收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多模态MRI影像在矿难创伤后应激障碍研究中的应用

刘洋  
【摘要】:创伤后应激障碍(Post-traumatic Stress Disorder, PTSD)指由突发性、威胁性或灾难性事件引起人体延迟出现并长期持续存在的精神障碍。常常表现为再度体验创伤,易激惹和回避行为,并常伴有睡眠障碍、注意力难以集中、警觉性过高、过度惊吓反应等症状。大部分人在创伤后数天至六个月内发病,经过一段时间调整后都可以恢复正常。据报道,在美国,约有3.6%的人曾患有PTSD,而其中7.8%的患者终身患病。引发创伤的事件包括战争、暴力犯罪、性侵害、交通事故、失业、离婚、自然灾害等,PTSD患者多为直接或间接接触创伤事件的幸存者、目击者和救援者。有研究表明,不同类型的创伤可能影响PTSD严重程度和症状表现。目前,PTSD已成为流行病学、心理学、社会医学等多个学科的研究热点。尤其是,近年来,矿难、地震、海啸、恐怖袭击频发,这些突发的灾难性事件所引起的PTSD越来越受到人们的关注。 目前,各国科学家已通过遗传、神经、生化、内分泌、心理及社会等多方面的研究,对PTSD病理、病因学机制进行了探讨,但具体机制仍不甚明晰。同时,由于对介导PTSD症状的大脑环路缺乏清晰的认识,目前仍未有针对PTSD的有效治疗方法。 近年来,影像医学的发展为脑部疾病的研究提供了新的手段。特别是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)已逐渐从结构成像扩展到功能成像,从单模态成像发展到多模态成像。从多方面来分析患者的结构变化、血流灌注、功能代谢和功能连接等信息,将MRI的多种模态相结合,并应用到脑部疾病的诊断和评价,是目前的研究热点和难点。现已有研究通过影像手段,初步发现了PTSD患者在脑部结构和功能方面不同程度的病理性损害。 对于精神类疾病,在疾病引发实质性病变之前,往往会先出现功能代谢、血流灌注和功能区形状(如脑皮层厚度)的改变。因此,对脑皮层厚度和脑血流的分析往往可以检测出疾病发生早期对人体结构和功能的影响。各向异性分数(fractional anisotropy,FA)和表面弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)可以有效反映微结构及分子水平的病理、生理学改变,能够检测早期的病变引起的脑损伤。但目前,尚未见基于MRI影像,对矿难创伤后PTSD所引起脑皮层厚度、血流及DTI指标变化的研究。 本研究针对上述问题,利用矿难幸存者的MRI结构、灌注和弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI)数据,进行脑皮层厚度、脑血流及DTI指标分析,检测矿难创伤后早期PTSD(MRI扫描时间为事故发生后6个月)对脑部结构和功能的影响;并进一步研究这些结构和功能的变化与PTSD症状的严重程度的相关关系及相关程度。 本研究被试者为2007年河南省三门峡市东风井,因河床水通过采空区涌入井下,而被困1400米深地下72小时的幸存者。参加本研究的20名幸存者中10人满足DSM-IV中描述的PTSD指标,为PTSD组;另外10人不满足,为非PTSD组。PTSD病情的严重程度通过创伤后应激障碍量表(Clinician-administered PTSD Scale, CAPS)进行评价。 本研究主要包含以下研究内容: 1、脑皮层厚度的准确测量及分析 在已有研究的基础上,本文构建了基于拉普拉斯方程的脑皮层三维厚度检测流程和方法,提高了计算速度和测量的准确性。首先考虑到DARTEL标准化算法对脑部细微结构进行配准具有更高的准确性,检测细微结构的异常变化具有更高的敏感性,本研究中利用VBM-DARTEL工具包对MRI的T1序列图像进行预处理,得到分割后的脑灰质、白质和脑脊液数据。并在预处理结果的基础上,采用改进的基于拉普拉斯偏微分方程的三维厚度测量方法测量脑皮层厚度,该方法通过在脑皮层内部构建势能场,并利用垂直等势面场线的长度来定义皮层厚度,使内、外表面具有唯一可逆对应点,避免了最短欧氏距离引起的测量误差,是目前脑皮层厚度测量最准确、有效的测量方法之一。