正常成人大脑内囊磁共振弥散张量成像研究

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)是一新的具有无创伤性优点的磁共振成像方法,不仅能够定量分析大脑的微细结构,还可定量分析病变组织和正常组织的弥散特征,从而为疾病的诊断和鉴别诊断提供更多的信息;而且可以利用DTI所获的数据,进行大脑白质纤维的成像。

内囊是大脑组织的重要结构,其内主要含有联系大脑皮质和皮质下中枢的上行和下行的投射纤维。

在活体显示大脑内囊的形状和结构,我们利用
DTI技术对此进行了初步研究。

现报道如下:1资料与方法
1.1研究对象:10例正常志愿者,男5例,女5例。

年龄25~65岁,平均40.9岁。

志愿者均无任何脑部疾病、外伤和手术史。

1.2
机器和扫描参数:采用GE公司SignaVH/i3TMR扫描
仪。

应用标准头部正交线圈,让志愿者头部固定,耳内塞一适当大小的棉球,以减少噪音对志愿者的影响。

志愿者首先进行常规的T1WI、T2WI、FLAIR扫描。

常规MRI扫描大脑内未见明显异常信号后,进行DTI成像扫描,DTI扫描采用单次激发SE
EPI序列,扫描参数为TR/TE9999/89.2ms,矩阵128×128,FOV240mm×240mm,1次采集,b=1000s/mm2
,弥散敏感梯度方向
数13个,层厚5mm、层间距0mm。

1.3图像后处理:将10名志愿者扫描所得DTI的数据输入个
人计算机,应用日本东京大学附属医院放射科影像计算和分析实验室所研制的软件:Volume-one1.56和diffusionTENSOR
Visualizer1.5(dTV)进行后处理,在z-轴方向进行插值计算,使
每个体素呈立方形(大小约0.9mm×0.9mm×0.9mm)。

通过运算可以获得各向异性分数图(fractionalanisotropyFA)和彩色
FA图,在彩色FA图中红色代表左右走行的纤维束,绿色代表
前后走行的纤维束,蓝色则代表上下走行的纤维束。

首先在FA图和彩色FA图像上观察内囊的结构和形态,然后在FA图和彩色FA图像的基础上,根据蒋文华等[1]神经解剖学关于大脑白质纤维束的解剖描述,用
“种子点(seed)”标记所要显示的内囊结构,计算机自动追踪纤维束,获得内囊的白质纤维束图像。

2结果
10例志愿者均成功进行了DTI扫描,可以清晰显示大脑
内囊的结构。

内囊是投射纤维在大脑的集中部分,在内囊平面以上,纤维呈四向放射与皮质相联,称为辐射冠,辐射冠呈扇形联结内囊和皮层下结构。

通过内囊的纤维束很多,走行方向不一致,在FA图(见图1),为内囊的FA图,可见内囊呈高信号,呈“<”状。

内囊前后肢之间差别不大,前肢显示较短,但彩色FA图(见图2)则明显不同,则显示内囊前后肢颜色不同,前肢显示为绿色,后肢则为蓝色。

弥散张量纤维束图的矢状面,更直观的显示内囊的白质纤维束形态(见图3)。

3讨论
磁共振弥散成像的概念最早于80年代中期提出[2],其方法
为应用双极磁场梯度脉冲(bipolarmagneticfieldgradientpuls-es),将编码的分子弥散效应增加到磁共振信号上。

随后,磁共振弥散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)被应用,该技术在3个不同的方向x、y、z轴施加弥散梯度,可以获得水分子空
【摘要】目的:利用磁共振弥散张量成像技术,研究正常成人大脑内囊的形状和结构。

方法:分别对10例正常志愿者(男5例,女5例。

年龄24~65岁,平均40.9岁)进行弥散张量成像,将所得数据输入个人计算机,应用日本东京大学附属医院放射科影像计算和分析实验室所研制的软件:Volume-one1.56和diffusionTENSORVisualizer1.5(dTV)进行大脑内囊成像。

