神经成像（精选八篇）
神经成像 篇1
现代社会科学技术迅速发展,医学理念不断更新,循证医学的出现要求医务人员在临床医疗活动中必须高度重视证据,减少不必要的或者无用的检查治疗措施,尽量优先选择已被证实的最合理的诊疗措施。对病情不稳定的急性脑卒中患者,尤其对超早期缺血性脑卒中患者而言,DTI及DTT技术检查可以发现发病30分钟内的缺血病灶,显示脑白质神经纤维损伤的程度,为临床医生选择合适的治疗方案提供了科学证据,而且节省了抢救治疗的时间。文献检索发现,国内外有MRI研究缺血性脑卒中方面的有关报道,但大部分只作为单纯的科学研究,选择的样本量很少,2010年中国急性脑卒中诊治指南也提到了多模式MRI检查技术的优点,但都没有建议在临床推广应用。尽管如此,DTI及DTT技术作为近年来新出现的一种医学影像学检查方法,为急性脑卒中的临床诊断及定量研究提供了科学证据,具有重要的临床应用价值,应当在有条件的医院针对性地推广应用,服务于人民群众。本项临床研究通过应用3.0T MRI DTI及DTT技术检查急性脑卒中患者,对DTI和DTT显示的病灶范围、皮质脊髓束(CST)损伤程度等进行测量分析,同时结合患者NIHSS评分等,研究神经纤维损伤与急性脑卒中之间的相关性,进一步为急性脑卒中的临床诊断、病情分析、判断预后等提供关键的影像学依据,更科学地评估患者神经功能损伤的恢复及预后,合理指导临床诊疗和康复方案的制订实施,对恢复患者神经功能、患者早日康复、减轻患者经济负担、提高民众健康等具有重要的现实意义,现将相关研究介绍如下。
1研究对象
1.1对象
选择2012年6月至2013年6月由临夏州人民医院神经内科诊断为急性脑卒中的患者100例,患者年龄最小40岁,最大85岁,平均年龄(64.38±13.57)岁;其中男性51例,女性49例。入选条件:(1)发病时间在48小时之内,具有明显神经功能损伤的临床表现;(2)单侧发病;(3)梗死灶位于基底节、内囊或放射冠;(4)初次发病;(5)生命体征平稳;(6)无MRI检查禁忌证,完成检查且图像质量良好;(7)签署知情同意书。排除标准:(1)双侧脑梗死、椎基底动脉系统脑梗死或脑出血;(2)严重认知功能障碍;(3)颅脑外伤史、药物中毒、产褥期脑血管病患者;(4)中枢神经感染后继发神经功能损伤的患者;(5)拒绝签署知情同意书或中途退出者。
1.2临床表现
急性发病、肢体偏瘫、肌力0~2级(重度瘫痪)或肌力3~4级(轻度瘫痪)、肢体麻木、失语、吞咽障碍,符合全国第四届脑血管病学术会议的诊断标准,经CT或MRI检查证实为急性脑卒中。
2方法
2.1分组
临床诊断为急性脑卒中的符合条件的患者,将其分为3组:(1)A组(n=20):男性11例,女性9例;年龄40~55岁,平均(50.00±5.82)岁;(2)B组(n=58):男性28例,女性30例;年龄56~70岁,平均(65.41±5.28)岁;(3)C组(n=22):男性12例,女性10例;年龄71~85岁,平均(76.34±4.26)岁。入院后针对病情及时给予抗血小板聚集、控制血压、溶栓、降颅压、对症支持、康复锻炼等综合治疗。
2.2相关检查
对入选患者分入院时和慢性期(5~6个月)2个时段进行临床观察,进行肌力判定、NIHSS评分、ADL评分,同时在入院时、慢性期时行头颅3.0T MRI DTI和DTT检查,测量病灶区和对应区正常脑组织体积,用d TV.Ⅱ软件处理,显示各向异性彩色图,对比测量脑卒中侧与健侧相应部位脑白质的各向异性分数(FA)值,FA值指的是弥散张量中各向异性部分与总张量的比值,它在0~1之间变化。FA值大,说明纤维平行性、致密性好,也说明神经纤维髓鞘完整性好、神经传导功能强。通过FA图可以清楚地呈现出纤维束的形态结构,也能够说明脑白质纤维束是否已被病灶累及。有研究表明,通过FA图显示的纤维束和解剖学上对于同名纤维束的描述高度一致。观察脑白质纤维束的改变,利用种子法重建双侧CST的三维纤维束彩色成像图,观察CST的移位、连续性、破坏程度,将其改变分为三级:0级:皮质脊髓束完整,未受累;1级:皮质脊髓束部分中断,部分受累;2级:皮质脊髓束完全中断,完全受累。
2.3临床评估
临床神经功能肌力判定、NIHSS评分、ADL量表评分分别在入院时和慢性期进行,由3位神经内科医师负责对患者进行神经功能检查,填写评分量表,计算平均分,归档保存,最后计算入院时和慢性期的评分差值,分析在不同时期急性脑卒中患者的神经功能受损与NIHSS评分之间的相关性。
2.4统计学分析
采用SPSS16.0统计软件进行分析,统计数据以(±s)表示。脑卒中侧与健侧CST的FA值差异采用配对t检验;分析各组患者及治疗前后脑卒中侧CST的FA值,采用单因素方差分析;各组患者CST分级与脑梗死患者NIHSS评分的关系采用单个样本t检验,检验水准α(双侧)=0.05。组间进行配对t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
3结果
3.1脑卒中侧病灶区和健侧对应区脑组织FA值(DTI检查的一个主要指标)的变化特点
在入院时、慢性期时两个不同时段,各组患者脑卒中侧病灶区的FA值均较健侧对应区低(P<0.05),慢性期(这时已接受康复治疗5~6个月)时,各组脑卒中侧的FA值均比入院时明显增加(P<0.05),见表1。经分析,这种变化与患者神经功能恢复有关,FA值大小与患者年龄呈负相关(P<0.05)。FA值的大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性有密切关系,能够反映脑白质纤维完整程度。FA值越大,神经传导能力越强,神经纤维束损伤越轻;FA值越小,神经传导能力越弱,神经纤维束损伤越重。
3.2 DTT结果
在DTT图中,根据CST与脑卒中病灶的空间位置关系,CST主要表现为完整、受压移位和中断。通过对3组患者DTT图的观察分析,脑卒中侧的病灶区越大、越靠近内囊区,则纤维束直径变细、纤维数量减少越明显,甚至中断,同时发现患者CST破坏程度随着年龄的增加逐渐加重,经积极康复治疗后均有好转。
3.3 CST分级与NIHSS评分的关系
3组患者CST分级与NIHSS评分经过详细分析后发现:3组CST 1级的患者,其慢性期时的NIHSS评分低于入院时(P<0.05);3组CST 2级患者的NIHSS评分均高于CST 1级的患者(P<0.05),见表2。FA值越低,CST破坏程度越高,康复程度越差,患者生活自理能力越差。
3.4 FA值、NIHSS评分与年龄的关系
通过对患者FA值与NIHSS评分分析后发现,患者经康复治疗5~6个月后测定的FA值比入院时高(P<0.05),且年龄越低的患者FA值越高;而CST 1级的患者,NIHSS评分经康复治疗后均降低(P<0.05),并且年龄越小的患者NIHSS评分降低越明显,表明低龄人群的神经功能损伤后恢复程度好于高龄人群(P<0.05)。
4讨论
4.1临床价值
(1)脑卒中侧病灶越大、越靠近内囊区,CST损伤程度越高、FA值越低、NIHSS评分越高、患者康复程度越差、致残率越高;脑卒中侧病灶越小、越远离内囊区,CST损伤程度越低、FA值越高(越接近对侧正常值)、NIHSS评分越低、患者康复程度越好、致残率越低。(2)CST损伤程度随着年龄的增加逐渐加重,经积极康复治疗后均有好转。(3)低龄组人群神经功能损伤后恢复程度优于高龄组人群(P<0.05)。这些研究结果充分说明3.0T MRI DTI及DTT检查技术在急性脑卒中的早期诊断中具有重要的临床实用价值,不仅给急性脑卒中患者的临床诊断、病情分析、判断预后等提供了关键的影像学资料,还能科学评估患者神经功能损伤后的恢复程度及预后,对制订合理的临床诊疗和康复方案有重要的指导意义。其作为一种无创性、高效性、高灵敏性、高特异性的医疗检查技术,在本项临床应用研究中充分表现出优越性,值得临床推广使用。
注:与入院时脑卒中侧比较,△P<0.05
4.2社会经济效益
我国人口基数很大,随着社会进步、人民物质生活水平的提高和医疗条件的改善,人群平均寿命提高,老龄化已变成社会问题,这就意味着脑血管病患者越来越多,随之而来的就是对医疗资源的需求越来越大。只有精准的检查和规范的治疗,才能减少不必要的医疗资源消耗。遵循循证医学原则,结合相关文献发现,多模式MRI检查能够发现超早期脑卒中病灶。我们的研究结果显示:3.0T MRI DTI及DTT检查对急性脑卒中患者明确诊断有重要价值,不仅可发现早期脑卒中病灶,还能评估神经纤维束损伤的程度,为急性脑卒中患者的早期抢救治疗赢得了宝贵时间。以这两项检查结果为依据,及时给予患者合理的治疗,部分患者恢复了劳动能力,减轻了社会、家庭的负担,避免了不必要的医疗资源浪费,取得了良好的社会经济效益。
4.3存在的问题、推广应用情况和前景
4.3.1存在的问题(1)3.0T MRI DTI及DTT检查技术目前还不是十分成熟,没有广泛应用于临床,有待更多科学研究来证实其数据的准确度。(2)由于研究经费不足,研究中没有纳入一定比例的正常人群作为对照,弱化了结论的说服力,应在下一步研究中进行完善。(3)由于研究时间紧张,未把缺血性脑卒中和出血性脑卒中及不同脑组织卒中进行分类并研究分析,力争在下一步研究中完善。
4.3.2推广应用情况和前景通过近两年的临床观察研究,结合文献报道“,3.0T磁共振弥散张量成像(DTI)及神经束成像(DTT)检查技术对神经功能恢复的临床研究”在临床诊疗活动中已经显示出比普通多模式MRI、头颅CT更高的灵敏度和特异性,取得了良好的社会经济效益。该研究有很高的临床价值,在急性脑卒中的临床诊断、病情分析、判断预后中有很好的应用价值和推广前景。
