扩散张量成像在脊髓损伤中的应用剖析课件

1、3.0T磁共振扩散张量成像在脊髓(j su)损伤性病变中的应用研究 研究生：苏佳佳 导师(dosh)：吴光耀 教授放射科第一页，共五十二页。正文(zhngwn)引言(ynyn)材料(cilio)与方法结果讨论结论第二页，共五十二页。引言(ynyn)急性外伤颈髓损伤颈髓损伤重型脊髓型颈椎病颈髓损伤无症状艾滋病颈髓损伤第三页，共五十二页。诊断(zhndun)方法MRIDTIISCSCI国际标准神经病学分类优点：临床广泛应用缺点：缺乏客观性。核磁共振成像优点：多层面、多参数成像缺点：敏感性(15%65%1)低扩散张量成像优点：定量评价，定性三维追踪缺点：伪影1Matsumoto M, Toyoma

2、Y, a Mi. Increased signal intensity of the spinal cord on magnetic resonance images in cervical compressive myelopathy. Does it predict the out come of conservative treatment . Spine ( Phil a Pa 1976). 2000;25(6):677-682.第四页，共五十二页。DTI指标(zhbio)l,tDTI参数FT神经纤维束追踪表观弥散系数各向异性分数本征值1本征值2本征值3第五页，共五十二页。DTI发展(

3、fzhn)进程b值、扩散敏感梯度方向、场强大小的选择单次激发平面回波成像(EPI)、线阵扫描弥散成像(LSDI)、局部放大斜位多层面成像(ZOOM-EPI)、敏感编码单次激发回波平面成像(SENSE -SSEPI)螺旋桨技术(Propeller)、心电门控、并行采集扫描序列扫描参数减少伪影第六页，共五十二页。本课题收集我院37例急性外伤颈髓损伤患者（颈髓T2WI阳性20例，T2WI阴性17例） 、24例重型脊髓型颈椎病患者（颈髓T2WI阴性） 、15例临床无症状艾滋病患者及24例年龄和性别大致匹配正常志愿者的 3.0T-DTI资料，对颈髓损伤早期发现(fxin)隐匿性病变、定量评估颈髓损伤程度

4、、显示颈髓损伤微观结构的早期改变，具有重要的价值。第七页，共五十二页。材料(cilio)与方法2010年10月2012年2月3.0T常规(chnggu)MRI扫描和DTI扫描患者37例：T2WI阳性(yngxng)20例，阴性17例正常组24例：男性12例，女性12例患者组37例：男性22例，女性15例第一部分：3.0T-DTI在急性外伤颈髓损伤中的应用研究第八页，共五十二页。颈髓上段：C2/3颈髓中段(zhn dun)：C3/4-C5/6颈髓下段：C6/7第九页，共五十二页。颈髓损伤(snshng)节段分布第十页，共五十二页。筛选(shixun)标准1选择层面为颈髓，CT或MRI提示颈椎骨折

5、或椎管受压，外伤时间均为急性期（3天内），无MRI禁忌症。2临床主要表现为全瘫、截瘫、不全瘫，损伤平面以下感觉运动障碍，损伤处疼痛、活动受限、大小便失禁 。3T2WI表现为出血型及混合型颈髓损伤、椎间盘突出、既往行脊髓手术、脊髓放射治疗或有其它神经系统疾患、DTI图像质量较差均剔除。第十一页，共五十二页。扫描(somio)方法1常规MRI扫描：使用SIEMENS公司3.0T超导 MR扫描机，相控阵脊柱线圈。常规行颈椎矢状面及横断面T2WI 、T1WI、FS扫描2DTI扫描：与常规矢状面扫描定位相同。患者组扫描范围包括脊髓损伤、受压部位，健康志愿者组扫描范围为C2-7水平。采取EPI序列，b值为

6、1000/mm2，扩散敏感梯度取20个不同方向FOV取240mm240mm 3后处理：Neuro3D软件设定阈值为0.2，在b=0图像选择面积约20mm2的ROI为圆形，对有多个节段受压或脊髓信号异常的患者，测量压迫最严重的部位。利用矢状图定位在横轴面设定种子(seed)对颈髓白质纤维束进行追踪 第十二页，共五十二页。结果(ji gu)3正常(zhngchng)组：ADC值(0.950.18)10-3mm2/s，FA值(0.660.07) T2WI阳性(yngxng)组：ADC值(1.200.20)10-3mm2/s ，FA值(0.500.04) T2WI阴性组：ADC值(0.800.19)1

7、0-3mm2/s， FA值(0.410.06) 第十三页，共五十二页。典型(dinxng)病例第十四页，共五十二页。典型(dinxng)病例1 正常组，女， 27岁 无神经系统疾病史，神经系统查体正常MRI示无明显异常，无椎间盘突出、退变等 检查前签署知情同意书无MRI检查(jinch)禁忌症第十五页，共五十二页。常规(chnggu)T2WI矢状位常规(chnggu)T2WI轴位FT纤维束示踪纤维束走行饱满，形态(xngti)正常正常对照组第十六页，共五十二页。典型(dinxng)病例2 T2WI阳性组，男， 25岁 高处坠落伤致不全瘫3天CT提示寰椎粉碎性骨折、枢椎骨折无脊髓手术、放射治疗或

