基于擴散加權的磁共振成像技術在腰脊神經的應用研究.pdf

1、腰脊神經走行迂曲復雜，受周圍肌肉、骨骼和脂肪等影響，缺乏良好的組織對比，成像困難。腰脊神經相關疾病如椎間盤突出、蛛網膜囊腫和結核等發(fā)病率較高，會產生相應的神經根癥狀，臨床醫(yī)生希望作出準確的定位、定性診斷，就需要更直觀的圖像和具有評判意義的定量影像數(shù)據支持。
　　本文主要從以下幾方面進行了論述:
　　第一部分 基于擴散加權的磁共振腰脊神經成像技術的參數(shù)優(yōu)化
　　目的：
　　1.探討不同擴散敏感因子（b-value，

2、b值）和層厚對DWIBS圖像質量的影響，以期獲得理想的腰脊神經DWIBS成像參數(shù)。
　　2.探討不同擴散敏感梯度方向數(shù)(number of diffusion gradient directions，NDGD)對DTI圖像質量的影響，以期獲得理想的腰脊神經DTI成像參數(shù)。
　　方法：
　　對10名成人志愿者，使用Philips Achieva3.0T TX雙源磁共振掃描儀，成像序列包括常規(guī)序列（矢狀面T1WI、T2WI

3、、橫斷面T2WI）和研究序列（橫斷面DWIBS、DTI）。DWIBS序列選用兩個不同的參數(shù)，每個參數(shù)取3個值，進行排列組合后掃描，即不同b值（600s/mm2,800s/mm2,1000s/mm2）和不同層厚（2mm,3mm,4mm）搭配，一共產生9個序列的圖像，對圖像進行主觀評價和客觀評價。DTI序列采用由DWIBS序列優(yōu)化出的b值和層厚，再分別選取6、15、32個方向的擴散敏感梯度方向數(shù)進行成像，共產生3個序列的圖像，對圖像進行主觀

4、評價和客觀評價。對不同b值及不同層厚下的SNR、CNR，采用方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗。主觀圖像質量評價，采用非參數(shù)檢驗多樣本比較的Friedman M檢驗，兩兩比較采用q（SNK）檢驗。檢驗水準以p<0.05為有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　1.不同層厚相同b值條件下SI神經之間無明顯差異（P>0.05）。相同層厚不同b值條件下SI神經之間有統(tǒng)計學差異（P<0.05），隨著b值的增加SI神經有增加的趨勢；層厚2mm時

5、，兩兩比較b=600s/mm2的SI神經與1000s/mm2之間差異有統(tǒng)計學意義（P=0.016)；層厚3mm時，兩兩比較b=600s/mm2的SI神經與800s/mm2、1000s/mm2之間差異均有統(tǒng)計學意義（P=0.004、0.000)；層厚4mm時，兩兩比較b=600s/mm2的SI神經與800s/mm2、1000s/mm2之間差異均有統(tǒng)計學意義（P=0.018、0.023)。
　　在b=600、1000s/mm2時，相同

6、b值不同層厚條件下SNR之間無明顯差異（P>0.05），但隨著層厚的增加SNR有增加的趨勢；相同層厚不同b值條件下SNR之間無統(tǒng)計學差異（P>0.05），但隨著b值的增加SNR有降低的趨勢；在b=800s/mm2時，兩兩比較層厚2mm的SNR與層厚4mm之間差異有統(tǒng)計學意義（P=0.014)，層厚2mm的SNR與層厚3mm差異無統(tǒng)計學意義（P=0.201），層厚3mm與層厚4mm的SNR差異無統(tǒng)計學意義（P=0.199）。
　　相

7、同b值不同層厚條件下CNR之間無明顯差異（P>0.05），但隨著層厚的增加CNR有增加的趨勢；相同層厚不同b值條件下CNR之間無統(tǒng)計學差異（P>0.05），但隨著b值的增加CNR有降低的趨勢。
　　2.DWIBS序列圖像主觀評分之間有統(tǒng)計學差異（P<0.05）；兩兩比較當b=600s/mm2時，層厚2mm主觀評分與3mm、4mm之間差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05)；兩兩比較當b=800s/mm2和b=1000s/mm2時，層厚2

8、mm、3mm、4mm之間主觀評分差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05)。層厚2mm、4mm時不同b值條件下主觀評分之間有統(tǒng)計學差異（P<0.05）；兩兩比較當層厚2mm，b=600s/mm2主觀評分與b=800s/mm2及b=1000s/mm2之間差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05)，b=800s/mm2主觀評分與b=1000s/mm2之間差異無統(tǒng)計學意義（P=0.255）；兩兩比較當層厚3mm，b=1000s/mm2主觀評分與b=600s/

9、mm2及b=800s/mm2之間差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05)，b=600s/mm2主觀評分與b=800s/mm2之間差異無統(tǒng)計學意義（P=0.255）。
　　3.三種不同擴散敏感梯度方向數(shù)DTI序列的FA及ADC值無統(tǒng)計學差異（P>0.05）但FA值及ADC值在敏感梯度方向數(shù)為6時，標準差較15及32方向大，說明穩(wěn)定性不及15及32方向。
　　4.2位專家用雙盲法對FA參數(shù)圖像質量進行主觀評價，雖無統(tǒng)計學差異（P>0.