神经成像 篇2
【摘要】目的 探讨3.0T高分辨磁共振在神经纤维瘤病中的应用价值。方法 采用GE SIGNA HDxt 3.0T超导磁共振成像系统，对15例神经纤维瘤病患者行高分辨MRI平扫及增强检查。结果 本组15例神经纤维瘤病患者中15例均能明确、清晰地显示周围神经根、神经纤维瘤以及两者的空间关系。结论 高分辨磁共振有利于发现小的神经纤维瘤病灶，具有很高的临床应用价值。
【关键词】 磁共振；神经根；神经纤维瘤病
高场MRI扫描具有分辨率高、速度快、功能强大、多平面多角度显示周围神经根及分支的优点，高分辨磁共振层厚更薄，检出率更高，本研究旨在探讨3.0T高分辨磁共振成像在神经纤维瘤病中的应用价值。
资料与方法
一、病例资料
搜集我院2012年10月—2014年6月神经纤维瘤病例15例，其中男性9例，女性6例，
年龄14岁—60岁，平均35岁。临床表现：牛奶咖啡斑4例，触及局限性包块5例，腰腿痛2例，一侧肢体麻木放射样疼痛1例，头痛头晕1例，听力下降1例。
二、检查方法
采用GE SIGNA 3.0T超导磁共振成像系统、8通道全脊柱线圈、BODY线圈。对颈段、胸段、腰骶段、盆腔的神经根区进行扫描。主要采用薄层T2脂肪抑制序列。颈部的扫描参数：TR：3100，TE：88.7，视野：30mm×30mm，矩阵：320×224，激励次数：2，层厚2.5，层间距0.5mm。显示周围神经根、神经纤维瘤病及两者关系。
结 果
15例神经纤维瘤病的患者磁共振薄层平扫和增强检查均可以很好地显示肿瘤、肿瘤内部的成分及血供情况，对肿瘤的定性诊断非常有帮助。而且可以清晰地显示神经根、神经纤维瘤病及两者的关系。
讨 论
一、神经纤维瘤病（neurofibromatosis，NF）是周围和中枢神经系统的一种单基因遗传性疾病，以神经嵴细胞的异常增生为特征。常累及中枢神经系统，多伴发皮肤、内脏和结缔组织等多种组织病变，是神经皮肤综合征的一种。分为两型：NF-1型常伴有骨骼、肌肉方面的改变如脊柱的侧凸和后凸畸形；NF-2型90%以上表現为双侧听神经瘤，极少引起骨骼方面的改变。
二、高分辨率磁共振平扫、增强诊断神经纤维瘤病的作用
1.多参数、多方位、多序列能够很好显示病灶的部位、大小、形状、数量、信号、与周围组织的关系，分析信号特点、影像特征、与其他疾病的鉴别点。磁共振增强可以发现平扫难以发现的微小病灶。
2.非神经纤维瘤病的疾病如果出现与神经纤维瘤病类似磁共振表现时，要磁共振增强检查、弥散加权成像等序列加以鉴别。
三、本研究的优点、不足及展望
本研究的优点：与常规磁共振相比，高分辨率磁共振能够发现更多神经纤维瘤病病变，大大提高病灶的检出率，特别是微小病灶的检出率，能够清晰地显示瘤体、神经根的关系，有利于指导临床医生制定更加合理、科学的治疗方案。
本研究的不足之处：（1）层厚、层间距太薄，会出现图像信噪比下降。（2）少数患者是过敏性体质、肝肾功能严重衰竭，无法接受磁共振增强检查，这样微小病灶被漏掉。（3）样本数不多，不足以将所有的高分辨率磁共振表现均作为影像诊断的主要依据，但有些磁共振表现可以作为影像诊断的主要依据。
相信随着我们诊断经验的增多，检查患者数量的增加，层厚和层间距的合理选择，会有越来越多的患者得到正确的诊断，为临床提供更多有价值的信息，高分辨率磁共振已成为诊断神经纤维瘤病的最主要的检查方法之一。
图1、2、5是骶椎旁、盆腔的神经纤维瘤。图3是颈部、颈椎旁的神经纤维瘤。图4是胸椎旁的神经纤维瘤。图6是腰椎、骶椎旁的神经纤维瘤。
参 考 文 献
[1] Li YH，Zhang YP，Xue JP，et.a1.MRI findings of neurofibromatosis in cranium and spiral column[J] Chin J Med Imaging Technol，2003，19（6）：745-747.
李玉华，张永平，薛建平，等神经纤维瘤病的颅脑和脊柱的MRI表现[J].中国医学影像技术，2003，19（6）：745-747.
[2] Wang DJ，Liu YS.Two reports of neurofibrosis involved bones[ J].Chin J Med Imaging Technol，2001，17（5）：41O.
王德杰，刘永顺.累及骨的神经纤维瘤病2例报告[J].中国医学影像技术，2001，17（5）：41O.
[3] Patronas NJ，Courcousakis N，Bromley CM，et a1.Intramedullary and spinal canal tumors in patients with neurofibromatosis 2：MR imaging findings and correlation with genotype I-J 3 Radiology，2001，218（2）：434-442.
神经成像 篇3
1 DTI的原理
DTI主要用于观察大脑白质纤维结构的特性, 它是在弥散加权成像 (DWI) 基础上发展起来的一种新型磁共振成像技术 (MRI) , 是测量自旋质子的微观随机位移运动, 可在三维空间内定量分析组织内水分子的弥散运动, 清晰勾画脑内主要白质纤维如皮质脊髓束、钩束、上下纵束、下额枕束的走行、完整性及空间分布, 显示脑内病变对白质纤维束形态结构的直接或间接影响, 是目前唯一无创性活体研究脑白质纤维形态结构的方法[1]。
DTI技术是在活体上测量水分子弥散运动与成像的方法, 最常用的主要包括DWI和DTI。DTI成像通过改变弥散敏感梯度方向测量体素内水分子在各个方向上的弥散程度, 在三维空间内定量分析水分子的弥散运动, 利用所得多种参数值进行成像。DTI的主要参数有:扩散系数 (diffusion coefficient, DC) :表示单位时间内分子自由扩散的范围;表观弥散系数 (apparent diffusion coeffcient, ADC) :描述磁共振扩散加权成像中不同方面水分子扩散运动的速度和范围;各向异性 (anisotropic) :体现局部环境的影响使扩散运动在各个方向不一致的特性, 如白质纤维中水分子在平行于白质纤维方向时易于扩散, 垂直于纤维方向时扩散受限, 包括相对各向异性 (relative anisotropy, RA) 和部分各向异性 (fractional anisotropy, FA) 及容积比 (volume rate, VR) 。最常用的是FA值, 其各向异性分数, 它是指弥散张量中的水分子各向异性部分所占整个弥散张量的比例[1], 弥散的各向异性反映了细胞膜和髓鞘纤维的完整性, 在一些病理过程中 (如脑梗死、脑肿瘤等) 脑组织的微结构完整性遭到破坏, 引起组织水分子弥散各向异性特征的改变来反映脑组织的病理生理过程, 是功能磁共振成像的一个重要组成部分。在大脑白质中, 受到纤维排列方式、密集程度以及髓鞘等因素的影响, 水分子在垂直纤维走行方向上的弥散程度明显小于与纤维走行方向一致的方向, 呈高度各向异性。定量分析大脑白质纤维各向异性程度最常用的参数是FA, FA图的像值取决于FA的值, 即体素中水分子弥散各向异性的程度, 各向异性程度越高, FA值越大, 图像越亮, 反之, FA值越小, 图像越暗。FA其取值范围为0~1, 0代表最大各向同性的弥散, 1代表最大各向异性的弥散。在脑组织中, 水分子弥散所受限制越小, ADC值越高, FA值越低, 两者相结合可以准确地了解脑白质的形态改变。
DTI在中枢神经系统尤其对白质和灰质的区别以及白质纤维的走行有良好的成像效果, 可了解病变造成的白质纤维束受压移位、浸润与破坏[2], 为病变的诊断与鉴别诊断提供更多信息、为手术方法的制定、术后随访提供依据。有2种重建白质束的方法, 即线性延伸算法和全部能量最小化算法。目前常用全部能量最小化算法, 其可在能量损耗最小的情况下在预先决定的2个像素间发现1条通路, 如快速行进技术 (fast marching) 。利用这种算法有利于准确地将每个像素内的离散矢量信息变为连续的白质纤维束图[3]。
2 DTI的临床应用
2.1 脑肿瘤:
DTI在临床使用可克服常规MRI的局限性, MRI虽可确定肿瘤位置和范围, 但对于定性和分期有困难, DTI可用于肿瘤的定性、识别肿瘤的不同结构、鉴别浸润和脑水肿。有报道常规MRI显示正常, 但行DTI检查发现有77%恶性胶质瘤的累及范围超过T2WI, 30%发现了对侧半球的侵犯[4]。DTI还能清楚地显示出瘤周白质的异常位置, 计算出其偏移角度, 更能显示出远距离白质束占位效应所致的位置异常, 显示了其在肿瘤瘤体与周围组织关系应用中的巨大价值, 是其他成像手段无法完成的[5]。DTI常用于以下肿瘤:胶质瘤、脑膜瘤和转移瘤。起源于星形神经胶质的胶质瘤, 在白质中浸润性生长是其特点, 但不同级别的脑胶质瘤对脑白质有不同程度的浸润, DTI在不同级别的胶质瘤有不同的改变。Witwer等[6]将颅内肿瘤患者的白质纤维束的研究结果分为4种:移位、水肿、浸润、破坏。根据DTI显示白质纤维束受浸情况可分为以下几种类型:推移型:脑内肿瘤由于占位效应使白质受压推移, 病侧白质纤维位置和形态与对侧相应部位的正常白质纤维比较发生改变, 轻度受压时FA值变化不明显, 明显受压时由于纤维排列更加紧密FA值有所上升。浸润型:病侧白质纤维位置和形态异常, 与对侧相应部位的正常白质纤维比较, FA表现为轻度下降。破坏型:肿瘤所在部位白质纤维消失, 为肿瘤组织所占据, 在瘤周水肿与脑内肿瘤生长部位可见FA值明显下降。良恶性肿瘤实质部分都存在较快的增值、血管的异常增生以及正常组织的结构被破坏, 因而造成病变实性组织内轴突的排列方向和顺序下降, 造成肿瘤组织内各向异性FA值下降[7]。因为水分子的扩散受到组织生化特性以及细胞结构等的影响, 在瘤周水肿区由于胞外水分子增多而使其平均扩散率明显大于正常的脑组织;由于可能有增殖细胞、坏死及囊变的存在而使增强的肿瘤核心平均扩散率界于瘤周水肿区与增强的肿瘤边缘之间;同时由于增强的肿瘤边缘出现较多增殖的肿瘤细胞使细胞密度增大而出现较低的平均扩散率;因此DTI可以区分脑肿瘤核心、瘤周水肿区、增强的肿瘤核心、增强的肿瘤边缘及正常脑组织。DTI也可用于颅内肿瘤的定位、诊断及鉴别诊断, 可为肿瘤的术前计划、术后处理和评估提供重要的指导作用。
