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正常老年人和阿尔茨海默病人脑白质改变的磁共振扩散张量成像研究

倪红艳  
【摘要】: 本课题应用磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)对正常老年人(old normal,ON)和阿尔茨海默(Alzheimer’s disease, AD)病人脑白质变化进行了研究。主要研究内容和研究结果包括:(一)探讨并优化DTI的图像采集技术,其中主要研究了不同数目扩散梯度(NDGD)以及不同扩散敏感因子b值对脑白质定量测量的影响。结果显示,在感兴趣区(ROI)水平,所有序列的扩散系数D和各向异性分数FA没有统计学区别,然而,扩散张量本征值却不同。在体素水平,多数部位21-与31-NDGD序列的相关系数较高。随着b值增高,SNR降低;在一定的b值范围,ADC及其值标准差有不同的变化。(二)探讨并建立了数据采集后离机进行的图像预处理、DTI参数计算、脑白质分析比较方法。包括采用磁场图像方法矫正磁敏感伪影、采用配准方法矫正涡流伪影和运动伪影。应用实验室自行开发的软件计算DTI定量测量参数,并生成相应图像。自行开发软件建立了ROI测量分析脑白质的方法。(三)选择38例健康者作为研究对象,在不同的ROI定量比较ON(18例)和正常中青年人(young normal,YN,20例)脑白质结构的五个DTI参数,研究了ON脑白质变化的规律。又通过对DTI测量结果与年龄的简单相关性研究,探讨脑白质变化的年龄效应。另外,将脑组织体积指标作为控制因素研究DTI参数与年龄的偏相关性效应。结果发现,与YN相比,ON的D、λ_1、λ_2和λ_3在所有ROI都有提高,然而,FA仅在胼胝体膝部(CCA)和胼胝体中部(CCM)显示有统计学意义的降低。相关性研究表明,D、λ_1、λ_2和λ_3在大部分脑白质区与年龄正相关,FA在CCA和CCM与年龄负相关。在考虑了脑萎缩影响之后,脑白质的变化仍有很强的年龄效应。(四)14例早期AD病人和18例ON作为研究对象,在不同ROI测量并比较AD病人和ON脑白质结构的五个DTI参数,研究了早期AD病人脑白质改变的情况。又通过对DTI测量结果与8个标准神经心理检测评分的相关性研究,探讨AD脑白质微观结构改变与认知功能损伤之间的关系。结果发现与ON组相比,AD病人显示在胼胝体压部(CCP)和后顶-颞叶皮层下白质(S2)FA降低、CCP的D提高、CCM的λ_1提高、CCP的λ_3提高。另外,在8个神经心理行为测试中,AD病人的评分均低于ON组。相关性研究结果显示AD病人CCP、S2、脑后部扣带和上纵束的FA与多个神经心理测试评分正相关,而在较分散的多个部位D、λ_1、λ_2和λ_3与多个神经心理测试评分负相关。在AD早期阶段,其神经病理变化不仅影响在功能上,还影响在白质结构上。


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