8、其它神经系统疾病MRI提示C1/2平面(pngmin)水平脊髓损伤第十七页，共五十二页。常规(chnggu)T2WI矢状位常规(chnggu)T2WI轴位ADC图FA图第十八页，共五十二页。FT图示多处纤维束断裂，信号及方向(fngxing)发生改变第十九页，共五十二页。典型(dinxng)病例3 T2WI阴性组，女， 40岁 车祸伤致不全瘫1天CT提示C6/7椎体骨折无脊髓手术、放射治疗或其它神经系统疾病MRI提示C6/7层面椎管轻度(qn d)受压，信号无异常第二十页，共五十二页。常规(chnggu)T2WI矢状位常规(chnggu)T2WI轴位ADC图FA图第二十一页，共五十二页。FT图

9、示椎管受压处纤维束扭曲(ni q)、变细，纤维束数量变少第二十二页，共五十二页。材料(cilio)与方法2010年10月2012年2月DTI和常规(chnggu)MRI扫描患者24例：男性(nnxng)17例，女性7例正常组24例：男性12例，女性12例患者组平均年龄48.7岁，正常组34.9岁第二部分：3.0T-DTI在重度脊髓型颈椎病的应用研究第二十三页，共五十二页。颈椎病的分类(fn li)神经(shnjng)根型脊髓型椎动脉型交感神经(jiogn-shnjng)型压迫神经根引起上肢感觉、运动功能障碍，常表现一侧上肢节段的运动障碍或感觉麻木。颈椎椎管狭窄 脊髓受压和缺血，引起脊髓传导功能

10、障碍者，主要表现为走路不稳、四肢麻木、大小便困难等 。椎动脉受压造成椎基底动脉供血不全，常伴有头晕、黑朦等症状，与颈部旋转有关 颈部交感神经纤维受压引起一系列反射性症状，临床上比较少见第二十四页，共五十二页。重度颈椎病诊断(zhndun)标准完全丧失生活自理能力，二便失禁 二便异常，生活自理能力较差 二便异常，生活自理 上下肢不灵活严重：04分 重度：58 分 中度：912 分 轻度：1316 分 日本骨科学会脊髓(j su)功能评分标准 （JOA）第二十五页，共五十二页。筛选(shixun)标准1选择层面为颈髓C2-C7层面，MRI提示椎间盘突出，椎管受压，但脊髓信号无异常，2临床表现主要为

11、损伤平面以下感觉障碍、肌张力增高、肌力下降等，部分伴有肢体疼痛和麻木。3剔除既往行脊髓手术、脊髓放射治疗及有其它神经系统疾患，并且无MRI检查禁忌症。 第二十六页，共五十二页。扫描(somio)方法1常规MRI扫描：使用SIEMENS公司3.0T超导 MR扫描机，相控阵脊柱线圈。常规行颈椎矢状面及横断面T2WI 、T1WI、FS扫描2DTI扫描：与常规矢状面扫描定位相同。患者组扫描范围包括受压部位，健康志愿者组扫描范围为C2-7水平。采取EPI序列，b值为1000/mm2，扩散敏感梯度取20个不同方向FOV取240mm240mm 3后处理：Neuro3D软件设定阈值为0.2，在b=0图像选择面

12、积约20mm2的ROI为圆形，对有多个节段受压的患者，测量压迫最严重的部位。利用矢状图定位在横轴面设定种子(seed)对颈髓对白质纤维束进行追踪， 第二十七页，共五十二页。结果(ji gu)3正常(zhngchng)组：ADC值(0.950.18)10-3mm2/s，FA值(0.660.07) 颈髓重度损伤(snshng)组(T2WI阴性)： ADC值(1.070.09)10-3mm2/s，FA值(0.510.05)第二十八页，共五十二页。典型(dinxng)病例第二十九页，共五十二页。典型(dinxng)病例1重度脊髓型颈椎病，男， 57岁，患病1年临床感觉障碍，肌张力增高，伴肢体麻木MRI

13、提示C3/4-C5/6椎间盘突出，脊髓信号正常既往无神经系统异常病史CT提示颈椎(jngzhu)退行性改变第三十页，共五十二页。常规(chnggu)T2WI矢状位常规(chnggu)T2WI轴位ADC图FA图第三十一页，共五十二页。FT图示受压处纤维(xinwi)束变细第三十二页，共五十二页。材料(cilio)与方法2010年10月2012年2月DTI和常规(chnggu)MRI扫描患者15例：男性(nnxng)10例，女性5例正常组15例：男性10例，女性5例患者组平均年龄57.5岁，正常组44.9岁第三部分：3.0T-DTI在无症状艾滋病颈髓损伤的应用研究第三十三页，共五十二页。筛选(sh