10、05），但是32方向的評分均數(shù)低于6方向和15方向。
　　結論：
　　1.當b=800s/mm2，層厚3mm時，DWIBS圖像具有較高的信噪比和對比噪聲比，原始圖像能進行較好的各向同性三維重建，是較好的DWIBS成像參數(shù)；
　　2.當b=800s/mm2，層厚3mm，擴散敏感梯度選擇15個方向時，DTI原始圖像質量較好，在ADC圖和FA圖上能測得較穩(wěn)定的ADC值和FA值。
　　第二部分 基于擴散加權的磁共振成像技

11、術對腰脊神經的顯示
　　目的：
　　將基于擴散加權的DWIBS、DTI序列與目前應用較為成熟的PROSET序列對照，探索其對腰脊神經顯像的可行性。
　　方法：
　　對67名腰椎間盤突出癥患者，使用Philips Achieva3.0T TX雙源磁共振儀進行檢查，成像序列包括常規(guī)序列（矢狀面T1WI、T2WI、橫斷面T2WI）和研究序列（橫斷面DWIBS、DTI，冠狀面PROSET）。DWIBS進行MIP后處理，D

12、TI進行DTT后處理，PROSET進行MPR后處理，三序列對照，2位專家根據圖像質量由好到差分別評為4分、3分、2分、1分，對脊神經顯示情況進行主觀評價。通過常規(guī)序列圖像，評價67例患者，共計335個腰椎間盤，評價Pm分級Ⅳ至V級椎間盤的分布及個數(shù)。以確定本文第三部分的研究對象。判斷三種序列成像質量的主觀評分構成比是否相同，主觀圖像質量評價評分，采用非參數(shù)檢驗多樣本比較的Friedman M檢驗，兩兩比較采用q（SNK）檢驗。檢驗水準以

13、p<0.05有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　1.2位專家對DWIBS、DTI、PROSET三種序列產生的脊神經圖像質量的主觀評分，構成比差異有統(tǒng)計學意義。三種序列圖像質量評分平均秩次分別為2.25、1.46、2.29。經統(tǒng)計學分析，組間有統(tǒng)計學差異（P<0.05)，DWIBS與PROSET之間無統(tǒng)計學差異（P=0.632）,DTI與DWIBS、PROSET均有統(tǒng)計學差異（P<0.05)，DWIBS、PROSET序列圖像評分優(yōu)

14、于DTI。
　　2.測量335個椎間盤，Pm分級中重度（IV-V）占65個，其中L4/5突出31個（47.7％）,L5/S1突出占26個（40%）。
　　結論：
　　1.DWIBS與DTI序列均能用于腰脊神經成像，DWIBS和PROSET序列對腰脊神經解剖形態(tài)的顯示優(yōu)于DTI；
　　2.腰椎間盤突出好發(fā)部位為腰4/5和腰5/骶1椎間盤。
　　目的：
　　評估中重度（Pm分級Ⅳ-Ⅴ級）腰椎間盤突出患者的

15、腰4脊神經根受壓情況，受累脊神經根表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient,ADC）和部分各向異性分數(shù)（fractional anisotropy,FA）的特點。
　　方法：
　　選取31個Pm分級Ⅳ-Ⅴ級的腰4/5椎間盤突出的患者，另外隨機選擇15名正常成人志愿者，使用Philips Achieva3.0T TX雙源磁共振掃描儀，成像序列包括常規(guī)序列（矢狀面T1WI、T2WI、橫斷面T2W

16、I）和研究序列（橫斷面DTI）。測量DTI序列中正常志愿者雙側腰4脊神經根的ADC和FA值取均值；測量患者正常側和受壓側腰4脊神經根的ADC和FA值（如果患者雙側腰4脊神經根受壓，則取較重測和腰5脊神經正常側）。對三組ADC值及FA值比較，采用方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗；對有統(tǒng)計學意義的指標繪制ROC曲線，計算曲線下面積，確定閾值，計算靈敏度、特異度。檢驗水準以p<0.05有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　1.受壓腰4神

17、經根、患者未受壓腰4神經根及正常神經根ADC值、FA值三組比較有統(tǒng)計學差異，兩兩比較受壓腰4神經根與患者未受壓腰4神經根及正常神經根ADC值及FA值均有統(tǒng)計學差異(P<0.05)，患者未受壓腰4神經根與正常神經根ADC值及FA值無統(tǒng)計學差異(P=0.950、0.501)。
　　2.以ADC值及FA值判斷脊神經根有無受壓，繪制ROC曲線，曲線下面積分別為0.927、0.914。當ADC值為1.365×10-3mm2/s時，靈敏度為8