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基于MRI的健康成人与帕金森病人的纹状体体积测量研究

徐敬峰  
【摘要】: 背景与目的 纹状体包括尾状核和壳核,是基底神经节的主要组成部分,是大脑深部最重要的灰质核团,参与运动的计划,执行,和控制。研究发现许多的运动系统疾病和神经退行性疾病均存在纹状体功能和/或结构的改变,如帕金森病、亨庭顿病等。目前对于这些疾病仍然缺乏早期、有效、客观的诊断手段。而MRI不仅可以对纹状体进行功能成像,了解其生理和病理状态下的功能情况,还可以清晰地显示纹状体精细的解剖结构,并在计算机辅助下实现对纹状体的形态模拟和体积测量。使得人们能够非侵袭性地研究活体人脑纹状体的形态学特征和变化,以获得对其在正常和病理状态下结构的改变有一个全面的认识。目前尚无符合国人脑结构特点的详细纹状体结构数据可供研究参考,我们希望通过MRI体积测量技术获得国人正常纹状体体积数据,观察纹状体随年龄变化的趋势,分析纹状体体积大小在性别之间的差异,探讨左右侧纹状体体积的对称性。并通过与早期帕金森病人的纹状体结构进行量化比较,分析两者之间的差异,研究纹状体MRI体积测量技术对早期帕金森病的诊断价值。 研究方法 1.研究对象: 1.1健康成人50例:种族:汉族;年龄范围:18岁~70岁,并按18~30岁、31~40岁、41~50岁、51~60岁、61~70岁进行分组,共分为5组,每组各10人。性别:每组内男女性各为5例。纳入标准:经常规体检(包括体格检查、实验室化验检查、胸部X线和腹部超声检查)未见异常者;经神经内科医生检查,研究对象无任何神经系统疾病的症状和体征;研究对象无吸毒、酗酒史。无长期服用能影响神经系统药物史,近1年内未服用任何能影响神经系统的药物。无家族遗传疾病史。无心脑血管和中枢神经系统疾病史。右利手者。 1.2早期帕金森病(parkinson's disease,PD)患者10例:男女性各5例,平均年龄为64.5岁。纳入标准:患者病程1~3年,Hoehn-Yahr分级Ⅰ~Ⅱ级(Hoehn andVahr disability Scale),可配合MRI扫描的PD患者。并采纳10例年龄匹配健康志愿者作为对照。 2.研究方法: 扫描序列:本研究采用GE Signa 1.5T MR机扫描成像。采用仰卧位8通线圈固定头颅,扫描野包括整个脑组织。磁共振数据采集的序列有FSE序列(常规横断T2WI)、横断位T2 Flair和矢状位三维快速扰相梯度回波(three—dimensionalfast spoiled gradient—recalled,3D—FSPGR)序列T1加权像。 图像处理:将扫描获得的Dicom图像传入GE工作站。通过MRIcro软件对3D FSPGR原始图像进行1mm层厚重建。在横轴位上用鼠标逐层勾划出左、右两侧尾状核和壳核的轮廓即ROI(region of interest),然后在矢状位、冠状位上进一步精确描绘核团的边界,并测量其各层面面积。各层面数值和即是感兴趣区结构的体积。再使用MRIcro软件去除头皮、颅骨、脑脊液及血管后,激活体积测量功能计算出全脑体积。一般为了消除颅腔大小个体差异对纹状体结构测量的影响,所有体积均进行标准化处理。标准化体积(cm~3)=测量结构体积×(颅腔平均总体积/个体颅腔总体积)。 结果 1.正常人纹状体体积:本组50例健康成人标准化后两侧尾状核体积之和为8.66±0.90cm~3,两侧壳核的体积之和为8.88±1.02cm~3。 2.体积与年龄的相关性:随年龄增长尾状核及壳核体积逐年减少,每年分别减少0.52%(R=-0.635,P<0.001)和0.61%(R=-0.569,P<0.001),并且男女减少速度存在一定的差异(P<0.01,图2,3)。 3.左右侧之间的差异:左侧尾状核体积大于右侧(t=2.78,P<0.01)。左侧壳核体积也大于右侧(t=4.03,P<0.001)。 4.性别之间的差异:男性与女性尾状核及壳核平均体积无明显差异(P>0.05)。但是随年龄增长尾状核及壳核体积改变男女性之间存在一定的差异,男性尾状核每年减少约0.58%,壳核每年减少约0.48%。女性尾状核每年减少约为0.47%,壳核更明显,约为0.74%。 5.PD患者与正常人之间的差异:本组PD患者的尾状核和壳核体积与正常人无明显差异(P>0.05)。PD患者尾状核和壳核左右侧之间的差异无统计学意义(P>0.05)。 结论 健康成人纹状体体积具有随年龄增长而逐渐减小的趋势,其中女性壳核减小速率比男性快。纹状体左右侧存在着差异,即左侧尾状核和壳核体积大于右侧,呈现左侧优势的特点。纹状体体积在性别上无明显差异。早期PD患者的尾状核和壳核体积与正常人无明显差异,然而早期PD患者尾状核和壳核体积左右之间侧的不对称性消失。


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