但由于大脑脑沟区域的复杂形态变化和数据采集过程中各种因素的影响,容易造成分割误差。因此,在测量脑皮层三维厚度之后,采用脑沟厚度校正方法对可能存在误分割的脑沟区域进行校正,并根据校正后的灰质图像,重新测量脑皮层厚度,从而得到更准确的三维厚度值,并构建三维脑皮层厚度图像。 在构建脑皮层结构和三维厚度图像的基础上,利用SPM对两组间的体积及皮层厚度进行统计学分析。由于在人口学特征分析中,两组除年龄外,其他特征都不存在统计学差异,因此,本研究以年龄作为协变量,通过两样本t检验进行分析,未发现两组的体积存在统计学差异的区域。但对脑皮层厚度的统计分析表明,较非PTSD组,PTSD组在左脑顶叶、右脑额下回和右脑海马旁回区域脑皮层厚度明显变薄。 为了探索PTSD严重程度与脑皮层厚度间的相关关系,本研究采用穿过厚度变薄区域的场线上的所有体素,作为感兴趣区域(Regional of Interest,ROI)。通过ROI分析发现,PTSD组的10名被试者的右脑额下回的平均厚度与PTSD症状的严重程度(CAPS值)明显负相关。 2、脑血流(Cerebral Blood Flow, CBF)的准确测量及分析 通过灌注成像扫描序列的筛选,本研究使用无创、标记效率高的脉冲式动脉自旋标记(Pulsed Artery Spin Labeling, PASL)扫描序列来分析矿难后早期PTSD患者的CBF变化。为此,本研究在已有研究的基础上,构建了PASL序列CBF准确测量方法。 首先,由于PASL序列图像成像速度快,图像分辨率较低,本研究利用SPM分别对PASL序列图像和T1序列结构图像进行预处理,并将结构像信息应用到功能像当中,提高标准化的准确性和功能图像的分辨率。经过预处理后,图像分辨率有所提高,但仍受到部分容积效应(Partial Volume Effect,PVE)的严重影响。为此,本研究首次利用PASL序列的时间信息,构建了PASL时间序列,并使用MAP-EM算法分析时间序列中每个体素点中的混合组织参数,并结合CBF的测量方法,在对图像进行部分容积校正的基础上,获得更准确的CBF分布图。 获得CBF分布图后,通过分析,未发现两组的平均CBF统计学差异。但考虑到年龄对CBF的影响,本研究以年龄作为协变量,采用SPM进行两样本t检验,发现PTSD组,较非PTSD组,在右脑额叶区域CBF明显增高。但通过ROI分析,未发现PTSD组在该区域的平均CBF值与PTSD症状严重程度(CAPS值)存在相关关系。 3、DTI数据分析 本研究使用DTI Studio和SPM联合分析了矿难幸存者的DTI序列数据,发现PTSD组,较非PTSD组,在右脑侧脑室、右脑梭状回、右脑颞上回和右脑颞中回区域FA值明显降低,在右脑颞上回和右脑胼胝体区域ADC值明显增高。但通过ROI分析,未发现PTSD组在这些区域的平均FA值或ADC值与PTSD症状严重程度(CAPS值)存在相关关系。这可能是由于PTSD早期引起的结构及功能变化不明显,FA和ADC指标尚无显著变化所导致的。 4、小结 本研究首先构建了基于拉普拉斯方程的脑皮层厚度检测流程和方法,提高了计算速度和测量的准确性;考虑到灌注成像的分辨率低及PVE对CBF测量的影响,将基于MAP-EM算法的部分容积校正理论与CBF测量方法相结合,得到更准确的CBF分布图,上述方法为研究神经系统或脑部疾病引起的脑皮层厚度和血流变化提供了有效的手段。 基于提出的方法,本研究对经历矿难的20名幸存者构成的PTSD组和对照组的脑皮层厚度和CBF分布进行了统计分析,发现了多个厚度或CBF存在差异的的区域。同时,使用DTI Studio和SPM联合分析了DTI序列数据,发现了多个FA和ADC值异常的脑区。以上结果一方面可为进一步理解PTSD病理、病因学机制奠定基础,另一方面,提出的区域或指标,有望进一步成为早期PTSD临床诊断和评价的依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 高明能,梁碧玲,黄穗乔,叶瑞心,钟镜联;脊髓拴系综合征的MRI诊断评价[J];影像诊断与介入放射学;1997年02期
