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目的:本研究联合采用扩散频谱成像（diffusion spectrum imaging,DSI）技术和形态学分析方法,探讨垂体腺瘤患者视交叉受压视觉通路微结构改变,并观察其与视野缺损（visual field defect,VFD）情况、视交叉受压程度等疾病相关指标之间的相关性,实现对垂体腺瘤患者视觉通路受损情况更直接的定量评估,为临床诊疗及视觉预后判断提供精准影像学依据。方法:本研究纳入了垂体腺瘤视交叉受压患者65例（平均年龄45.3±13.3岁,男性38名,女性27名）,并招募性别、年龄均匹配的健康对照组（healthy controls,HCs）33例（平均年龄44.1±15.9岁,男性22名,女性11名）。对所有受试者进行磁共振扫描及眼科视野检查。本研究经深圳市第二人民医院医学研究伦理委员会批准,所有受试者均签署知情同意。采用DSI-Studio软件对DSI数据进行处理,采用基于广义q采样成像（generalized q-sampling imaging,GQI）无模型的重建方式,通过基于定量各向异性（quantitative anisotropy,QA）的确定性纤维追踪算法进行视觉通路分段（视神经、视束及视辐射）纤维束追踪,计算视觉通路各段的平均QA值及广义分数各向异性（generalized fractional anisotropy,GFA）值。使用SPM12工具箱和CAT12工具箱对3D-T1WI结构图像进行数据处理和分析,算法采用基于体素的形态学分析（voxel-based morphometry,VBM）和基于脑表面的形态学分析（surface-based morphometry,SBM）分别对视觉皮层的灰质体积及皮质厚度进行计算,为了研究视觉皮层损伤影响最大的视觉区域,我们使用Brodmann图谱对脑部自动分割,选择了三个特定的感兴趣区域进行视觉皮层的进一步分析:初级视觉皮层（primary visual cortex,V1）,次级视觉皮层（secondary visual cortex,V2）和外纹状体皮层（human medial temporal complex,hMT+）。针对每个受试者,为每个视觉皮层区域分别提取平均灰质体积及皮层厚度测量值。采用SPSS 22.0软件进行统计学分析。首先对临床变量进行组间比较,同时,比较垂体腺瘤组及HCs组在视觉通路各节段（视神经、视束及视辐射）平均QA值、GFA值有无统计学差异,并比较两组视觉皮层（V1,V2及hMT+）的灰质体积及皮层厚度的差异。其次,分别观察其DSI定量参数（QA值、GFA值）、形态学分析参数（灰质体积及皮层厚度）与疾病相关指标之间的相关性。疾病相关指标包括视交叉受压程度指标嗅球-脑桥高度（bulbo-pontine height,BPheight）与视野受损程度指标平均缺损（mean deviation,MD）值。统计学分析方法采用双尾独立样本t检验比较两组差异有无统计学意义,相关性分析采用Pearson积差相关法。此外,为了了解不同VFD程度对视觉通路损伤情况的影响,将垂体腺瘤患者VFD程度以平均缺损值-8 d B为阈值,所有患者分为重度VFD组（n=23）和轻度VFD组（n=42）,对重度VFD组、轻度VFD组垂体腺瘤患者和HCs组视觉通路的DSI定量参数及形态学参数分别进行单因素方差分析,并对三组分别进行多重比较。最后,所有统计所得p值通过Bonferroni多重比较校正,以p<0.05为差异有统计学意义。结果:1、垂体腺瘤组和HCs组的年龄及性别组间差异无统计学意义（p>0.05）,垂体腺瘤组视交叉受压程度指标BP-height与视野受损程度指标MD值呈显著负相关（p<0.05）,视交叉受压越明显,视野受损程度越重。2、视觉通路DSI定量参数的组间比较结果显示,垂体腺瘤组视神经和视束的平均QA值和GFA值均显著低于HCs组（p<0.05）,在视辐射中两组间无显著差异（p>0.05）,表明腺瘤患者视交叉受压可以导致视神经及视束微结构完整性破坏。在对垂体腺瘤患者视觉通路的DSI定量参数进行再次分析的结果中,垂体腺瘤组子集重度VFD组视神经、视束和视辐射的平均QA值和GFA值均显著低于轻度VFD组及HCs组（p<0.05）。轻度VFD组视神经的平均QA值低于HCs组（p<0.05）,但视神经的平均GFA值及视束、视辐射的平均QA值和GFA值在两组间无显著性差异（p>0.05）,推测视交叉受压导致轻度的视野损伤可能对前视路结构影响较大,而在后视路结构可能不会有明显改变。3、视觉皮层形态学分析的组间比较结果显示,垂体腺瘤组视觉皮层V1和V2平均皮层厚度相对于HCs组显著性变薄（p<0.05）,在对垂体腺瘤患者分组进行再次分析的结果中,相对于HCs组,重度VFD组和轻度VFD组在V1的平均皮层厚度显著性变薄（p<0.05）,重度VFD组在V2的平均皮层厚度也显著性变薄（p<0.05）。而hMT+的平均皮层厚度及视觉皮层V1、V2和hMT+平均灰质体积在总体组间比较中和分组比较中均无显著性差异（p>0.05）。4、视觉通路影像学定量参数和疾病相关指标之间的相关性分析显示,垂体腺瘤组视觉通路各段（视神经、视束及视辐射）的平均QA值、GFA值与VFD程度指标MD值呈正相关（p<0.05）,与视交叉受压程度指标BP-height呈负相关（p<0.05）,表明视觉通路的白质完整性降低与更严重的视野损伤、视交叉受压有关。视觉皮层V1、V2和hMT+的平均灰质体积、皮层厚度与MD值和BPheight值均无显著相关性（p>0.05）。结论:本研究结果表明垂体腺瘤患者视交叉受压其视觉通路微结构受损。DSI技术可以为检测视觉通路异常提供定量信息,并有望成为确定垂体腺瘤视觉通路微结构损伤程度的潜在诊断工具。