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腰脊神经走行迂曲复杂,受周围肌肉、骨骼和脂肪等影响,缺乏良好的组织对比,成像困难。腰脊神经相关疾病如椎间盘突出、蛛网膜囊肿和结核等发病率较高,会产生相应的神经根症状,临床医生希望作出准确的定位、定性诊断,就需要更直观的图像和具有评判意义的定量影像数据支持。 本文主要从以下几方面进行了论述: 第一部分 基于扩散加权的磁共振腰脊神经成像技术的参数优化 目的: 1.探讨不同扩散敏感因子(b-value,b值)和层厚对DWIBS图像质量的影响,以期获得理想的腰脊神经DWIBS成像参数。 2.探讨不同扩散敏感梯度方向数(number of diffusion gradient directions,NDGD)对DTI图像质量的影响,以期获得理想的腰脊神经DTI成像参数。 方法: 对10名成人志愿者,使用Philips Achieva3.0T TX双源磁共振扫描仪,成像序列包括常规序列(矢状面T1WI、T2WI、横断面T2WI)和研究序列(横断面DWIBS、DTI)。DWIBS序列选用两个不同的参数,每个参数取3个值,进行排列组合后扫描,即不同b值(600s/mm2,800s/mm2,1000s/mm2)和不同层厚(2mm,3mm,4mm)搭配,一共产生9个序列的图像,对图像进行主观评价和客观评价。DTI序列采用由DWIBS序列优化出的b值和层厚,再分别选取6、15、32个方向的扩散敏感梯度方向数进行成像,共产生3个序列的图像,对图像进行主观评价和客观评价。对不同b值及不同层厚下的SNR、CNR,采用方差分析,两两比较采用LSD检验。主观图像质量评价,采用非参数检验多样本比较的Friedman M检验,两两比较采用q(SNK)检验。检验水准以p<0.05为有统计学意义。 结果: 1.不同层厚相同b值条件下SI神经之间无明显差异(P>0.05)。相同层厚不同b值条件下SI神经之间有统计学差异(P<0.05),随着b值的增加SI神经有增加的趋势;层厚2mm时,两两比较b=600s/mm2的SI神经与1000s/mm2之间差异有统计学意义(P=0.016);层厚3mm时,两两比较b=600s/mm2的SI神经与800s/mm2、1000s/mm2之间差异均有统计学意义(P=0.004、0.000);层厚4mm时,两两比较b=600s/mm2的SI神经与800s/mm2、1000s/mm2之间差异均有统计学意义(P=0.018、0.023)。 在b=600、1000s/mm2时,相同b值不同层厚条件下SNR之间无明显差异(P>0.05),但随着层厚的增加SNR有增加的趋势;相同层厚不同b值条件下SNR之间无统计学差异(P>0.05),但随着b值的增加SNR有降低的趋势;在b=800s/mm2时,两两比较层厚2mm的SNR与层厚4mm之间差异有统计学意义(P=0.014),层厚2mm的SNR与层厚3mm差异无统计学意义(P=0.201),层厚3mm与层厚4mm的SNR差异无统计学意义(P=0.199)。 相同b值不同层厚条件下CNR之间无明显差异(P>0.05),但随着层厚的增加CNR有增加的趋势;相同层厚不同b值条件下CNR之间无统计学差异(P>0.05),但随着b值的增加CNR有降低的趋势。 2.DWIBS序列图像主观评分之间有统计学差异(P<0.05);两两比较当b=600s/mm2时,层厚2mm主观评分与3mm、4mm之间差异均有统计学意义(P<0.05);两两比较当b=800s/mm2和b=1000s/mm2时,层厚2mm、3mm、4mm之间主观评分差异均有统计学意义(P<0.05)。层厚2mm、4mm时不同b值条件下主观评分之间有统计学差异(P<0.05);两两比较当层厚2mm,b=600s/mm2主观评分与b=800s/mm2及b=1000s/mm2之间差异均有统计学意义(P<0.05),b=800s/mm2主观评分与b=1000s/mm2之间差异无统计学意义(P=0.255);两两比较当层厚3mm,b=1000s/mm2主观评分与b=600s/mm2及b=800s/mm2之间差异均有统计学意义(P<0.05),b=600s/mm2主观评分与b=800s/mm2之间差异无统计学意义(P=0.255)。 3.三种不同扩散敏感梯度方向数DTI序列的FA及ADC值无统计学差异(P>0.05)但FA值及ADC值在敏感梯度方向数为6时,标准差较15及32方向大,说明稳定性不及15及32方向。 