2 史学芳,张庆俊,张更申,田剑光,王增智;椎管内结核瘤的诊断与治疗[J];中国临床神经外科杂志;1998年02期
3 赵薛旭,刘文,李作汉,狄晴,曹辉,陈月琴;血管性帕金森综合征的临床、血液流变学与MRI[J];中风与神经疾病杂志;1999年03期
4 陆建平,王莉,王飞,刘崎,田建明,王一,龚建国,金爱国,曾浩;肝脓肿的MRI分型和诊断[J];中国医学计算机成像杂志;2000年03期
5 张宏权,姜晓梅,杨晓娟;基底动脉尖综合征2例报告[J];齐齐哈尔医学院学报;2001年05期
6 宋洪臣,安晓芳,赵国库,刘世文;颈椎间盘突出症牵引下MRI影象学的形态结构分析[J];中国骨伤;2001年02期
7 吴国祥!430060武汉,余绍祖!430060武汉,李承晏!430060武汉,李涛!430060武汉,牛琦!430060武汉,喻文莉!430060武汉,李茂进!430060武汉;大鼠脑胶质瘤模型的MRI表现[J];卒中与神经疾病;2001年01期
8 王岚,蒋雨平;19例亚急性联合变性临床分析[J];临床神经病学杂志;2002年06期
9 吕海波,肖壬川,陈敏亚;MRI液体衰减反转恢复序列在脑梗死中的应用[J];四川医学;2002年03期
10 陈敏,龙生发;椎动脉狭窄76例TCD频谱分析[J];四川医学;2002年07期
11 李瑞峰;吕建通;焦建民;宋文棉;;低场MRI诊断脑胶质细胞增生症11例[J];中国民康医学;2010年20期
12 张承德;系统性红斑狼疮脑侵犯的MRI表现[J];医学影像学杂志;1995年01期
13 吴丽影,李茂胜;MRI对小儿椎管内血管畸形的诊断价值(附3例报告)[J];医学影像学杂志;1995年01期
14 毛善英,陈伏庆;成人Arnold-Chiari畸形的临床分析[J];浙江实用医学;1997年04期
15 牛汝朴,杜崇禧,苏晋生,吴慧芳;多发硬化症的MRI诊断及其误诊原因分析(附126例报告)[J];实用医学影像杂志;1997年02期
16 袁明远,洪庆坚,肖湘生,贾宁阳,王晨光,贾连顺;颈椎过伸性损伤的MRI诊断(附12例报告)[J];临床放射学杂志;1998年02期
17 江勇坚;129例脑出血MRI诊断与分析[J];华夏医学;1998年03期
18 赵志刚,张春玲,张春娥,文世林,索爱琴,史大鹏,马书平,齐田孝彦;多发性硬化脑部MRI增强病灶特征的研究[J];河南诊断与治疗杂志;1998年01期
19 郭宗泽,江澄川;脑胶质瘤的血流改变与其病理生理特点的关系[J];中国临床神经科学;1998年03期
20 赵合庆,傅渝;多发性硬化在MRI所见的脊髓空洞表现(附病例报告)[J];中国神经免疫学和神经病学杂志;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖梦强;刘金丰;郭治平;李玉英;谭丽容;;跟腱损伤的MRI表现[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
2 翟昭华;任勇军;徐文杰;陈浩林;;急性Co中毒中枢神经系统MRI表现[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
3 郑建民;赵海涛;印弘;;基于SPM对功能性脑疾病的MRI图像统计分析[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
4 陈玉琴;钱海馨;石慧敏;;MRI在垫治疗颞下颌关节盘移位效果评价中的作用[A];第八届全国颞下颌关节病学及(牙合)学大会论文汇编[C];2011年
5 蔡庆;沈玉英;;乳腺癌动态增强MRI与X线摄像的对比分析[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
6 王淑丽;张晓林;张晓光;;动态MRI及斜矢状MRI在颈椎病检查中的应用价值[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年
7 Orest Boyko;;MRI Gadolinium contrast use:Efficacy and Safety[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年