2.2 阿尔茨海默病 (AD) :
AD是引起老年性痴呆的主要原因, 影像学对于AD的诊断、病程预测和药物疗效评价起着越来越重要的作用, 当前常用影像学检查手段仍是常规CT和MRI, 功能性神经影像诊断AD得到肯定但其特异性尚有待证实, 不同种类的神经影像结合应用可能提高临床诊断率。AD的主要病理改变是皮层变性和萎缩, 但其病理变化有淀粉样血管病和血管内皮的异常, 超过60%的AD患者存在脑白质损害[8]。在颞叶脑白质、胼胝体压部和扣带束的前后部FA值降低, 表明白质中触突的数量减少和/或轴浆流的变化。不同类型痴呆均表现出室周和胼胝体膝部的白质纤维完整性改变, 这可能提示痴呆发病过程中胆碱能通路和两侧大脑半球皮质-皮质和皮质-皮质下通路受损的重要作用。MRI弥散成像对于AD的诊断虽无高度特异性, 但其是其他神经影像诊断AD的有益补充, 为临床诊断拓宽了思路。目前扩散张量纤维束示踪成像 (diffusion tensor tracking, DTT) 是DTI领域的拓宽, 可以量化分析人脑白质纤维束的完整性及白质的损害。
2.3 肌萎缩侧索硬化 (ALS) :
ALS特点为进行性肌无力伴延髓症状, 以往对ALS患者的DTI研究表明, ALS患者颅内皮质脊髓束 (CST) FA减低, ADC数值增加, ADT可显示ALS患者CST变性范围和严重程度[9]。张玉笛等[10]研究发现ALS患者脑部FA、RA (各向异性部分与各项同性部分的比值) 均有减低, 患者虽无明显感觉障碍, 但其感觉区和非皮质脊髓束走行区的纤维也有损伤, 从多角度证实ALS患者CST及非运动区均有损伤, ALS为不单纯损害运动系统, 而是损伤范围更广泛的系统性疾病。
2.4 多发性硬化 (multiple sclerosis, MS) :
DTI对MS的研究是近年来研究的热点之一。MS是一种选择性损伤神经纤维致脱髓鞘甚至轴突消失的自身免疫性疾病。病理改变包括星形细胞增生、水肿、血管周围炎性浸润、髓鞘破坏及异常变薄、轴突消失。Tortorella等[11]研究发现, 与相应正常显示的脑白质相比, MS患者斑块的ADC值明显升高, 而FA值显著降低, 与其病理变化相一致, 同时对于此病的MS斑块周围脑白质区的研究发现, 斑块周围的脑白质区ADC值升高, FA值降低, 说明DTI较常规T2加权像在评价MS脑白质病变方面更敏感, 在评价白质完整性方面显示了明显优势。另有研究发现各种类型的MS之间DTI改变不同。继发进展型MS的扩散系数明显高于原发进展型MS, 原发进展型MS病例T2加权像信号正常的DTI异常不如继发进展型MS明显。DTI还能确定MS病灶是否为活动性, 活动性病灶的平均扩散系数增加, FA值下降, 而非活动期的MS病变FA值增高, 活动性MS病灶造成水分子扩散的屏障破坏, 而非活动期的病灶是由于炎症减轻及髓鞘的再度形成[12]。急性期病灶呈均匀强化和环形强化, 均匀强化病灶ADC轻度升高, FA值轻度下降, 环形强化病灶的ADC明显升高、FA值明显下降, 非急性期ADC明显升高, FA明显下降[13]。由此可见, DTI可定量、无创性地评估脑内脱髓鞘斑块以及常规MRI表现为正常脑白质的损伤程度, 将有助于对MS进行临床分期、分型, 对病情的进展及转归进行预测及随访。
2.5 帕金森病 (PD) :
Yoshikawa等[14]于2004年首次将DTI技术应用于PD研究, 发现PD纹状体环路的FA值降低, 且在病程早期。后有学者发现黑质部的FA值可作为PD疾病进展和疗效观察的指标。汪晶等[15]的研究发现在帕金森病纤维环路穿越的部位如黑质致密部、黑质致密部与底丘脑核之间的部位FA值显著低于健康对照组, 而在其后面的环路苍白球、壳核、尾状核等部位的FA和ADC值与对照组差异无统计学意义, 从而提出DTI对苍白球-黑质-纹状体区的FA、ADC定量是评估早期帕金森病的敏感研究手段。Vaillancourt等[16]在一项研究中发现PD黑质尾侧的FA值较健康对照组降低, 且利用黑质尾侧的FA值区分PD和健康对照组的敏感性和特异性达到了100%。虽然利用DTI早期检测PD有一定的研究, 但DTI技术是否能在PD临床症状出现之前检测出黑质多巴胺能神经元的变性, 是否能预测PD的发病还有待进一步研究。
2.6 特发性震颤:
Shin等[17]首次对10例患者和8例对照者进行DTI检查, 发现相当于左侧红核区域的FA值较对照组明显减低。在排除了炎症性和缺血性病变后, 认为引起红核ADC升高的最大原因应当是神经元的退行性改变, 但对检测的兴趣区FA值进行比较差异无统计学意义。
2.7 脑卒中:
脑梗死后发生缺血, 而脑白质对缺血较灰质敏感, 脑缺血后病变区水分子扩散发生显著异常, 病变区的FA值和ADC值出现相应变化。不同时期脑梗死的ADC和FA值均会有不同的变化:在超急性期病变区ADC值降低, FA值轻度增高;在急性期病变区ADC值、FA值均比对侧相应部位降低;亚急性期FA较健侧有明显下降, ADC值变化不一致;慢性期病变侧较健侧FA值持续降低而ADC值高于健侧[18]。张晓钰和桑德春[19]研究发现梗死侧FA值随年龄的增加呈下降趋势, 在康复治疗6周后显著增加。DTI可清晰地显示缺血区和受损白质纤维之间的关系, 更能立体直观地观察皮质脊髓束的状况, 应用DTI对脑卒中患者进行评价, 已逐渐成为临床上一种重要的参考依据, 甚至可以发现短暂性脑缺血发作和微小脑卒中之间的差异[20], 同时对梗死患者临床神经功能康复治疗及判断预后提供更多重要的信息。在脑出血急性期, 常规MRI对受损的神经纤维束没有特异性, 而DTI可在活体上无创地显示脑白质纤维束的走行方向和立体形态。在脑出血急性期, 血肿周围脑组织血流量下降, 导致出血区的水分子扩散发生异常, 使得感兴趣部位测得的FA值明显下降, 但其白质髓鞘仍保持其完整性, 而随着水肿消除, 血肿体积减少、组织压力减少, 水肿吸收后, FA值增加, 神经传导功能越强, 神经功能恢复好于预期。对于出血量在30~50 ml的基底节区的高血压脑出血患者, 可以通过DTI准确评估患者神经受损情况、病情严重程度[21]。
2.8 癫痫:
学者对于颞叶癫痫海马结构的研究发现, DTI能发现常规MRI难以明确的颞叶癫痫白质改变, 同时对患侧及对侧比较, 致痫灶同侧的海马结构表现为ADC显著升高, 虽FA值降低, 但差异无统计学意义。ADC增高和FA降低在海马硬化区提示组织结构丧失和细胞外腔扩大[22]。DTI能显示癫痫患者脑组织微观结构的异常, 探索癫痫的发病原因, 甚至可用于致痫灶的定位并有助于在癫痫手术治疗中尽量避免皮质脊髓束的损伤。
2.9 颅脑损伤:
脑外伤后使颅脑产生旋转加速度或角加速度, 脑组织内部发生剪力作用, 导致脑组织神经轴索断裂、水肿和坏死, 急性期以组织血管源性水肿为主要改变是其脑外伤的发病机制。外伤后大部分表现为非出血性损伤, 行CT扫描不易检出, 行DTI成像技术目前已经成为弥漫性轴索损伤 (diffuse axonal injury, DAI) 的首选检查方法[23], DAI是头部受到外伤作用后发生, 其主要弥漫分布于脑白质, 是以轴索损伤为主要改变的一种原发性脑实质损伤。研究发现急性期DAI病灶的FA、ADC与正常组织间差异有统计学意义, DT对于DAI的诊断有更高的敏感性和特异性, MRI的FLAIR序列的高分辨率可以显示更多的病灶, 有助于对病灶的准确定位。
2.1 0 其他:
有学者用DTI研究精神分裂患者发现其白质纤维的FA降低, 虽然白质的体积未见异常, 但可说明白质纤维束的完整性受损。Okada等[24]用DTI对34例动静脉畸形患者的皮质脊髓束、视辐射进行研究, 发现临近病灶的纤维束较对侧减少, 有神经系统症状患者的纤维束较没有神经系统症状患者减少。脑白质疏松是临床常见的脑白质病变, 常伴痴呆和血管病, 也见于部分无临床症状的老年人, MRI表现为斑片状、斑点状长T1、T2信号, 用DTI观察ADC明显增高, FA减低, 脑白质疏松程度越重, FA越低, ADC越高, 说明DTI与脑白质疏松的严重程度相关, 用DTI可发现常规MRI检查不易发现的脑白质微结构改变。鉴别脓肿和肿瘤坏死、囊变DTI有一定的价值, 与肿瘤坏死相比, 脓肿中心ADC值明显降低[9]。人体中枢神经系统感染人类免疫缺陷病毒 (HIV) , 引起皮质下脑白质和胼胝体的损伤, 常规MRI仅表现为轻度脑萎缩或正常, 而DTI在白质细微病变方面较MRI敏感, 可发现FA值异常, 对早发现及估计病情严重程度及疗效检测有一定的价值。