4.2位专家用双盲法对FA参数图像质量进行主观评价,虽无统计学差异(P>0.05),但是32方向的评分均数低于6方向和15方向。 结论: 1.当b=800s/mm2,层厚3mm时,DWIBS图像具有较高的信噪比和对比噪声比,原始图像能进行较好的各向同性三维重建,是较好的DWIBS成像参数; 2.当b=800s/mm2,层厚3mm,扩散敏感梯度选择15个方向时,DTI原始图像质量较好,在ADC图和FA图上能测得较稳定的ADC值和FA值。 第二部分 基于扩散加权的磁共振成像技术对腰脊神经的显示 目的: 将基于扩散加权的DWIBS、DTI序列与目前应用较为成熟的PROSET序列对照,探索其对腰脊神经显像的可行性。 方法: 对67名腰椎间盘突出症患者,使用Philips Achieva3.0T TX双源磁共振仪进行检查,成像序列包括常规序列(矢状面T1WI、T2WI、横断面T2WI)和研究序列(横断面DWIBS、DTI,冠状面PROSET)。DWIBS进行MIP后处理,DTI进行DTT后处理,PROSET进行MPR后处理,三序列对照,2位专家根据图像质量由好到差分别评为4分、3分、2分、1分,对脊神经显示情况进行主观评价。通过常规序列图像,评价67例患者,共计335个腰椎间盘,评价Pm分级Ⅳ至V级椎间盘的分布及个数。以确定本文第三部分的研究对象。判断三种序列成像质量的主观评分构成比是否相同,主观图像质量评价评分,采用非参数检验多样本比较的Friedman M检验,两两比较采用q(SNK)检验。检验水准以p<0.05有统计学意义。 结果: 1.2位专家对DWIBS、DTI、PROSET三种序列产生的脊神经图像质量的主观评分,构成比差异有统计学意义。三种序列图像质量评分平均秩次分别为2.25、1.46、2.29。经统计学分析,组间有统计学差异(P<0.05),DWIBS与PROSET之间无统计学差异(P=0.632),DTI与DWIBS、PROSET均有统计学差异(P<0.05),DWIBS、PROSET序列图像评分优于DTI。 2.测量335个椎间盘,Pm分级中重度(IV-V)占65个,其中L4/5突出31个(47.7%),L5/S1突出占26个(40%)。 结论: 1.DWIBS与DTI序列均能用于腰脊神经成像,DWIBS和PROSET序列对腰脊神经解剖形态的显示优于DTI; 2.腰椎间盘突出好发部位为腰4/5和腰5/骶1椎间盘。 目的: 评估中重度(Pm分级Ⅳ-Ⅴ级)腰椎间盘突出患者的腰4脊神经根受压情况,受累脊神经根表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)和部分各向异性分数(fractional anisotropy,FA)的特点。 方法: 选取31个Pm分级Ⅳ-Ⅴ级的腰4/5椎间盘突出的患者,另外随机选择15名正常成人志愿者,使用Philips Achieva3.0T TX双源磁共振扫描仪,成像序列包括常规序列(矢状面T1WI、T2WI、横断面T2WI)和研究序列(横断面DTI)。测量DTI序列中正常志愿者双侧腰4脊神经根的ADC和FA值取均值;测量患者正常侧和受压侧腰4脊神经根的ADC和FA值(如果患者双侧腰4脊神经根受压,则取较重测和腰5脊神经正常侧)。对三组ADC值及FA值比较,采用方差分析,两两比较采用LSD检验;对有统计学意义的指标绘制ROC曲线,计算曲线下面积,确定阈值,计算灵敏度、特异度。检验水准以p<0.05有统计学意义。 结果: 1.受压腰4神经根、患者未受压腰4神经根及正常神经根ADC值、FA值三组比较有统计学差异,两两比较受压腰4神经根与患者未受压腰4神经根及正常神经根ADC值及FA值均有统计学差异(P<0.05),患者未受压腰4神经根与正常神经根ADC值及FA值无统计学差异(P=0.950、0.501)。 2.以ADC值及FA值判断脊神经根有无受压,绘制ROC曲线,曲线下面积分别为0.927、0.914。当ADC值为1.365×10-3mm2/s时,灵敏度为83%、特异度为87%;当FA值为0.299时,灵敏度为87%、特异度为80%。 3.L4/5受压脊神经根的ADC值与FA有较好的相关性,ADC值升高的同时,FA值下降。 结论: 通过对DTI序列中ADC值和FA值的测量,评价腰脊神经受压的情况,受压腰脊神经的ADC值升高,FA值降低。