BOLD-fMRI和DTI在脑创伤康复临床应用完整版

BOLD－fMRI和DTI

在脑损伤及康复中的联合应用一、研究背景近年来，随着人们的生活方式的改变，由于各种原因(创伤、战伤、肿瘤、卒中、放疗以及吸毒等)导致脑损伤患者越来越多，造成患者运动、听觉、视觉等功能障碍，极大地影响了人类健康和生活质量，造成了巨大的家庭和社会经济负担。目前，对脑损伤及其康复治疗的疗效评判主要依据患者临床症状和表现来判断,缺乏对脑功能和结构变化的客观评价手段。BOLD-fMRI和DTI联合应用基本能解决如下问题：脑损伤患者的神经系统的损伤程度如何？运动、视觉、听觉等功能区是否受到累及？康复过程中在结构和功能发生什么变化？康复治疗是否有效？预后评估等。二、材料和方法BOLD-fMRIBloodOxygenationLevelDependent－functionalMagneticResonanceImagingBOLD－fMRI血氧水平依赖功能磁共振成像。静息状态激活状态BOLD－fMRI的基本原理外界刺激神经兴奋性增高血氧浓度增高、脱氧血红蛋白浓度下降T2*上MR信号强度增高脑功能活动定位图3T实时BOLD-fMRI解剖功能像DTI和DTTDiffusionTensorImaging,DTI弥散张量成像DiffusionTensorTractography，DTT弥散张量纤维束成像当水分子的运动没有受到限制时，则是各向同性扩散，如脑室、灰质皮层当水分子受到限制只在一个主方向上运动，则是各向异性扩散，如白质纤维DTI基本原理

园形、椭园形的半径称为本征值；而椭园体最大半径称为主本征值；主本征值为该物体的主要扩散方向。DTI成像原理椭球体水分子的扩散，在X、Y轴方向上远大于Z轴方向DTT成像原理算法流程：1、选择一个种子体素2、选择此体素的正方向追踪3、到达下一个体素，如果此体素FA>Threshold,而且两个体素夹角小于给定的角度，则进行：否则停止4、选择此体素的负方向追踪，转2白质纤维束追踪算法示意图（蓝色箭头表示主方向）正常锥体束FADECADCDWI左基底节梗塞患者DTT影像白质纤维束与梗塞病灶3D融合像白质纤维束穿过梗塞灶，分布稀疏，但走行未见明显异常，两侧对比，作为利手侧皮质脊髓束数量仍较对侧少，考虑梗塞灶影响运动功能。BOLD-fMRI和DTI、解剖像3D融合BOLD-fMRI和DTI应用范围运动视觉健康志愿者6578卒中3528（前后对照）肿瘤128肿瘤术前4缺血性脑卒中病例男性，62岁，突发左侧肢体无力8小时，右侧大脑颞叶脑梗塞。患侧锥体束大部分中断于病灶边缘患侧锥体束大部分中断于病灶边缘RR健侧患侧患（左）手运动，右顶叶激活少出血性脑卒中病例男性，60岁，突发神志不清、右侧肢体无力2天。CT、MR提示左基底节血肿。左侧椎体束明显表少，部分中断于病灶边缘RR患（右）手运动，左侧运动区未见激活健侧患侧视觉系统创伤病例男性，车祸后视力下降1周，右枕叶外伤性出血，视觉BOLD-fMRI激活体积较小。高压氧治疗前DTI及DTT高压氧治疗后，激活体积增大高压氧治疗后，纤维束增多累及运动系统肿瘤病例右颞叶神经胶质瘤X刀术后4年，左侧肢体发作性抽搐半年。神经纤维束呈受压推移改变图4A图4B图4C图4E患侧运动皮层激活区形态改变、移位健侧患侧累及运动系统肿瘤术前评价男，43岁，突发左侧肢体乏力伴双侧颞部针刺样疼痛3天。病理：间变型星形细胞瘤（WHOⅢ-Ⅳ级）伴大片坏死。实时功能活动定位图患侧纤维束与功能区明显受压推移患侧纤维束与功能区明显受压推移三、创新点BOLD-fMRI和DTI联合应用能客观反映脑结构和功能变化。BOLD-fMRI和D