人腦紋狀體的斷面解剖及MRI形態(tài)觀測.pdf

1、目的和意義：
　　 一般認(rèn)為帕金森病、亨廷頓病、抽動(dòng)穢語綜合征、精神分裂癥等神經(jīng)精神疾病均可能引起紋狀體形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變。因此通過對(duì)正常狀態(tài)紋狀體形態(tài)學(xué)的研究，不僅有利于深入了解紋狀體的正常形態(tài)及其數(shù)據(jù)，為臨床應(yīng)用提供解剖學(xué)基礎(chǔ)，更有助于該類疾病的早期診斷、預(yù)后判斷及療效評(píng)價(jià)。
　　 由于醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和斷層解剖學(xué)的快速發(fā)展，對(duì)于上述疾病與紋狀體的形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化的相關(guān)性，眾多專家都進(jìn)行了深入研究，可是由于研究對(duì)象、研究方法、

2、樣本量等的不同，結(jié)果也不大相同，不能形成一個(gè)統(tǒng)一并有效的標(biāo)準(zhǔn)，從某種程度上阻礙了研究成果在臨床實(shí)踐與診治中的應(yīng)用。正因?yàn)槿绱耍狙芯吭趯?duì)紋狀體進(jìn)行斷面解剖學(xué)研究的基礎(chǔ)上，通過采集健康成人活體紋狀體磁共振圖片，測量紋狀體體積、面積、線性指標(biāo)等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對(duì)斷面和MRI觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比研究，探討斷面與MRI紋狀體的變化規(guī)律及其意義，以期為健康成年人紋狀體形態(tài)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一提供有價(jià)值的信息，提高其在相關(guān)疾病臨床診療中的應(yīng)用。同時(shí)，本研究還運(yùn)

3、用交互式醫(yī)學(xué)圖像控制系統(tǒng)(Materialise's Interactive Medical Image Control System, Mimics)10.0這一醫(yī)學(xué)三維重建軟件，建立紋狀體的可視化三維動(dòng)態(tài)模型，以便從三維角度為臨床診療提供有關(guān)紋狀體的正常形態(tài)學(xué)資料，為紋狀體手術(shù)提供導(dǎo)航信息。本研究并嘗試運(yùn)用基于體素的形態(tài)學(xué)測量(voxel.based-morphometry，VBM)，即利用計(jì)算機(jī)根據(jù)不同體素之間的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比進(jìn)行組

4、織區(qū)域的自動(dòng)分割，計(jì)算分割后的腦組織體積，為探索紋狀體認(rèn)知功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)奠定基礎(chǔ)。
　　 材料和方法：
　　 1采集人腦頭部的橫斷面標(biāo)本31例，均為正常成人（男17，女14，片厚5mm），選取紋狀體顯示較好的基底核層面對(duì)尾狀核頭、殼、蒼白球、端腦、背側(cè)丘腦等興趣結(jié)構(gòu)橫、矢徑和面積進(jìn)行觀測，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)。
　　 2選取100例

5、（男性50例，女性50例）無神經(jīng)精神疾患及頭部其它病變成人，采用美國GE Signa HDxt3.0 T MRI系統(tǒng)的三維快速擾相梯度回波序列((three-dimensional fast spoiled gradient-recalled，3D-FSPGR)獲得全腦的水平位高分辨率三維結(jié)構(gòu)圖像，頭部正交8通道相控陣線圈，掃描野包含整個(gè)大腦，掃描參數(shù): TR8.3 ms，TE3.3ms，TI400ms，翻轉(zhuǎn)角12°，矩陣256×256

6、，Nex1，Echo1/1，F(xiàn)OV24cm×18cm，層數(shù)156層，層厚1mm，無間隔連續(xù)掃描。掃描后所得數(shù)據(jù)傳入ADW4.2圖像處理工作站，將所得到的圖像在工作站上進(jìn)行冠狀面與矢狀面重建，調(diào)節(jié)至最佳對(duì)比度，同時(shí)在三個(gè)方位即冠狀位、水平位、矢狀位進(jìn)行觀測，測量紋狀體的體積及其寬度、高度、長度等，收集相關(guān)的數(shù)據(jù);選取紋狀體結(jié)構(gòu)顯示最佳的水平位斷層圖像，對(duì)尾狀核頭、殼、蒼白球、端腦、背側(cè)丘腦等興趣結(jié)構(gòu)橫、矢徑和面積進(jìn)行觀測，并結(jié)合斷面標(biāo)本所

7、測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 3選用1例美國GE Signa HDxt3.0 T MRI系統(tǒng)的3D-FSPGR掃描數(shù)據(jù)，利用Mimics醫(yī)學(xué)三維重建軟件，重建紋狀體的可視化三維動(dòng)態(tài)模型。同時(shí)并將該例掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入腦功能成像數(shù)據(jù)分析軟件(statisticalparametric mapping，SPM)進(jìn)行紋狀體的VBM體積測量。
　　 所測數(shù)據(jù)（均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理）導(dǎo)入SPSS13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的側(cè)差、性差以及每個(gè)