3 存在的问题与展望
存在的弊端:DTI技术首先采用平面回波序列、对运动较敏感, 易产生运动伪影, 例如脊髓所在的蛛网膜下隙脑脊液流动、呼吸、吞咽动作都会使DTI图像产生伪影;平面回波序列受磁敏感效应影响很可能产生变形伪影;扫描时b值较高, 信噪比下降明显;方向数的选择影响扫描时间, 需进一步加快扫描速度以使其临床应用成为可能。其次由于扩散梯度的存在可能会引起涡流, 纤维束方向确定不可靠、磁场不均匀使不同方向的弥散加权成像图像之间不匹配, 甚至在一些区域造成扭曲变形, 影响DTI定量分析。如在脑组织之间的区域, 对走行较长和迂曲的传导束显示不清。同时磁场强度对空间分辨率的影响很重要, 在DTI白质纤维示踪技术的空间分辨率为1~2 mm, DTI图像可显示相互连接和交叉的纤维束, 但却不易分辨。同时发现操作者对神经解剖学的了解和对兴趣区范围的选取也可影响到图像质量。目前扫描序列尚不成熟, 尚没有神经纤维束示踪影像的“金标准”。DTI的精度不仅依赖于成像中脉冲序列的设置、成像方法的设计, 还依赖于图像后处理算法, 改进DTI的精度和数据可靠性应该从这两方面入手。
神经成像 篇4
电阻层析成像技术是近年来发展起来的一种高新截面检测技术,因其具有非侵入、无放射性、结构简单、成本低、响应速度快等优点而极具工业应用前景。其应用领域涉及之广,既可以利用它进行在线检测、观察流型、计算相含率等,也可以从它的测量信号中提取流型、相含率等信息,特别是在多相流实时测量技术的应用上被誉为最具工业发展前景的过程成像技术之一[1]。
图像重建算法是电阻层析成像检测系统应用中的关键环节。目前,在工业上广泛采用的图像重建算法主要有线性反投影算法(LBP)、Landweber迭代法、标准Tikhonov正则法等。线性反投影法的特点是算法简单,重建速度快,这种算法具有较好的正则化性质,是目前ERT图像重建中较常用的一种迭代算法,但其图像重建的质量相对较差[2]。Landweber迭代法以LBP算法作为基础,造成迭代误差积累,使得算法的收敛速度变慢。标准Tikhonov正则法替代LBP算法作为Landweber迭代法的起始步,提高了算法在图像重建上的收敛速度,但在图像重建质量上还有待于提高。本文采用一种基于代数运算的神经网络的ERT图像重建算法:在隐层使用类支集函数[3]作为隐层的激励函数,使得图像重建的求解过程稳定;针对ERT系统隐层神经元规模较大的问题,采用分区域求解的方法,把一个复杂的大规模神经网络分解为若干相对简单的小网络,每个分区作为一个单独的神经网络模块对相关数据进行处理。改进后的代数神经网络算法收敛速度快、代价函数为0、输出误差小至0-10,就所考察的重建对象而言,该算法具有较高的图像重建质量,从而为ERT图像重建提供了一种新的有效方法。
2. ERT系统结构及基本原理
电阻层析成像系统主要包括用于激励测量的电极阵列、数据采集与处理单元、图像重建与分析显示单元三部分[4]。典型的ERT系统构成如图1所示。
电阻层析成像技术的物理基础是基于不同媒质有不同的电阻率,通过判断处于敏感场(测量时建立的电磁场)中物质的电阻率分布来获取物场中媒质的分布状况。当场中电阻率分布发生变化时,电流场的分布也发生变化,导致场内电势分布发生变化,从而使得场域边界上的测量电压发生变化。利用边界上的测量电压,通过一定的成像算法,可以重建出场内的电阻率分布或者反映电阻率分布的灰度分布,进而实现可视化测量[5]。ERT系统的检测机理,如图2所示。
由此ERT系统求解的正问题是,已知场域的电阻率分布,求解边界测量电压。用矩阵表示为:
式中,V为n×1阶的被测电压矢量矩阵;S为n×m阶的观测算子矩阵(n为独立测量电极对数目;m为场域剖分的单元数目);R为m×1阶的电阻率分布矢量矩阵;E为n×1阶的噪声矢量矩阵。本文的观测算子矩阵S是利用灵敏度原理计算的灵敏度系数矩阵。
在ERT系统中由由边界测量电压反求电阻率分布为ERT逆问题。要想实现ERT图像重建,就要求解逆问题。这样就必须求出灵敏度系数矩阵S的逆。然而,灵敏度系数矩阵S的逆阵的求取时,由于S往往不是方阵,因此得到的是S的伪逆阵,而不能得到直接的逆阵;由于独立测量次数小于剖分的单元数,因此造成了问题的不定性;S阵往往是病态的,由于S阵的条件数很大,导致了测量误差以及计算误差变大;由于投影域在空间上的交叠,使测量值之间存在相关性,导致了独立投影单元数目减少[6]。
3. 代数神经网络模型
3.1 代数神经网络的构造及基本原理
本系统采用基于类支集函数的三层前馈神经网络对16电极ERT系统进行图像重建。代数神经网络结构如图3所示,代数算法按照一定条件选择隐层神经元个数、输入层与隐层之间的自由权和隐层神经元的阈值,然后求解待求权值,这种做法将使得算法变为一个线性方程组的求解问题。只要适当选择输入层与隐层神经元之间的自由权值,就可以得到严格对角占优的含待求权的线性方程组。严格对角占优的线性方程组可以对多种方法求解(直接法或迭代法),而且这样的方程组是良态的。在网络的训练过程中,先利用经验公式确定较少的隐节点训练网络,再根据所要处理的具体问题和所要求的计算精度,不断调整网络中隐层神经元的数目,以得到一合适的网络结构,最后选取网络误差最小时对应的隐节点数。
网络的输入层与输出层各神经元的关系采用恒等变换关系。这样三层前馈网络的输入输出关系如式(2)所示。
其中,C0、C1、C2分别是输入样本矩阵、隐层输入矩阵以及输出层输入矩阵;G0、G1、G2分别是输入层变换后的输出矩阵、隐层实际输出矩阵以及网络的实际输出;W0、W1分别是输入层和隐层间的权矩阵、隐层和输出层间的权矩阵。
假定训练样本互不相同,网络训练的目的是寻求适当的权值W0、W1,使得下面的映射成立:
式中G为目标矩阵。
3.2 类支集神经网络图像重建算法
3.2.1 隐层激励函数的确定
隐层神经元的激励函数以及自由权值的选择相当困难,不适当的选择会使得矩阵相当病态,为了减少矩阵的病态性以及使其具有良好的计算性能,可以将其构造成严格对角占优矩阵。
如果三层前馈神经网络隐层激励函数f是x=c的类支集函数,并假设输入样本中的任意两个都彼此不相等,则必存在自由权值W0,使隐层输出矩阵G1严格对角占优[7]。由此可知,当选择隐层神经元的函数为类支集函数时,可以将矩阵构造成严格对角占优的矩阵。满足以上定义的函数很多,都能够实现代价函数为零的精确映射而且对函数f放宽了可导的要求,再这一点上又体现了代数神经网络算法比BP (要求函数f可导)等传统算法具有更广泛的应用。
对于规模一定的问题(本文指神经网络隐层神经元个数),采用类支集神经网络算法比传统BP算法在计算精度以及计算效率方面都有显著的提高,表1为利用Matlab进行实验,迭代次数为1500次的对比结果。
实验证明采用类支集函数为隐层激励函数,可以实现隐层输出矩阵严格对角占优,增强了网络的抗干扰能力。当网络规模扩大时,通过与传统BP算法比较,其计算精度与运行效率都有显著提高。
3.2.2 代数神经网络算法的步骤
代数神经网络算法主要由网络训练和成像两部分组成。算法步骤如下:
1)确定NSSN网络的结构:输入、输出以及隐层节点个数(分别采用逐步减少隐层神经元的个数和逐步添加隐层神经元的个数两种方式);
2)按一定方式选择自由权值W0并对阈值进行初始化;
3)对所采集到的数据进行归一化处理;
4)将样本对C,G提供给网络;
5)计算隐层实际输出矩阵G1;
6)求解隐层和输出层之间的权值矩阵W1;
7)通过相关分析法对隐层神经元的输出进行相互间的相关分析,根据分析的结果调整隐层神经元的个数,直到得到结构最佳的网络结构;
8)利用训练好的网络和检测的到的数据进行图像重建。
16电极的ERT系统有104个独立测量电压值,采用有限元法将管道内部进行三角形划分,共划分为1 728个成像像素[8],因此,神经网络的输入层神经元个数为104,输出层神经元个数为1 728个。随着管道内介质的变化其相应的104个测量值发生变化,即神经网络的输入发生变化。采用神经网络建立测量电压值到图像像素灰度的非线性映射关系,由测量值直接反演出介质分布图像。经过网络的非线性映射后,网络输出为一个1 728×1的列向量,列向量中的元素值分别对应相应的成像像素值,就在管道截面上重建出相应的介质分布图像。设网络的目标函数为:
训练方法采用满足类支集函数的Gauss函数:
在网络训练之前,要将取得的104个测量电压值作归一化处理[9],归一化后的电压值在0-1之间,这样有利于神经网络区分那些差异很小的样本,使学习易于收敛。神经网络的学习方法采用有导师学习法,每次学习生成一个类支集网络的神经元,如此反复,不断增加神经元个数,直至达到误差指标或者达到最大的训练步数[10]。
3.3 代数神经网络算法的改进
在ERT系统进行仿真时观察到:当固态介质处于管道截面中心区域时,各电极的测量值呈较均匀的分布;当固态介质在管道边缘区域时,会出现局部测量数值较大,测量数值分布不均匀现象。为了克服代数神经网络算法在进行图像重建时将全部的输入输出数据进行训练,对中心和边缘区域不加区分导致的图像重建有误问题,本文对代数神经网络算法加以改进。