结果:本研究成功的在活体进行了大脑内囊的弥散张量成像,在FA、
彩色FA图和弥散张量纤维束图上分别显示了内囊的形状和结构。

结论:弥散张量成像可以显示正常人大脑内囊的结构,为大脑白质纤维束的研究开辟了一新的广阔领域。

【关键词】内囊;弥散张量成像;弥散张量纤维束成像文章编号:1009-5519(2006)08-1113-03
中图分类号:R445
文献标识码:A
Studyofnormaladultcerebralinternalcapsulebydiffusiontensorimaging
HEGuang-wu,XIANGHua,HEJiang-bo,etal.
(DepartmentofRadiology,BaoshanBranchofShanghaiFirstPeople’sHospital,Shanghai200940,China)
【Abstract】Objective:Toanalysetheshape,fiberstructureofnormaladultcerebralinternalcapsuleinlivinghumansbydiffusion
tensorimaging.Methods:10healthyadultvolunteers(5men,5women,aged24~
65years,meanage40.9years)wereexaminedbyMRdiffu-siontensorimaging.AlldataweretransferredtoapersonalcomputerandwereprocessedwithdTV(TokyoUniversityJapan).Results:Theinternalcapsuleofallvolunteerswasobserved.Theshapeandstructureofinternalcapsulewereshowedonthefractionalanisotropymap,colorfractionalanisotropymapanddiffusiontensortrackingmap.Conclusion:Diffusiontensorimagingisusefulforshowingthenormaladultcerebralinternalcapsuleandopensanewfieldforresearchingcerebralwhitematterfiberinvivo.
【Keywords】Internalcapsule;Diffusiontensorimaging;Diffusiontensortracking正常成人大脑内囊磁共振弥散张量成像研究
何光武1,项
华1,何江波1,成中意1,徐建荪1,汪守中1,沈天真2,陈星荣2
(1.上海市第一人民医院宝山分院放射科,上海200940;2.复旦大学附属华山医院,上海200040)
作者简介:何光武(1965—),男,山东省莱芜市人,副主任医师,学士。

研究方向:中枢神经系统影像学。

间弥散图像。

由于弥散是一立体三维过程,其向各个方向弥散移动的距离是不相等的,尤其在人体生理条件下,水分子向三维空间各个方向的弥散运动是受到限制的,它不仅受细胞本身特征的影响,而且还受阻碍水自由运动的细胞结构的影响,因此,DWI并不能完全反映水分子的弥散特征,使其临床应用受到一定的限制。

随后人们又研究出磁共振DTI方法,至少是在6个方向施加弥散敏感梯度,可以比较全面反映水分子的弥散特征。

DTI成像的基础是水分子在不均质组织中的弥散具有各向异性(anisotropic)特征,此种各向异性特征在人体大脑白质纤维中表现的尤为明显,比如,水分子在有髓鞘白质纤维中沿垂直于纤维方向的弥散受到的限制远大于沿着纤维方向的弥散。

大脑白质纤维依据其行径和联系可以分为3种:(1)联络纤维:联系同一半球的叶与叶或回与回;(2)连合纤维:联系左右半球的纤维;(3)投射纤维:联系大脑皮质和皮质下中枢的上行和下行的纤维。

在投射纤维中穿行于背侧丘脑、尾状核和豆状核之间的纤维称为内囊(internalcapsule)。

内囊是上、下行纤维在大脑内的集中部分,下连中脑,上通皮质各部。

在背侧丘脑水平,内囊呈“<”形,尖向内侧,分为3部分:膝部、前肢和后肢。

在FA图中,大脑白质纤维的各向异性程度最高,呈高信号,纤维排列越整齐的组织越具有高的各向异性,其结构则显示越清
楚。

从FA图上可以观察到大脑白质纤维的主要结构,以显示内囊、外囊、胼胝体和半卵圆区等结构最清楚。

从图1可以非常清楚的显示内囊的“<”形结构。

通过内囊的纤维束很多,走行方向不一致,但FA图不能反映不同白质纤维束的这种走行方向不一致的情况。

而彩色FA图则(见图2)可以看到,前肢显示为绿色,后肢则为蓝色,说明通过前肢的纤维主要为前后走行,而通过后肢的则主要为上下走行,这与经典的解剖结构相符合。

通过内囊前肢的纤维束有额桥束、丘脑前辐射和额传出束;通过内囊膝部的纤维束主要有皮质核束;通过内囊后肢的纤维束
比较多,其中主要有皮质脊髓束、皮质红核束、丘脑中央辐射、丘脑后辐射、丘脑下辐射。

由于通过内囊前后肢的纤维束较多,其走行方向并不完全一致,如前肢纤维以前后走行纤维较多,呈绿色,而后肢主要容纳上下走行的纤维,在彩色FA图上以呈蓝色为主,但由于可能混杂其它方向走行的纤维束,有的部位呈现紫色。

