22頁(yè)/共52頁(yè)材料與方法2010年10月~2012年2月DTI和常規(guī)MRI掃描患者24例：男性17例，女性7例正常組24例：男性12例，女性12例患者組平均年齡48.7歲，正常組34.9歲第二部分：3.0T-DTI在重度脊髓型頸椎病的應(yīng)用研究第23頁(yè)/共52頁(yè)頸椎病的分類神經(jīng)根型脊髓型椎動(dòng)脈型交感神經(jīng)型壓迫神經(jīng)根引起上肢感覺、運(yùn)動(dòng)功能障礙，常表現(xiàn)一側(cè)上肢節(jié)段的運(yùn)動(dòng)障礙或感覺麻木。頸椎椎管狹窄脊髓受壓和缺血，引起脊髓傳導(dǎo)功能障礙者，主要表現(xiàn)為走路不穩(wěn)、四肢麻木、大小便困難等。椎動(dòng)脈受壓造成椎基底動(dòng)脈供血不全，常伴有頭暈、黑朦等癥狀，與頸部旋轉(zhuǎn)有關(guān)

頸部交感神經(jīng)纖維受壓引起一系列反射性癥狀，臨床上比較少見第24頁(yè)/共52頁(yè)重度頸椎病診斷標(biāo)準(zhǔn)完全喪失生活自理能力，二便失禁

二便異常，生活自理能力較差二便異常，生活自理

上下肢不靈活嚴(yán)重：0~4分

重度：5~8分

中度：9~12分

輕度：13~16分

日本骨科學(xué)會(huì)脊髓功能評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（JOA）第25頁(yè)/共52頁(yè)篩選標(biāo)準(zhǔn)1選擇層面為頸髓C2-C7層面，MRI提示椎間盤突出，椎管受壓，但脊髓信號(hào)無(wú)異常，2臨床表現(xiàn)主要為損傷平面以下感覺障礙、肌張力增高、肌力下降等，部分伴有肢體疼痛和麻木。3剔除既往行脊髓手術(shù)、脊髓放射治療及有其它神經(jīng)系統(tǒng)疾患，并且無(wú)MRI檢查禁忌癥。第26頁(yè)/共52頁(yè)掃描方法1常規(guī)MRI掃描：使用SIEMENS公司3.0T超導(dǎo)MR掃描機(jī)，相控陣脊柱線圈。常規(guī)行頸椎矢狀面及橫斷面T2WI、T1WI、FS掃描2DTI掃描：與常規(guī)矢狀面掃描定位相同?；颊呓M掃描范圍包括受壓部位，健康志愿者組掃描范圍為C2-7水平。采取EPI序列，b值為1000/mm2，擴(kuò)散敏感梯度取20個(gè)不同方向FOV取240mm×240mm

3后處理：Neuro3D軟件設(shè)定閾值為0.2，在b=0圖像選擇面積約20mm2的ROI為圓形，對(duì)有多個(gè)節(jié)段受壓的患者，測(cè)量壓迫最嚴(yán)重的部位。利用矢狀圖定位在橫軸面設(shè)定種子(seed)對(duì)頸髓對(duì)白質(zhì)纖維束進(jìn)行追蹤，

第27頁(yè)/共52頁(yè)結(jié)果3正常組：ADC值(0.95±0.18)×10-3mm2/s，F(xiàn)A值(0.66±0.07)

頸髓重度損傷組(T2WI陰性)：ADC值(1.07±0.09)×10-3mm2/s，F(xiàn)A值(0.51±0.05)第28頁(yè)/共52頁(yè)典型病例第29頁(yè)/共52頁(yè)典型病例1重度脊髓型頸椎病，男，57歲，患病1年臨床感覺障礙，肌張力增高，伴肢體麻木MRI提示C3/4-C5/6椎間盤突出，脊髓信號(hào)正常既往無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)異常病史CT提示頸椎退行性改變第30頁(yè)/共52頁(yè)常規(guī)T2WI矢狀位常規(guī)T2WI軸位ADC圖FA圖第31頁(yè)/共52頁(yè)FT圖示受壓處纖維束變細(xì)第32頁(yè)/共52頁(yè)材料與方法2010年10月~2012年2月DTI和常規(guī)MRI掃描患者15例：男性10例，女性5例正常組15例：男性10例，女性5例患者組平均年齡57.5歲，正常組44.9歲第三部分：3.0T-DTI在無(wú)癥狀艾滋病頸髓損傷的應(yīng)用研究第33頁(yè)/共52頁(yè)篩選標(biāo)準(zhǔn)1選擇層面為頸髓C2/3水平的白質(zhì)前索、側(cè)索、后索2納入HIV陽(yáng)性且臨床無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀確診的AIDS患者，MRI無(wú)明顯異常，1個(gè)月內(nèi)測(cè)量CD4+細(xì)胞數(shù)小于200cells/mm3。3剔除椎間盤突出或其他神經(jīng)系統(tǒng)異常的患者第34頁(yè)/共52頁(yè)掃描方法1常規(guī)MRI掃描：使用SIEMENS公司3.0T超導(dǎo)MR掃描機(jī)，相控陣脊柱線圈。常規(guī)行頸椎矢狀面及橫斷面T2WI、T1WI、FS掃描2DTI掃描：與常規(guī)矢狀面掃描定位相同。患者組與健康志愿者組掃描范圍均為C2-3水平。采取EPI序列，b值為1000/mm2，擴(kuò)散敏感梯度取20個(gè)不同方向，F(xiàn)OV取240mm×240mm