通过对多次实验数据观察可知,固态介质在管道中所处位置不同则测量数据数值分布有明显差异的特性,将管道截面适当划分为中心区域和环形边缘区域并分别成像后再合成,即将整个管道截面划分为两个网络分别进行计算,然后再合成出完整的重建图像。改进的代数神经网络结构将整个网络分为区域1和区域2两个部分,如图4所示,白色部分为区域1,灰色部分为区域2。区域1的输出与管道边缘区域的那部分数据对应,区域2的输出与管道中心的那部分数据对应。
实验结果证明改进后的网络算法不但大大的精简了网络的结构,加快了网络的训练速度,而且还提高了图像重建的质量。
4. 仿真试验结果分析
为了验证算法的有效性,采用Matlab进行了仿真实验。设连续相(液相)σ=10μScm-1,离散相(固相)σ=1μScm-1,激励电流J=1 mA。分别采用典型的层状流、核心流和多滴流作为研究对象,以104个测量电压作为输入数据,网络输出值作为1728个像素值逐一填充所有像素单元,从而获得场域内电导率分布图像,仿真结果如图5所示。
改进后的代数神经网络算法在成像质量上与原始代数神经网络算法比较所提高的百分比如表2所示。
5. 结论
通过仿真实验分析,该算法能够较好地克服电阻层析成像系统的软场特性、强非线性和非适定性,具有较高的成像精度和成像时间。基于代数运算的神经网络是一种解决非线性问题的有效途径,如果继续增加训练样本,其可靠性将大大增强。实验结果表明,改进后的代数神经网络算法在训练的速度,成像的质量等方面都有显著的提高,特别是在流型辨识上,相对代数神经网络算法在图像识别方面又迈进了一步。
摘要：本文以16电极的ERT系统为背景,从图像重建的稳定性和速度两方面对两相流场的图像重建算法优化进行实验室研究。针对电阻层析成像系统存在的软场特性、强非线性和不适定性,重建的图像质量差、计算时间长等问题。采用了一种将基于类支集函数的代数神经网络算法,将图像重建转变为一个严格对角占优的线性方程组的求解问题,以达到图像快速、准确的重建目的,该算法的求解过程稳定并具有良好的计算性能。同时针对大规模神经网络算法训练速度较慢的问题提出了分区域求解的改进方法。通过实验仿真分析,改进后的算法具有简化神经网络结构,比大规模神经网络运算速度快,误差小等优点,为电阻层析成像系统图像重建提供了新的有效方法。
关键词：电阻层析成像,图像重建,代数神经网络算法,分区域求解
参考文献
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神经成像 篇5
传统观念还认为NMO不累及脑部, 故长期以来将发病时视神经外脑内发现病灶的病例排除在NMO诊断之外。然而, NMO为何跨过脑特异性地累及视神经和脊髓?看似正常的脑内是否存在病变等问题一直悬而未决, 并吸引了广泛的关注。磁共振成像 (magnetic resonance imaging, MRI) 在NMO视神经炎和脊髓炎的检出中具有无可比拟的优势, 因此在疾病诊断、标准制定和病情监测中占据重要位置。近年来, 对NMO患者脑部MR表现的相关研究对更好地理解和认识该综合征提供了新的思路和观点。
1.NMO的特征疾病——视神经炎和脊髓炎
NMO可以表现为急性横贯性脊髓炎和视神经炎同时发生, 也可表现为间隔一段时间先后发生。NMO累及视神经早期表现为视神经肿胀、髓鞘脱失、炎细胞浸润, 疾病晚期视神经 萎缩。成像技术原因、结构细小以及周围结构的复杂性等使视神经的MRI发展滞后于中枢神经系统其他部位。MR显示节段性脱髓鞘病灶以短T1反转恢复序列 (short T1 inversion recovery, STIR) 和快速脂肪抑制自旋回波序列 (fast spin echo, FSE) 较为敏感。钆对比剂增强扫描在显示视神经急性炎症方面有肯定的价值[2,3], 通常表现为视神经的节段性强化 (图1) 。功能磁共振成像如磁化传递成像 (magnetization transfer imaging, MTI) 、弥散张量成像 (diffusion tensor imaging, DTI) 等在体现视神经髓鞘和轴突的完整性方面提供了量化信息, 在视神经炎的影像与病理对照研究中得以应用[4,5,6,7,8]。总体上, 视神经的MRI研究相对较少, 目前还缺乏规范化的扫描策略。
脊髓的MR成像目的主要是检测病变、评估病灶范围及分布特点。脊髓MRI给临床医生提供了更加可靠的诊断证据, 并在一定程度上可与MS鉴别。NMO的脊髓病变主要见于颈、胸段, 颈髓病变可扩展至延髓。急性期脊髓可肿胀, 钆增强扫描通常显示为超过3个椎体节段的强化病灶 (图2) , 严重
脊髓病变通常表现为横贯性>50%脊髓断面, 灰白质均受累, 而且以灰质受累更明显[11] (图3) 。病变晚期脊髓可出现萎缩。相反, MS病人脊髓病变通常不超过2个椎体节段, 不横贯整个脊髓, 且通常不伴脊髓肿胀或萎缩, 增强扫描强化病灶大多仅位于脊髓周边。但也有研究显示, MS和NMO的脊髓受累程度可能存在重叠[12]。
近年来, 磁共振成像新技术如DTI、磁共振波谱成像 (magnetic resonance spectrum, MRS) 等逐渐被应用于NMO脊髓病灶的研究中, 主要集中于与MS的鉴别。Benedetti等[13]研究了NMO、MS及健康人颈髓的平均弥散率 (mean diffusivity, MD) 值, 发现NMO患者的颈髓灰质及白质均存在损伤, 其MD值与MS及健康对照组差异有统计学意义, 并与尸检结果一致, 可较为准确地鉴别NMO与MS。Kendi等[14]利用MRS对MS患者脊髓病灶进行分析, 发现脱髓鞘斑块内胆碱/肌酸 (Cho/Cr) 升高及氮乙酰天冬氨酸 (NAA) 降低, 提示炎性脱髓鞘所致的可逆性神经元或轴索损害;而对常规MRI检查未发现病灶的脊髓节段进行分析发现NAA 及NAA/Cr均降低, 说明MS患者看似正常的脊髓节段仍然存在损伤。有关NMO的脊髓MRS检查尚未见报道。从病理上分析NMO与MS均存在急性脱髓鞘改变, 但NMO的脊髓损伤程度比MS严重, 且急性期后NMO极少有髓鞘再生, 这与MS急性期后有明显的髓鞘再生, 最终形成胶质斑明显不同。这些说明NMO的MRS表现可能会具备独特表现。
2.NMO诊断标准的更新
1999年Wingerchuk[12]对71例视神经炎 (单侧或双侧) 、急性脊髓炎、除视神经脊髓外无临床异常证据的病人进行研究发现:大多数病例表现为复发过程;表现为单相病程的病人通常病情较重;超过1/3的病人脑脊液细胞数>50×106/L (50/mm3) ;约90%病例脊髓病灶达到或超过3个椎体节段。根据这些结果作者提出了诊断标准 (表1) , 包括3条必需条件和6条支持条件 (3条主要条件和3条次要条件) 。确定诊断需要所有的必需条件和1条主要或2条次要支持条件。
2006年Wingerchuck[9]等结合免疫测定, 将诊断标准进行了修改 (表2) , 去掉了次要支持条件, 保留必需条件和主要支持条件的前2条, 将第3条脑脊液细胞数变化改为血清NMO-IgG抗体阳性。确定诊断需必需标准和至少2条支持标准。在对96名病人包括NMO-IgG检测的分析中他们发现1999年的诊断标准敏感性为85%, 特异性仅为48%。长脊髓病灶是最强有力的诊断依据, 敏感性98%, 特异性83%。结合脑内病灶不符合Paty的MS诊断标准, 敏感性上升为94%, 特异性升为96%。
3.NMO脑部异常的一般性表现
长期以来将发病时视神经外脑内发现病灶的病例排除在NMO诊断之外。然而, 最近Wingerchuk[9]诊断标准的更新对这一问题提出了新的看法。目前, NMO的神经影像已从以往病变仅限于脊髓和视神经的概念扩展至大多数病人脑内可出现无症状病灶。在一项对60例符合NMO诊断标准病例的回顾分析[15]中, 30名病人最初脑部MRI正常, 随后的复查中, 一半的病人脑内陆续发现病灶。大多数病灶较小, 位于皮质下白质多见, 无特异性, 不符合MS诊断标准。Pittock等[16]在随后的研究中, 描述了89名NMO患者中8名 (9%) 脑部MRI的表现, 发现病灶主要位于下丘脑和第三、第四脑室周围区域 (图4) , 与NMO-IgG的靶点水通道蛋白-4 (AQP-4) [17]的高表达区相一致。NMO视神经和脊髓外神经系统体征见于15%病人, 表现为脑干功能障碍和下丘脑异常。大多数伴脑干和下丘脑症状的病人脑MRI异常, NMO-IgG抗体阳性。
4.功能磁共振成像在NMO脑部异常中的研究
同MS相比, 目前应用于NMO脑部MR成像的新技术研究相对较少。MTI、DTI、MRS、脑功能成像 (functional MRI, fMRI) 等主要集中于对隐匿性病变的发现和发病机制研究中。
4.1 DWI和DTI DWI可反映水分子扩散速度的信息, 用表观扩散系数 (apparent diffusion coefficient, ADC) 度量。DTI可提供关于组织大小、方向和形状的信息。评价指标包括提供扩散速度信息的平均扩散率 (MR) 和提供扩散方向信息的部分各向异性分数 (FA) 。Rocca等[18]运用DTI研究NMO患者脑白质和脑灰质情况, 发现脑灰质平均弥散率 (MD) 增高, 而脑白质MD无统计学差异, 提示脑灰质存在隐匿性损伤。国内Yu等[19,20]采用DTI方法发现NMO病人正常表现脑组织中灰白质均显示扩散异常, 并且异常主要存在于和脊髓白质纤维束或视神经相连接的白质区域, 提出了继发于视神经和脊髓内病灶的轴突变性可能是NMO患者脑组织损伤主要原因的观点, 同时说明DTI在显示常规MRI所不能发现的隐匿性损伤方面具有独特优势。