观察内囊在彩色FA图上以横断面为最佳,在横断面上内囊呈“<”,两侧对称,
随着计算机软件的不断开发和利用,人们利用DTI所获得的数据进行大脑白质纤维成像,此即为弥散张量纤维束成像(diffusiontensortrackingDTT),DTT是DTI技术的进一步发
展,它可以辨认大脑内的特殊纤维通道及其之间的相互连接。

DTT成像的基本原理是假设弥散张量成像中的最大本征值λ1
代表局部占优势的纤维轴索的走行方向。

Mori等[3]最早于1999年利用动物进行试验,成功的显示了大脑白质纤维的3D结构。

本文所用的DTT的成像方法为线形扩展法,首先设定“种子点(seed)”和纤维束追踪终止条件,而后计算机自动将标记的纤维束进行三维显示。

彩色FA图横断面上辨认内囊的部位和形状,从而进行纤维束成像。

DTT图像(见图3)可以更加直观的显示白质纤维束的形态、走行和方向。

弥散张量纤维束成像是目前研究的重点,既用于研究正常成人大脑的白质纤维束结构[4],亦用于病理状态下研究疾病所导致的白质纤维束的异常改变[5]。

何光武等利用DTT技术,成功的在活体进行了大脑胼胝体纤维结构的显示,并在3个不同的断面-横断面、冠状面和矢状面来显示胼胝体纤维的形态和结构,并认为在横断面显示胼胝体为最佳,呈“蜈蚣状”。

Witwer等[6]利用彩色编码DT(color-codedDTimaging)图像研究9例颅内肿瘤的白质纤维束的改变,其将白质纤维束的改变分为4种:移位、水肿、浸润和破坏,通过分析不同类型的颅内肿瘤所导致的大脑白质纤维的改变及其与肿瘤的关系,认为DTI技术可以直观显示大脑白质纤维束通道,对于外科手术方案的制定和手术过程中避免损伤周围重要白质纤维束具有很大的帮助。

由于受扫描所用的EPI序列的影响,DTI成像亦存在一定的缺陷,如图像易变形等,这将会影响对白质纤维束的观察,尤其在颅底部更加明显。

但是DTI技术毕竟是在活体研究大脑白质纤维的一种崭新的方法,其应用前景将一定是会非常广阔的。

参考文献:
[1]蒋文华.神经解剖学[M].上海:复旦大学出版社,2002.346.
[2]TaylorDG,BushellMC.Thespatialmappingoftranslationaldiffusion
coefficientsbytheNMRimagingtechnique[J].PhysMedBiol,1985,30
(1):345.
图1
通过内囊的纤维束
图2
通过内囊的纤维束(彩图显示)
图3
弥散张量纤维图
多发性创伤是较为严重的创伤,与全身炎症反应综合征(SIRS)关系密切[1]。

为观察多发性创伤后细胞因子与疾病的发生和发展,我们动态检测了62例多发性创伤患者血中的一氧化氮(NO)、肿瘤坏死因子!(TNF-!)和白细胞介素4(IL-4)水平等细胞因子指标的变化,探讨它们在发生创伤后病情发展中的作用。

1资料与方法
1.1
一般资料:多发性创伤系指合并两个以上部位或脏器、系
统的损伤,受伤原因主要为车祸伤、高处坠落伤和自然灾害等较为复杂的伤情,按AIS98-ISS评分,ISS≥10分,伤后3小时入院,无需血管活性药物支持者为纳入对象。

排除伤前合并其他系统疾病、恶性肿瘤、服用激素、免疫抑制剂、放化疗史患者。

2003年9月 ̄2005年10月,我科收治符合上述标准的多发性
创伤患者62例,男45例,女17例,年龄16 ̄65岁,平均(42.15±19.36)岁,ISS评分在10 ̄37,平均(16.7±5.4)分。

对照组
20例,为青壮年健康体检人员。

1.2
标本采集:入院后行紧急处理同时取静脉血,并分别在伤后12小时、1天、3天、7天及14天各采静脉血6ml,其中2ml
立即置普通试管室温放置1小时后,以3000r/min离心10分钟,分离血清置-20℃保存,待测NO,另4ml离心分离,分离血清置-70℃保存成批检测TNF-!及IL-4。