8 李信友;吕发金;曾勇明;张志伟;胡志华;石军;金瑞;;全脊柱MRI成像相关影响因素分析[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
9 王绍武;王玉丽;;软组织血管瘤与神经鞘肿瘤的MRI鉴别诊断[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年
10 郭治平;刘金丰;肖梦强;;关节软骨MRI进展[A];第十一次全国中西医结合影像学术研讨会暨全国中西医结合影像学研究进展学习班资料汇编[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洋;多模态MRI影像在矿难创伤后应激障碍研究中的应用[D];第四军医大学;2012年
2 张征;英语课堂多模态读写能力实证研究[D];山东大学;2011年
3 潘文宇;一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 张忠和;大脑皮质生前发育的高场强MRI研究[D];山东大学;2011年
5 王荣品;3T MRI在复杂型先天性心脏病双向Glenn分流术后的临床应用研究[D];南方医科大学;2010年
6 樊令仲;基于MRI及薄层断面解剖数据的人类小脑结构分析[D];山东大学;2010年
7 宁瑞鹏;用于引导HIFU治疗的永磁开放式MRI系统研究[D];华东师范大学;2011年
8 孙翀鹏;MR弥散张量纤维束示踪及锰增强MRI评价兔坐骨神经挤压伤的实验研究[D];南方医科大学;2011年
9 李洁;多模态脑电信号分析及脑机接口应用[D];上海交通大学;2009年
10 陈志祺;原发性开角型青光眼中枢形态学及功能学改变的MRI研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 封晓瑞;多模态反射荧光实时共聚焦成像系统的研制[D];上海交通大学;2010年
2 王璐瑶;隐喻视角下的广告多模态[D];南京大学;2011年
3 张向静;图像中的意义与媒体的意识形态:西藏3.14事件新闻图像的多模态语篇分析[D];天津商业大学;2011年
4 崔燕;平面公益广告互动意义的多模态话语分析[D];山东大学;2010年
5 翟宁;静脉血氧依赖MRI成像在体脑铁含量评价研究[D];中南大学;2010年
6 丁永梅;RGD-USPIO纳米粒构建及其在肿瘤MRI诊断中应用[D];苏州大学;2010年
7 李毅;MRI辅助定位下舌鳞癌的分子边界研究[D];中南大学;2010年
8 温悦;超声、钼靶及MRI对乳腺疾病诊断的对比性研究[D];河北医科大学;2010年
9 逄鑫;乳腺癌淋巴管生成及Podoplanin表达MRI评价的实验研究[D];第三军医大学;2010年
10 耿鹤群;胎儿基底核区发育的高场强MRI研究[D];山东大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王炜 编译;MRI可有效确认卒中时间[N];医药经济报;2010年
2 浙江大学教授 胡晓云 本报记者 孙鲁威;坚持多模态产业模式[N];农民日报;2011年
3 记者 刘垠;在分子水平上认识疾病[N];大众科技报;2009年
4 记者 白毅;新MRI技术诊断踝关节软骨病变有优势[N];中国医药报;2010年
5 本报记者 姜业庆;MRI布局中国人力资源市场[N];中国经济时报;2002年
6 本报记者 胡文华;万东与北大合力自主研发MRI设备[N];中国医药报;2010年
7 编译 传说;MRI可帮助诊断重症子宫内膜异位症[N];医药经济报;2009年
8 若水 译;新MRI技术降低乳腺癌高危妇女的组织活检率[N];中国医药报;2009年
9 健康时报记者 刘桥斌;MRI才是金标准[N];健康时报;2009年
10 记者 杨颖;市放射学会MRI·CT专业委员会成立[N];保定日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978