4.2 MTI MTI是指在距水的中心频率1.5kHz附近施加一个饱和脉冲, 选择性饱和与组织中大分子结合的水质子信号, 这种饱和效应被传递到自由水质子, 从而降低MR的信号强度。磁化传递率 (MTR) 代表观察到的信号降低的百分比。在CNS中, 自由水质子对应于组织中的水质子, 而结合水质子对应于髓鞘和其他细胞膜大分子中的质子, 信号丢失的程度取决于给定组织中大分子的密度。因此MTR的降低反应了髓鞘的丢失或轴索密度减少。Filippi等[21]采用MTI和DTI研究了10例NMO患者脑白质和脑灰质的异常改变, 发现正常表现脑灰质 (normal appearing gray matter, NAGM) MTR降低, MD升高, 提示这些患者脑灰质存在微观组织结构的病理损伤, 但未发现脑白质的异常改变。
4.3 MRS MRS是利用原子核与不同的化学键结合构成不同分子在磁场中有不同的自旋频率, 用化学位移成像方法把不同的频率化合物在频率轴上区别开来, 并对这些特定的化合物做系列分析的方法。其对代谢变化的灵敏性很高, 因此MRS的改变远远早于病理形态的改变。目前对于颅内神经脱髓鞘改变的MRS分析已经比较成熟。
在20世纪90年代, MRS就被应用于MS的研究中。MS斑块的量化MRS研究取得了一致性的结果。病灶急性期, 脱髓鞘斑块内Cho/Cr升高, 而NAA降低, 提示炎性脱髓鞘所致的可逆性神经元或轴索损害。亚急性期至慢性期出现NAA的减少, NAA/Cr下降, 提示神经元出现不可逆性损害。在慢性期还可在0.9ppm及1.6ppm处见到脂峰 (Lip) 出现, 反应了髓鞘磷脂的分解。肌醇 (MI) 也可因胶质增生而升高, 乳酸峰的出现则与炎症存在有关。此外, 在MS隐匿性病变的发现方面也有较多研究。Sarchielli等[22]发现, 在MS早期正常表现脑白质 (NAWM) 就可出现NAA和NAA/Cr减低, 并与残疾扩展状态得分 (expanded disability status scale, EDSS) 相关, 提示存在神经元和胶质细胞变性并进一步导致轴突丢失。
Bichuetti等[23]对16名NMO患者表现正常的脑白质进行了MRS研究, 发现同正常对照组相比较, NAA/Cr值并无显著性差异, 在脑内无病灶和有不典型病灶者之间也无差异。从而说明NMO与MS的病理基础不同, NMO并不首先侵犯脑白质。这一结果与Filippi[21]对NMO脑白质的MTI研究结果类似。MS的病理过程包括两个阶段, 最初为炎症阶段, 跟着出现变性过程和持续性轴突损害。现有的少量研究[19,21]表明, 在NMO第二阶段罕见, 即病灶之外的脑白质不存在类似MS的隐匿变性过程。
4.4 fMRI 功能磁共振成像 (fMRI) 是以血氧水平依赖 (blood oxygenation level dependent, BOLD) 效应为基础的。其原理是基于血红蛋白在氧合和脱氧时的磁敏感性不同, 从而使MR信号发生改变。可以定量测量因神经元活动增加引起的局部脑血流量增加。fMRI通常是在完成感觉、运动、认知等任务的同时进行MR成像, 以观察脑区的激活情况, 确定与疾病相关的脑区激活变化。对NMO病人的fMRI研究较少, 主要集中于探索感觉运动区域的功能重组和修复情况。单次急性视神经炎发作后恢复的患者与正常人比较, 视觉网状结构广泛激活, 说明皮质功能重组在疾病恢复中起重要作用。Rocca等[24]对10名右利手NMO病人进行了屈指运动任务的fMRI研究, 发现同对照组相比, NMO病人除感觉运动皮质激活增加外, 颞叶和枕叶也出现异常激活区域。提示NMO病人存在感觉运动皮质功能重组。
5.展望
NMO是一种严重的免疫介导的中枢神经系统特发性炎性脱髓鞘和坏死性疾病。MRI应是早期诊断NMO最有价值的工具。鉴于大多数病人发病初期的阴性表现, NMO的脑部改变曾一度被忽略。虽然新近影像和病理研究揭示了脑部隐匿性病变的存在, 但仍有很多问题需要解决。NMO脑损伤的模式、发生机制、与临床表现和病理的关系, 特别是与MS的异同等均值得探讨。
除了本文提到的MRI的新技术手段外, 其他研究方法如检测病灶和脑内铁含量的磁敏感加权成像 (susceptibility weighted imaging, SWI) 、量化分析脑结构的形态学分析 (voxel-based morphometry, VBM) 以及无任务的静息态网络功能磁共振成像 (resting-state fMRI, rfMRI) 等为将来进一步研究NMO, 探索其与MS的差异提供了新的思路和手段。总之, 综合应用各种MRI成像技术全面地评价NMO的病理变化, 对于更好地理解其发病机制, 早期诊断和治疗方法的选择以及病情监测将有较大意义。
神经成像 篇6
1资料与方法
1.1研究对象随机选择2014年1—5月在空军总医院行腰椎常规序列扫描和IDEAL序列腰骶神经根成像的25例健康志愿者共50组双侧神经根,其中男19例,女6例;年龄23~57岁,平均(37.7±10.5)岁;同时选择15例腰腿痛患者共30组双侧神经根作为对照组,其中男10例,女5例;年龄25~53岁,平均(37.3±9.7)岁。所有受检者均签署知情同意书。
1.2仪器与方法采用GE Discovery MR750 3.0T MRI仪,8通道全脊柱相控阵靶线圈。扫描方法包括常规扫描序列矢状位T1WI、矢状位T2WI、横轴位T2WI和IDEAL序列腰骶神经冠状位薄层扫描,扫描参数:TR 6453 ms,TE 120 ms,视野32 cm×32 cm,回波链长度16,激励次数3,层厚1.2 mm,层间距0,矩阵320×224,带宽83.33 Hz。
1.3图像后处理将采集到的原始图像数据传至ADW 4.5后处理工作站,分别行最大密度投影(MIP)、多平面重组(MPR)以及曲面重组(CPR),可以得到任意层厚、角度及方向的腰骶神经图像,并观察其解剖形态及走形特点,使神经根及神经节得以最佳显示。
1.4图像分析结合原始图像及后处理图像观察IDEAL序列对L1~S1水平双侧腰骶神经根的形态及显示情况进行测量和评价,测量均在3D-MIP及MPR重建图像上进行,保证测量值的准确性,包括:1双侧腰神经根的显示率,并对神经根各节段的显示清晰度进行等级评分:I级,腰骶节后神经形态走形完全清晰可见且边缘锐利;Ⅱ级,腰骶节后神经形态走形欠清晰,显示长度较短,部分边缘不清,但是结构尚可辨认;Ⅲ级,腰骶节后神经未见显示,结构难以辨认。2节前神经的长度,即神经根自硬膜囊出发点至神经节近端的距离。3神经节长径和横径。4神经根鞘的长度,即神经根自硬膜囊出发点至椎间管内口的距离。由3名副主任以上医师分别阅片,对所获取的图像进行分析并取得一致意见。
1.5统计学方法采用SPSS 19.0软件,L1~S1各水平腰骶神经节横径比较采用单因素方差分析,节前神经、神经节长径及神经根鞘长度比较采用Tamhane's T2检验,L1~S1各水平计量资料均计算95% CI,P<0.05表示差异有统计学意义。
2结果
2.1 L1~S1各水平正常腰骶神经根显示情况腰骶神经全程形态结构特点:由于双侧腰骶神经对称,左、右侧腰骶神经根节前段与神经节长径、橫径差异均无统计学意义(P>0.05),故合并统计。通过3D-MIP不同层厚的调节(1.2~20.0 mm),IDEAL序列冠状位成像可以清晰地显示腰骶神经结构特点:1L1~S1各水平腰骶神经根节前段、神经节以及L3~S1各水平腰骶神经节后段的显示率达100%,并且走行、形态结构显示清晰,边缘光滑,均达到I级评分(图1~3),其中11例共22组不仅可以清晰地显示腰骶神经节后段的分支,对显示腰骶神经根的完整性有一定的优势(图4A);2 L1~L2水平腰骶神经根节后段显示清晰并边缘光滑达I级者分别为12% 和42%,达II级者分别为16%和32%,达III级结构辨认不清者分别为72% 和26%(图1、2);3通过CPR可以清晰地显示出L3~S1水平腰骶神经根在椎管内及侧隐窝段的细微结构:图像中腰骶神经呈条形略低信号,边缘光滑,走形于腰神经通道内(图4B)。由图像中可以观察到腰骶神经形态、结构及各节段的长度、大小有一定的范围大小及规律(表1):1各水平节前神经的长度、神经根鞘长度从L1~S1呈递增趋势;腰骶神经后根神经节呈类卵圆形,其长径及横径从L1~S1逐渐增大。经单因素方差分析,各水平神经节横径差异有统计学意义(F=72.52,P<0.001);经Tamhane's T2检验,各水平节前神经、神经节长径及神经根鞘长度差异有统计学意义(P<0.05)。
2.2腰腿痛患者腰骶神经根成像特点在IDEAL序列成像中神经根受压后主要有以下表现:1形态走形的改变:椎管内段神经根在冠状位原始图像中可以表现为因受压推挤而成扭曲状,多见于中央型椎间盘突出;侧隐窝段神经根在3D-MIP图像中主要表现为神经根鞘与对侧不对称的抬高或弯曲以及走形角度的变化,多见于侧块型椎间盘突出。2神经根细微结构的变化:通过CPR可以清晰地显示神经根局部肿胀,边缘模糊,局部显示不清,与邻近组织分界不清,多见于椎间盘突出或黄韧带增厚、侧隐窝狭窄、骨质增生等与神经根粘连(图4C)。3周围结构的改变:神经根邻近脑脊液间隙变窄、消失或异常聚集。本实验中从L1~S1双侧共14组神经根侧隐窝段或节前段局部脑脊液聚集,共22组神经根侧隐窝段局部脑脊液间隙狭窄或消失,局部神经根显示不清,呈神经根局部水肿或小囊肿表现。4神经根鞘囊肿对神经根的影响:本实验结果中L1~S1水平共3组神经根可以观察到明显的神经根鞘囊肿,局部神经根显示不清(图5)。