14、ixun)标准1选择层面为颈髓C2/3水平的白质前索、侧索、后索2纳入HIV阳性且临床无神经系统症状确诊的AIDS患者，MRI无明显异常，1个月内测量CD4+细胞数小于200cells/mm3。3剔除椎间盘突出或其他神经系统异常的患者第三十四页，共五十二页。扫描(somio)方法1常规MRI扫描：使用SIEMENS公司3.0T超导 MR扫描机，相控阵脊柱线圈。常规行颈椎矢状面及横断面T2WI 、T1WI、FS扫描2DTI扫描：与常规矢状面扫描定位相同。患者组与健康志愿者组扫描范围均为C2-3水平。采取EPI序列，b值为1000/mm2，扩散敏感梯度取20个不同方向，FOV取240mm240mm

15、 3后处理：Neuro3D软件设定阈值为0.2，在b=0图像选择面积约20mm2的ROI为圆形放置在3个区域（前索、侧索、后索)。利用矢状图定位在横轴面设定种子(seed)对颈髓对白质纤维束进行追踪 第三十五页，共五十二页。结果(ji gu)3第三十六页，共五十二页。典型(dinxng)病例第三十七页，共五十二页。典型(dinxng)病例1HIV阳性患者，确诊艾滋病，男， 30岁CD4+细胞小于200cells/mm3常规MRI扫描头及颈椎无明显异常既往无神经系统异常、放射、手术等病史无MRI检查(jinch)禁忌症第三十八页，共五十二页。 常规(chnggu)T2WI矢状位FA图测量(cli

16、ng)ROIE2图测量(cling)ROIE3图测量ROI第三十九页，共五十二页。后处理计算机自动(zdng)处理数据第四十页，共五十二页。FT图示纤维(xinwi)束变细第四十一页，共五十二页。正常颈髓参数年龄相关性节段相关性讨论(toln)44.1正常(zhngchng)颈髓的3.0T-DTI参数第四十二页，共五十二页。 层面：ADC值和FA值与不同层面的灰质及白质比例、颈髓进出的脊神经前后根数量和大小有关，臂丛神经的进出常导致神经纤维束方向一致性发生改变2，正常人颈椎上段C2-C3平均FA值、ADC值均高于中下段C4-C7。 年龄：正常颈髓ADC值与年龄呈正相关，FA值呈负相关，一方面可

17、能因为年龄导致相对神经细胞数量减少、退化，神经胶质细胞数量增加、体积(tj)增大有关，另一方面白质中纤维束和髓鞘的鞘磷脂丧失更多，水分子扩散增加3。1.11.22韩博, 杨广夫, 何滨, 等. 正常人颈髓扩散张量成像的初步研究. 实用放射学杂志. 2009;25(3):417-419.3宗会迁, 刘怀军, 宋鹏, 等. MR扩散张量成像诊断(zhndun)慢性脊髓型颈椎病. 中国医学影像术. 2011;27(8):1555-1558. 争议(zhngy)第四十三页，共五十二页。4.23.0T-DTI 探讨(tnto)颈髓损伤不同时期病理过程细胞毒性(d xn)水肿细胞(xbo)肿胀，细胞(xb

18、o)外空间减少，ADC值减小，FA值亦减小 血管源性水肿细胞膜和髓鞘破坏，纤维数量减少，细胞外空间增加，ADC值增加，而FA值降低 T2WI阴性急性颈髓损伤T2WI阳性急性颈髓损伤慢性脊髓型重度颈椎病颈髓损伤第四十四页，共五十二页。7.0T-DTI不同时期(shq)小鼠颈髓损伤的表现颈髓损伤(snshng)的微观病理生理变化ELLINGSON BM, SCHMIT BD, ULMER JL, et al. Diffusion tensor magnetic resonance imaging in spinal cord injury.DTI IN SPINAL TRAUMA. 2008;11

19、(2):219-237.第四十五页，共五十二页。4.33.0T-DTI对颈髓损伤后神经再生及修复(xif)的研究 第四十六页，共五十二页。4.43.0T-DTI 探索无症状AIDS患者(hunzh)颈髓改变一例(yl)AIDS脊髓空洞症患者脊髓(j su)构造空泡性脊髓病(vacuolar myelopathy，VM)在临床AIDS患者的发生率约20% 55%， 晚期MRI最直接的表现为T2WI信号增高、脊髓空洞（29%），伴随脊髓萎缩（86%），但一般MRI很难发现，虽然脊髓检查正常、组织学检查轴索完好，但脊髓已有髄鞘丧失和海绵状变性等现象，以后索和侧索最为明显，病理可见到小胶质细胞结节和含有HIV的多核巨细胞。 第四十七页，共五十二页。侧索3本征值增高可能(knng)因为脱髓鞘、轴突直径增加及蛋白质完整性破坏提示早期脊髓炎征象。 可能由于HIV表面膜糖蛋白gpl20选择性的和细胞表面CD4+受体结合，促使HIV在淋巴细胞内感染、繁殖(fnzh)导致细胞死亡，引起细胞免疫功能缺陷。 HIV可能不是直接的致病因子， 而可能是由 HIV病毒及细胞因子诱导的甲基化转移(zhuny)异常所致第四十八页，共五十二页。结论(jiln)（1）与常规MRI比较，DTI具有更早期发现隐匿性脊髓损伤能力；且依据ADC值、