1.3测定方法:血清NO浓度采用分光光度计间接比色法检
测,采用动态浊度法检测,试剂盒购自福州迈新生物技术有限公司;血清IL-4含量的测定采用ELISA法,试剂盒由北京邦定泰克生物工程有限公司提供;血清TNF-!含量采用放射免疫法测定,SN6100全自动v计数仪检测,试剂盒购自北京东亚生物技术研究所。

操作严格按试剂盒说明进行。

1.4统计学处理:数据以(x±s)表示,采用SPSS10.0统计软件
包,数据分析采用t检验和方差分析处理,相关性分析采用相关系数检验相关分析,P<0.05认为差异有显著性。

2结果
2.1
多发性创伤患者血清NO、TNF-!和IL-4的变化:多发性
创伤后患者血清NO、TNF-!和IL-4入院时水平均高于正常对照组,但差异无统计学意义;患者伤后血清NO、TNF-!和IL-4水平早期即有升高,大部分患者3天内水平过高峰或接近高峰,随后逐渐降低,于伤后2同仍显著高于正常(见表1)。

【摘要】目的:探讨多发性创伤患者细胞因子的变化及临床意义。

方法:采用放射免疫法和ELISA法检测62例多发性创伤患者入院时、入院后第12小时,1、2、3、7、14天(ISS≥10)血中一氧化氮(NO)、肿瘤坏死因子!(TNF-!)及白细胞介素4(IL-4)水平变化,并与正常健康人进行比较。

结果:多发性创伤后血中NO、TNF-!和IL-4水平早期即显著高于正常对照组(P<0.05),于伤后第三天后达到高峰,随后逐渐降低,于伤后2周仍显著高于正常。

多发性创伤NO、TNF-!及IL-4水平升高幅度与ISS评分呈显著正相关。

结论:动态观察多发性创伤患者细胞因子活性的变化有助于病情的评估及预后判断。

【关键词】多发性创伤;一氧化氮;肿瘤坏死因子!;白细胞介素4文章编号:1009-5519(2006)08-1115-02
中图分类号:R36
文献标识码:A
Changesofcytokineindexinpatientswithmultipletraumaanditsclinicalsignificance
WANGYi,ZHOUYong
(DepartmentofTrauma,TheCentralHospitalofFuling,Chongqing408000,China)【Abstract】Objective:Tostudythechangesofcytokinesinpatientswithmultipletraumaanditsclinicalsignificance.Methods:Theconcentrationofnitricoxide(NO)wasdetectedbycolorimetry,theTNF-2wasdeterminedbyradioimmunoassayandIL-4wasmeasuredbyenzymelinkedimmunosorbentassay(ELISA)in62patientswithmultipletraumaatadmissionand12hours,1,2,3,7and14days,andwerecomparedwiththoseinthehealthycontrolgroupsimultaneously.Results:TheserumNO、
TNF-!andIL-4inpatientswithmultipletraumawereshowntobesignificantlyhigherthanthoseinthecontrolgroup.Thenitricoxide,TNF-!and1L-4increasedattheearlystageandreachedthepeakat3daysandsubsequentlydecreasedgraduallyin2weeksaftertrauma.TheISSscoresofpatientswereposi-tivelycorrelatedwiththepeaksofnitricoxide,TNF-!andIL-4.Conclusion:Investigatingthechangesofcytokinesinpatientswithmulti-pletraumawouldcontributetoevaluatethepatient'sconditionandjudgetheprognosisofthisdisease.【Keywords】Multipletrauma;Nitricoxide;TNF-2;IL-4
多发性创伤患者细胞因子变化及临床意义

毅,周

(涪陵中心医院创伤外科,重庆涪陵408000)
[3]MoriS,CrainBJ,ChackVP,etal.Three-dimensionaltrackingofaxonal
projectionsinthebrainbymagneticresonanceimaging[J].AnnNeu-rol,1999,45(1):265.
[4]何光武,董德柱,沈天真,等.正常成人大脑胼胝体弥散张量纤维束
成像研究[J].医学影像学杂志,2005,15(2):89.
[5]何光武,张银川,沈天真,等.弥散张量纤维束成像在脑膜瘤诊断中
的初步应用研究[J].现代医药卫生,2005,21(18):2409.
[6]WitwerBP,MoftakharR,HasanKM,etal.Diffuaion-tensorimagingof
whitemattertractsinpatientswithcerebralneoplasm[J].JNeurosurg,2002,97(2):568.
收稿日期:2005-12-07。

相关文档
最新文档