图1 男,54岁。IDEAL序列腰骶神经成像3D-MIP重建通过不同层厚和位置的调节能清晰地显示L2水平的神经节(箭头)及节后神经(箭)
图3 男,45岁。IDEAL序列腰骶神经冠状位成像3D-MIP反相位(A)及正相位(B)成像结合可以清晰地观察腰骶神经的走形及形态特点
3讨论
3.1 IDEAL序列腰骶 神经根成 像特点本 研究将IDEAL序列应用于腰骶神经冠状位成像,可以清晰地观察到L1~S1各水平腰骶神经根的走形、形态结构及信号特点:1通过CPR图像结合原始图像可以清晰地显示腰骶神经在腰神经通道内的走形:腰骶神经根主要位于神经根鞘内,由于其内含有丰富的脑脊液呈明显高信号,因此图像中可以清晰地看到腰骶神经呈条形等信号,并且边缘光滑,走形于腰神经通道内;2 L1~S1各水平腰骶神经根不同节段的长度及大小有一定的范围和规律性,可以真实地反映腰骶神经根的解剖形态特点;3腰骶神经根细微结构的显示及全程形态结构的成像特点对判断由侧隐窝狭窄、腰椎间盘突出等因素引起的腰骶神经粘连、受压或手术治疗的评估等具有一定的价值。沈君等[4]和李红等[5]的研究认为腰骶神经根鞘的长度、神经节的长径与橫径从L1~S1水平逐渐增大,与本研究结果一致,并且本研究结果与沈君等[4]的研究结果比较,测得L1~S1各水平神经节大小的95% CI均包含在其平均范围内;与李红等[5]的研究结果比较,本研究结果中L1~2水平神经根鞘的长度95% CI部分包含在其平均范围内,L3~4水平神经根鞘的长度95% CI与文献报道数据呈交集;L5~S1神经根鞘的长度95% CI明显大于文献报道的平均范围,这些结果的差异可能与样本量的选择和扫描方法不同有关。
图4 男,26岁,常规序列扫描见L4~5轻度右后突出、L5~S1水平椎间盘突出。L3~4水平通过3D-MIP重建不同层厚的调节,可以看到腰神经自硬膜囊发出后的全程和腰神经远段的分支(箭,A);CPR可见双侧L4神经根走形于腰神经通道内,边缘光滑锐利,边界清,邻近脑脊液间隙清晰(B);L5神经根通过CPR不同角度的调节,可见右侧L5神经侧隐窝段局部边缘模糊,与邻近组织分界不清(C)
图5 女,53岁,常规序列扫描见L2~S1椎间盘变性,L3~4、L4~5及L5~S1椎间盘膨出,右侧L2水平椎间孔处见神经根鞘囊肿。IDEAL序列腰骶神经冠状位成像通过CPR正相位(A)、反相位(B)图像可见双侧L2神经及左侧L3神经侧隐窝段显示欠清,与邻近组织分界不清,右侧L2神经节水平小囊肿,右侧L3神经与双侧L4神经边界清晰,边缘光滑;双侧S1神经根通过调节CPR正相位(C)、反相位(D)图像可见右侧节前神经侧隐窝段局部脑脊液聚集,下端神经节内神经较对侧略肿胀模糊,左侧神经根侧隐窝段局部与邻近组织粘连
3.2 IDEAL序列成像原理及特点MR神经成像技术的基本方法有重T2脂肪抑制术和扩散加权技术。GEDiscovery MR750 3.0T设备中的IDEAL序列实际上属于重T2加权成像,它采用的脂肪抑制方法是一种全新的Dixon法水脂分离技术[6,7],在90°激发射频脉冲后,施加相同的180°相位回聚脉冲,分别在-2π/3、π/2+nπ(n为任意整数)、2π/3时间点采集3次回波信号,再将非对称性采集的信号经过迭代最小二乘估算法,计算水和脂肪的相位值,确定水和脂肪进动频率的相位差别,就可以将任意比例的水和脂肪进行精确的水脂分离,分别形成含水的图像和含脂肪的图像。这种非对称性的采集方法充分克服了传统三点式Dixon水脂分离技术中水脂分离不彻底以及信噪比降低的缺点[8,9]。既往学者围绕IDEAL序列神经根成像技术已经做了一些研究,但主要是在臂丛神经成像中的应用[10,11],应用相同原理的重T2加权神经成像技术,臂丛神经可以表现为神经根边缘模糊、结构不清甚至离断等征象[12],与本研究中部分腰腿痛症状患者IDEAL序列腰骶神经根受压成像的影像特点一致。应用于腰骶部能清晰地显示腰骶丛的解剖形态特点[13],与本研究中正常人腰骶神经根形态结构的成像原理相似。
3.3 IDEAL序列应用于腰骶神经根成像的优势脊神经自硬膜囊发出后至椎间管外口经过一段骨性纤维管道,该管道分为2个部分,即神经根管和椎间管[14,15]。由于腰骶神经解剖的特殊性以及行程中毗邻结构的复杂性,其受压的主要部位位于腰神经通道。正常情况下,腰神经通道足以容纳相应的神经根及神经节,当有骨质增生、黄韧带增厚、椎管狭窄或腰椎间盘突出等腰椎退行性改变时,能导致腰神经通道的结构发生改变,均可不同程度地使腰神经受到直接或间接的压迫,从而导致神经走形、形态改变甚至局部炎性刺激,从而引起神经根边缘模糊、神经节肿胀等变化。
腰椎间盘突出症的影像诊断关键在于神经根受压的显示,MR脊髓造影利用重T2加权成像和脂肪抑制技术可以通过蛛网膜下腔的形态间接反映神经根的受压情况[16]。IDEAL序列图像的质量和信噪比较高,组织对比度及边缘锐利度较好,而且脂肪的抑制程度也明显提高[17]。本研究中,应用IDEAL序列薄层扫描技术对正常志愿者进行腰骶神经冠状位成像并结合后处理技术不仅可以直观清晰地显示腰骶神经根全程的形态结构及走形特点,还可以清晰地观察神经根椎管内段和侧隐窝段的细微结构。将IDEAL序列应用于腰腿痛患者的腰骶神经根成像不仅可以直接观察到神经根受压的征象,还可以根据受压特点评估受压的程度。通过对神经根各节段相关参数的测量和毗邻结构的观察,为后一阶段该序列应用于腰腿痛及腰椎间盘突出患者的腰骶神经根成像在受压后形态结构及其与邻近组织关系的变化提供相对的参考标准,通过探讨神经根在IDEAL序列成像中边缘模糊、边界不清、局部脑脊液聚集等异常表现与临床病理的相关性和符合率,确定该神经根成像方法应用于临床诊断的可行性,同时也能为后期研究脊柱旁病变对腰骶神经根的受压影响以及术前评估、减小对神经的损伤等提供重要的信息。
3.4本研究的局限性在扫描技术上,IDEAL序列对场强的均匀度要求高;扫描时间相对较长,尤其对于肥胖者,容易产生较高的射频能量吸收率;对于严重疼痛不能耐受者,容易产生运动伪影,影响图像质量。因此在扫描前必须向患者交代必要的准备和要求。
神经成像 篇7
1 资料与方法
1.1 病历摘要:例1, 女性, 22 岁, 头晕头痛2 月余, 近1 周感觉恶心、呕吐, 有视物不清, 在当地医院行CT平扫发现侧脑室肿块, 随即来我院检查, 查体:患者无定位体征, 视盘轻度水肿。为进一步诊断, 进行了磁共振成像 (MRI) 扫描。
例2, 女性, 34 岁, 反复头晕、恶心6 个月伴偶发抽搐, 近日转为持续性头痛、恶心伴频繁呕吐, 随来院就诊, 查体无明显阳性体征, 实验室检查亦无明显异常, 为明确诊断行MRI扫描。
1.2 检查方法:采用Siemens Magnetom verio 1.5T、3.0T磁共振扫描仪, 标准头部线圈, 主要技术参数如下:1横轴位:T1WI (TR 300~500 ms, TE 15~25 ms) ;T2WI (TR 2 000~3 000ms, TE 90~110 ms) ;FLAIR (TR 8 000~9 000 ms, TE 90~110ms) ;层厚5 mm;2矢状位:T2WI (TR 2 500~3 500 ms, TE 90~110 ms) ;层厚4 mm;3对其中1 例患者加做增强扫描, 对比剂为钆喷酸葡胺 (Gd-DTPA) , 剂量0.1 mmol/kg, 注射对比剂后, 行横轴位、矢状位T1WI扫描, 扫描参数与平扫相同。
2 结果
2.1 MRI表现:例1 见侧脑室内一个大小约6.1 cm×6.2 cm×5.7 cm的不均匀信号肿块, 病变向下延伸至第三脑室, 肿块内见多发小囊状长T1长T2信号 (囊变区) , 并见一小斑点状长T1短T2信号 (钙化) , 其内及边缘处可见迂曲流空血管影, 此例未做增强扫描 (图1) 。例2 示右侧脑室体部一大小约5.0 cm×4.1 cm×5.5 cm肿块, 向下贴近三脑室, 肿块内部见少许小囊变区及钙化, 增强后呈中度不均匀强化, 以广基附于透明隔 (图2) 。上述两个病例MRI均考虑脑室肿瘤占位性病变, 拟诊CNC或室管膜瘤。
2.2 病理表现:病例1 手术所见:肿瘤呈暗红色, 贴附于透明隔, 向两侧脑室生长, 边界清楚。病理:镜下见肿瘤细胞大小一致, 紧密排列, 核圆形, 核周有环形空晕, 形成类似蜂巢样结构 (图3) ;免疫组织化学Oligo-2、S-100、突触素 (Syn) 、神经元特异烯醇化酶 (NSE) 均为阳性;上皮膜抗原 (EMA) 、细胞角蛋白 (CK) 、胶质纤维酸性蛋白 (GFAP) 、Lc A、Vimentin、NF、Cg A均为阴性, Ki-67 阳性率约5%。病例2 镜下见肿瘤细胞较小、核圆, 胞质透明, 瘤细胞群之间见毛细血管及灶状钙化;免疫组织化学GFAP、Syn、Olig-2、NSE均为阳性 (图4) ;EMA、CD34、CD31、S-100、Cg A均为阴性, Ki-67 阳性率<1%。病理诊断CNC。
图 1 肿瘤以稍长、长 T1，稍长、长 T2信号改变为主，向双侧脑室内生长，内见多发小囊变区及长 T1短 T2信号（钙化）；T2WI 可见流空血管影（a：T1WI 横断；b：T1WI 矢状；c：T2WI 横断） 图 2 肿瘤大部位于右侧脑室体部，以稍长 T1稍长 T2信号为主，内见一小囊变区，增强扫描呈轻-中度强化（a：T1WI 横断；b：T1WI 矢状；c：增强扫描） 图 3 病理切片可见肿瘤细胞大小一致，紧密排列，核圆形，核周有环形空晕，形成类似蜂巢样结构 HE 染色 ×200 图 4 病理切片可见突触素阳性 免疫组织化学染色 ×200