3后處理：Neuro3D軟件設(shè)定閾值為0.2，在b=0圖像選擇面積約20mm2的ROI為圓形放置在3個(gè)區(qū)域（前索、側(cè)索、后索)。利用矢狀圖定位在橫軸面設(shè)定種子(seed)對(duì)頸髓對(duì)白質(zhì)纖維束進(jìn)行追蹤

第35頁(yè)/共52頁(yè)結(jié)果3第36頁(yè)/共52頁(yè)典型病例第37頁(yè)/共52頁(yè)典型病例1HIV陽(yáng)性患者，確診艾滋病，男，30歲CD4+細(xì)胞小于200cells/mm3常規(guī)MRI掃描頭及頸椎無(wú)明顯異常既往無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)異常、放射、手術(shù)等病史無(wú)MRI檢查禁忌癥第38頁(yè)/共52頁(yè)常規(guī)T2WI矢狀位FA圖測(cè)量ROIE2圖測(cè)量ROIE3圖測(cè)量ROI第39頁(yè)/共52頁(yè)后處理計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)第40頁(yè)/共52頁(yè)FT圖示纖維束變細(xì)第41頁(yè)/共52頁(yè)正常頸髓參數(shù)年齡相關(guān)性節(jié)段相關(guān)性討論44.1正常頸髓的3.0T-DTI參數(shù)第42頁(yè)/共52頁(yè)

層面：ADC值和FA值與不同層面的灰質(zhì)及白質(zhì)比例、頸髓進(jìn)出的脊神經(jīng)前后根數(shù)量和大小有關(guān)，臂叢神經(jīng)的進(jìn)出常導(dǎo)致神經(jīng)纖維束方向一致性發(fā)生改變[2]，正常人頸椎上段C2-C3平均FA值、ADC值均高于中下段C4-C7。

年齡：正常頸髓ADC值與年齡呈正相關(guān)，F(xiàn)A值呈負(fù)相關(guān)，一方面可能因?yàn)槟挲g導(dǎo)致相對(duì)神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量減少、退化，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加、體積增大有關(guān)，另一方面白質(zhì)中纖維束和髓鞘的鞘磷脂喪失更多，水分子擴(kuò)散增加[3]。1.11.2[2]韓博,楊廣夫,何濱,等.正常人頸髓擴(kuò)散張量成像的初步研究.實(shí)用放射學(xué)雜志.2009;25(3):417-419.[3]宗會(huì)遷,劉懷軍,宋鵬,等.MR擴(kuò)散張量成像診斷慢性脊髓型頸椎病.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像術(shù).2011;27(8):1555-1558.爭(zhēng)議第43頁(yè)/共52頁(yè)4.23.0T-DTI探討頸髓損傷不同時(shí)期病理過程細(xì)胞毒性水腫細(xì)胞腫脹，細(xì)胞外空間減少，ADC值減小，F(xiàn)A值亦減小血管源性水腫細(xì)胞膜和髓鞘破壞，纖維數(shù)量減少，細(xì)胞外空間增加，ADC值增加，而FA值降低T2WI陰性急性頸髓損傷T2WI陽(yáng)性急性頸髓損傷慢性脊髓型重度頸椎病頸髓損傷第44頁(yè)/共52頁(yè)7.0T-DTI不同時(shí)期小鼠頸髓損傷的表現(xiàn)頸髓損傷的微觀病理生理變化ELLINGSONBM,SCHMITBD,ULMERJL,etal.Diffusiontensormagneticresonanceimaginginspinalcordinjury.DTIINSPINALTRAUMA.2008;11(2):219-237.第45頁(yè)/共52頁(yè)4.33.0T-DTI對(duì)頸髓損傷后神經(jīng)再生及修復(fù)的研究

第46頁(yè)/共52頁(yè)4.43.0T-DTI探索無(wú)癥狀A(yù)IDS患者頸髓改變一例AIDS脊髓空洞癥患者脊髓構(gòu)造空泡性脊髓病(vacuolarmyelopathy，VM)在臨床AIDS患者的發(fā)生率約20%~55%，晚期MRI最直接的表現(xiàn)為T2WI信號(hào)增高、脊髓空洞（29%），伴隨脊髓萎縮（86%），但一般MRI很難發(fā)現(xiàn)，雖然脊髓檢查正常、組織學(xué)檢查軸索完好，但脊髓已有髄鞘喪失和海綿狀變性等現(xiàn)象，以后索和側(cè)索最為明顯，病理可見到小膠質(zhì)細(xì)胞結(jié)節(jié)和含有HIV的多核巨細(xì)胞。

第47頁(yè)/共52頁(yè)側(cè)索λ3本征值增高可能因?yàn)槊撍枨省⑤S突直徑增加及蛋白質(zhì)完整性破壞提示早期脊髓炎征象?？赡?/p>