8、線性指標(biāo)與紋狀體的體積相關(guān)性程度的統(tǒng)計(jì)分析。
　　 結(jié)果：
　　 第一部分人腦紋狀體的斷面及MRI解剖：
　　 人腦紋狀體的斷面解剖及斷層影像學(xué)研究：
　　 在斷面標(biāo)本上數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后尾狀核頭（P＜0.01）、殼（P＜0.05）、蒼白球(P＜0.05)面積均存在性別差異（女性＞男性），標(biāo)準(zhǔn)化后紋狀體各部面積側(cè)差均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在MRI上數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后紋狀體面積無性差（P＞0.05）;蒼白球面積

9、存在側(cè)差（F=4.751，P＜0.05），左側(cè)大于右側(cè)，分別為（149.09±27.30）mm2、(138.28±22.76) mm2。紋狀體及其相關(guān)結(jié)構(gòu)的數(shù)值在斷面與MRI上表現(xiàn)趨勢基本一致。
　　 Pearson相關(guān)分析顯示:在斷面與MRI上端腦面積與紋狀體面積呈正相關(guān);尾狀核頭面積在斷面上與背側(cè)丘腦面積呈負(fù)相關(guān)，在MRI上與殼面積呈負(fù)相關(guān);側(cè)腦室前角的距離在斷面上與殼面積呈負(fù)相關(guān)，在MRI上與尾狀核頭面積呈正相關(guān)。

10、　　 基于人腦紋狀體體積測量的MRI研究：
　　 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化前尾狀核體積、殼體積、側(cè)腦室前角間距、側(cè)腦室后角間距、尾狀核長度與寬度、殼長度均存在性差（男性＞女性，P＜0.01）;殼橫軸高度存在側(cè)差（左側(cè)＞右側(cè)，P＜0.05）。標(biāo)準(zhǔn)化后只有殼體積和尾狀核高度存在性差（女性＞男性，P＜0.05）;側(cè)腦室前角間距與側(cè)腦室后角間距性差顯著（男性＞女性，P＜0.01）。殼高度與殼橫軸高度存在側(cè)差（左側(cè)＞右側(cè)，P＜0.05）。
　　

11、 Pearson相關(guān)性分析顯示:數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化前尾狀核體積與殼體積顯著正相關(guān)（P＜0.01）。標(biāo)準(zhǔn)化后尾狀核體積與殼體積顯著正相關(guān)（P＜0.01）;與尾狀核體積相關(guān)程度最為密切的線性指標(biāo)依次是尾狀核長度、殼寬度、殼長度、尾狀核高度、尾狀核橫軸高度，與殼體積相關(guān)程度最為密切的線性指標(biāo)依次是殼高度、殼橫軸高度、殼寬度、尾狀核高度、尾狀核橫軸高度、殼長度、尾狀核長度，均為正相關(guān);其中殼體積與側(cè)腦室后角間距負(fù)相關(guān)。
　　 第二部分人腦紋狀

12、體的三維重建與基于體素的形態(tài)學(xué)測量法
　　 基于MRI薄層掃描數(shù)據(jù)，應(yīng)用Mimics軟件成功重建紋狀體的三維可視化模型，具有較高的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，并可對(duì)其形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性觀察和定量觀測。紋狀體及相關(guān)軟組織形態(tài)逼真，解剖學(xué)標(biāo)志清晰，可用不同顏色、任意組合顯示，并可對(duì)模型放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等全方位觀察;對(duì)模型進(jìn)行透明處理，可以很好的展示紋狀體和周邊軟組織的關(guān)系。應(yīng)用VBM測量法成功測量紋狀體的體積及其余腦組織分區(qū)的體積，并可清晰顯示腦

13、脊液、灰質(zhì)、白質(zhì)的分割區(qū)域。
　　 主要結(jié)論：
　　 1.通過斷面標(biāo)本和斷層影像學(xué)對(duì)人腦紋狀體進(jìn)行研究，兩種方法各有利弊，互為補(bǔ)充;MRI研究結(jié)果與大體標(biāo)本觀測結(jié)果變化趨勢基本一致，即MRI的測量值能夠反映紋狀體數(shù)值，是一種可靠的臨床檢測方法，可以大大提高紋狀體臨床相關(guān)疾病的診斷價(jià)值。
　　 2.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化可有效排除個(gè)體差異的干擾，是一種很必要的方法:各項(xiàng)測量數(shù)據(jù)存在性別與側(cè)別上的差異，并且在標(biāo)準(zhǔn)化處理前后其差異