3讨论
3.1 CNC组织病理学:1大体病理:常为高度局限的、分叶状、灰红色团块, 质韧或软, 常位于室间孔附近, 黏附在透明隔上, 坏死和囊变较常见, 大多数肿瘤血供丰富［3］。2光镜:CNC较难以与少突胶质细胞瘤相区别, 而细胞核周围的晕圈或纤维带、沿血管排列形成血管周围假玫瑰花结、纤维基质性无细胞区有助于CNC的诊断［4］。3免疫组织化学:NSE和Syn阳性, 证实了肿瘤来自神经元。GFAP阳性, 可能代表神经胶质细胞瘤样变或者增生活跃, 提示CNC源自脑室周围具有双向分化潜能的祖细胞［4］。本组中2 例NSE和Syn检测均为阳性, 对中枢神经瘤的诊断有决定性意义;1 例GFAP检测呈阳性反应, 1 例阴性, 可能提示肿瘤不同的分化潜能。
3.2临床特点:CNC的发病率较低, 约70%发生于20~40岁的中青年人, 男女比例接近, 为1.02∶1.00[3]。多以颅压增高为首发症状, 如头晕、头痛、恶心、呕吐等。本组2例均有较明显颅压增高表现, 均无定位体征及感觉、运动异常或反射异常。
3.3 MRI诊断及鉴别诊断:MRI多方位成像有利于更好地显示CNC的部位及范围, 但对钙化的敏感性逊于CT。CNC多数较大, 呈分叶肿块状或不规则形, MRI信号不具特征性, 多数肿瘤以实性成分为主, 常伴有多发小囊变, 囊变区范围不大, 以0.5~1.0 cm为常见, 囊液信号依据所含成分的不同而有不同的信号改变, 当囊变区较多而密集时, 常呈现“蜂窝”状或“网格”状改变, 此为CNC的特征性改变[5]。部分学者认为, 位于侧脑室的CNC与脑室壁或透明隔之间的条索状或幕状粘连, 是其特征性影像学改变, 但本组2例均无此征象。也有文献认为CNC血供丰富, 并将肿瘤周边的血管流空信号影归纳为肿瘤的特征性MRI表现之一[6,7]。本组中有1例可见血管流空影。
CNC发病率极低, MRI影像表现缺乏特征性, 发生于侧脑室内的CNC需与以下肿瘤相鉴别:1脑膜瘤:好发于侧脑室三角区而非Monro孔区域, 是成人侧脑室三角最常见的肿瘤, 强化明显而相对均匀。2脉络丛乳头状瘤:常见于10 岁以下儿童, 多位于侧脑室三角区, 病灶强化明显, 因刺激脉络膜丛过度分泌脑脊液而伴有明显的交通性脑积水, 而CNC所致的梗阻性脑积水较为局限。3室管膜下巨细胞瘤:好发于儿童且常与结节性硬化伴发。肿瘤好发于室间孔区, 多为实性, 边界较光整, 囊变少见。4少突胶质细胞瘤:好发于大脑半球白质, 单纯脑室内罕见, 且少突胶质细胞瘤钙化区域更为广泛、明显, 光镜下, 少枝胶质细胞瘤与CNC鉴别较难, 需依赖免疫组织化学。
总之, 中青年人Monro孔区域较大富血供占位性病变, 如果伴多发小囊变、钙化、周边流空信号影, 应高度怀疑CNC可能。MRI对CNC的术前诊断有极大应用价值, 能对手术方案和预后提供有力帮助。
参考文献
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神经成像 篇8
注:与对照组比较, *P<0.05
1 资料与方法
1.1 临床资料:
选取2013年3月至2016年7月收治的80例臂丛神经损伤患者临床资料设为观察组, 并取80例同期体检志愿者为对照组, 对照组所有志愿者检查前均无臂丛神经损伤疾病, 检验前均取得医院医学伦理委员同意和诊断者执行同意书。对照组男女比例42∶38, 年龄18~42岁, 平均 (30.13±4.25) 岁;文化程度:初中及以下14例, 高中及中专32例, 大专及以上34例;观察组男女比例45∶35, 年龄17~43岁, 平均 (30.51±4.28) 岁;文化程度:初中及以下9例, 高中及中专34例, 大专及以上37例。两组基线资料未显示高度差异 (P>0.05) 。
1.2 方法:
采用3.0T MRI扫描仪, 取NV 16通道线圈, 检查者取仰卧, 头先置于扫描仪, 垫高头部、上背部, 保持颈部矢状面与床面长轴处中线一致;固定患者双肩并向后伸, 保持颈胸和颈椎交界部位平直后定位颈6椎体, 告知患者于扫描时匀速保持腹式呼吸, 减少吞咽;检测时, 医护人员取饱和带放于患者椎前位置避免吞咽造成的不良扫描结果, 选择厚度为10~60 mm, 且于成像距离5~10 mm, 随后采用快速回旋波序列增强成像质量;采用T1WI、STIR/long TE序列由颈4椎体前缘行冠状方位扫描至胸2椎管后缘以及两侧腋下, 采用T2WI行轴位扫描;此外, 对节前神经损伤者, 在常规基础上行冠状扫描和DWIBS横轴扫描。
1.3 观察指标:
观察所有检查者臂丛神经MRI诊断结果, 并比较两组不同序列神经节、神经根、锁骨上神经、锁骨下神经多种神经组织结构的显示情况。
1.4 统计学方法:
数据均以SPSS 20.0的统计软件分析, 正态计量资料以 (±s) 表示, 两组正态计量数据的组间比较采用t检验;计数用例数 (n) 表示, 计数资料组间率 (%) 的比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计意义。
2 结果
2.1 观察组神经损伤特点成像:
M R I显示:神经根撕裂4 9例 (61.25%) , 表现为髓外血肿、出血或移位, 成假性脊膜或神经囊肿;神经根断裂或缺失18例 (22.51%) , T1WI、T2WI显示神经根减少、变形、消失、脂肪浸润、肌肉信号增高、斜角肌或脊竖肌缩小;神经干损伤41例 (51.25%) , T2WI显示神经连续或增粗, 信号强于健侧。
2.2 两组不同序列检测结果比较:
观察组臂丛神经各神经部位显示率均较对照组低, 其中, STIR/long序列神经节和神经根显示率明显低于DWIBS显示率 (P<0.05) , 见表1。
3 讨论
临床研究发现, 臂丛神经在机体空间内具有不共线和不共面走向的特点, 因此, 传统影像学诊断如CT、超声、X线对其神经显示能力均有一定局限;此外, 仅靠临床物理检查、分析症状和电生理测定则不能准确判断其病变性质、部位和范围, 从而严重阻碍临床治疗的顺利进行[2,3]。对此, 临床推行MRI检测成像技术, 其所具有的各序列扫描具有各自的特点, 可全面性、准确性地反应出臂丛神经损伤程度、病变范围以及病变规律。本研究现就针对MRI在臂丛神经诊断中取得的结果做有效分析, 以期为临床治疗方案的实施提供循证依据。
本研究中, MRI诊断结果显示, 观察组神经根撕裂人数占比为61.25%, 神经根断裂或缺失人数占比22.51%;神经干损伤人数占比51.25%;此外, 两组比较中观察组臂丛神经各部位显示率明显低于对照组, 其中, STIR/long序列显示中神经节、神经根显示率33.75%、38.75%分别低于DWIBS的57.52%、63.75%;由此证实MRI臂丛神经诊断可有效显示出患者神经损伤程度, 具影像学检查应用价值, 此结果与宋宏伟文献中研究结果相似[4]。MRI技术中各检测序列均有其特殊的应用特点, 可明确显示患者椎管内外部结构、臂丛神经的走向以及神经损伤的性质、程度和部位, 还可确定是否为神经节、节内、远端、神经根或神经干撕裂、出血以及血肿情况, 其诊断中:T1WI、T2WI扫描是MRI诊断的基础序列, 通过神经周围脂高信号衬托可清楚显示出患者臂丛神经处各部位神经组织轮廓、血管和肌肉结构解剖图像, 当节前神经或节后神经出现部分损伤或出血时可通过信号的高低情况敏感显示;STIR/long TE可显示神经干部位神经增粗或连续异常信号;DWIBS通过显示骨下神经消失信号定位损伤神经[5,6]。MRI诊断技术具有任意层面扫描成像、软组织分辨率高、清晰成像、安全无创以及高诊断率的特点, 其在影像检查表现中可分为正常型、瘢痕神经纤维化、神经水肿变性型、以及神经根撕裂和拖伤型多种表现, 临床可根据其鉴定的损伤类型选择及确定治疗方案, 为临床治疗带来准确、有效的借鉴依据, 因此, MRI检查在影像学临床诊断中具有极高的技术应用价值[7]。受例数限制和外界因素影响, 该研究尚未对患者诊断中可能出现的误诊或漏诊情况作详细分析, 有待进一步研究与探讨。
综上所述, MRI诊断技术可准确、有效地检测出患者臂丛神经损伤情况, 为临床治疗方案的确定提供循证依据。
摘要：目的 分析磁共振成像技术 (MRI) 在臂丛神经损伤诊断中的应用价值。方法 选取2013年3月至2016年7月收治的80例臂丛神经损伤患者设为观察组, 选取同期臂丛神经检查志愿者80例设为对照组, 两组均采用MRI扫描, 并根据患者臂丛神经可能出现的多种损伤情况给予多层面、曲面和多角度的结构解剖式扫描, 扫描结束后观察比较两组扫描检测结果, 以及各部位神经结构显示情况。结果 神经根撕裂率61.25%、神经根断裂或缺失率22.51%、神经干损伤比率51.25%;观察组臂丛神经各部位显示率均较对照组低, 且STIR/long神经节、神经根显示率较DWIBS低 (P<0.05) 。结论 MRI技术可有效提高臂丛神经损伤患者检测准确率, 具临床应用价值。
关键词：MRI,臂丛神经损伤,诊断
参考文献
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