研究背景 在我國,人口老年化的趨勢比發(fā)達國家還要迅猛,退變性疾病在疾病譜的構(gòu)成中占的比率越來越高。流行病學研究表明,椎間盤退變的發(fā)病率已從最初的12%上升到35%,而其中約10%的患者會喪失正常生活能力。 由于椎間盤退變的發(fā)病機制復雜,起病狀態(tài)多樣,目前尚缺乏一種客觀的、無創(chuàng)傷性的方法評價活體椎間盤的生理狀態(tài)及退變程度。常規(guī)的磁共振成像能很好顯示椎間盤形態(tài)及信號的改變,椎間盤膨出、突出及脫出方向、部位及其與硬膜囊、馬尾神經(jīng)、腰神經(jīng)根的關(guān)系。但隨著磁共振成像技術(shù)的發(fā)展,影像學診斷已不再單純從形態(tài)學變化評價椎間盤退變。磁共振增強掃描和磁共振彌散成像可更早期、更細微評價椎間盤退變及其病理過程,從而指導臨床從椎間盤微結(jié)構(gòu)及其生化功能水平進行治療和預防。 磁共振增強掃描能夠為發(fā)現(xiàn)病變提供更多信息,在各個系統(tǒng)疾病診斷及鑒別診斷中發(fā)揮重要作用,但國內(nèi)外椎間盤的磁共振增強掃描鮮有報道。磁共振彌散加權(quán)成像是目前唯一能在活體上測量水分子擴散的無創(chuàng)性技術(shù)手段,通過檢測組織內(nèi)水分子的運動狀態(tài)來反映組織的結(jié)構(gòu)特點。磁共振彌散張量成像利用水分子在生物體各組織內(nèi)彌散的各向異性進行纖維追蹤,使組織微結(jié)構(gòu)更加精細顯示,可以評價規(guī)律排列的組織結(jié)構(gòu)的完整性,在神經(jīng)系統(tǒng)應用廣泛。本課題通過對椎間盤的磁共振增強研究及椎間盤DWI和DTI成像定量分析椎間盤退變過程中微結(jié)構(gòu)變化,進而更好地判斷椎間盤血管化、髓核脫水、纖維環(huán)斷裂與椎間盤退變之間的關(guān)系。 第一部分椎間盤退變的磁共振增強研究 目的 運用MRI增強掃描評價椎間盤退變、終板斷裂與椎間盤血管化之間的關(guān)系。 材料和方法 71例受檢者,年齡均20歲,有或無腰腿痛。所有受檢者均無脊柱手術(shù)史、無外傷、感染和腫瘤病史。無脊柱畸形。無心臟起搏器、恐懼幽閉癥、嚴重的心肺疾病等磁共振掃描禁忌。經(jīng)患者同意并取得患者配合,根據(jù)椎間盤Pm分級和終板變形對71例376個椎間盤的磁共振平掃和增強掃描進行對照研究。采用GE SIGNA EXCITE 1.5T超導型MR成像儀及脊柱表面線圈,脊柱平掃和增強掃描。平掃采用快速自旋回波(FSE)脈沖序列,矢狀面:T1WI:TR450ms,TE12ms,T2WI:TR3500ms,TE110ms,層厚4mm,掃描野FOV30cm,距陣:320×224;增強掃描:按0.1mmol/kg體重肘靜脈注入GD-DTPA,注藥后2分鐘行T1WI矢狀面和冠狀面掃描,掃描參數(shù)和層厚同上。 結(jié)果 376個椎間盤,220個發(fā)生不同程度及不同形態(tài)強化,強化率為58.51%。PmⅠ級13個,強化0個;Ⅱ級73個,強化17個,強化率23.29%;Ⅲ級178個,強化107個,強化率60.11%;Ⅳ級93個,強化78個,強化率83.87%;Ⅴ級19個,強化18個,強化率94.74%。終板斷裂型164個,強化140個,強化率85.37%;終板完整型212個,強化80個,強化率37.74%。Pm分級和終板形態(tài)改變均與椎間盤血管化關(guān)系密切,統(tǒng)計學檢驗,p均0.005。 結(jié)論 磁共振增強掃描可直觀可靠地診斷退變椎間盤的血管化,進而判斷椎間盤退變、終板斷裂與椎間盤血管化關(guān)系密切。 第二部分椎間盤退變的磁共振彌散加權(quán)成像和彌散張量成像研究 目的 運用磁共振彌散加權(quán)和彌散張量成像技術(shù)定量分析椎間盤退變,觀察椎間盤退變微結(jié)構(gòu)變化,以期對椎間盤早期退變進行定量診斷。 材料與方法 采用GE SIGNA EXCITE 1.5T超導型MR成像儀及脊柱表面線圈,對88例對象分別行脊柱常規(guī)掃描(矢狀面T1WI、T2WI和橫斷面T2WI)和彌散加權(quán)(DWI,橫斷面及矢狀面)、彌散張量(DTI,橫斷面)掃描。其中DTI組428個椎間盤,DWI矢狀面430個椎間盤,DWI橫斷面組408個椎間盤。脊柱常規(guī)掃描采用快速自旋回波(FSE)脈沖序列,彌散成像采用平面回波(EPI)脈沖序列。根據(jù)正中矢狀面T2WI椎間盤形態(tài)及信號變化進行Pm分級I～V級。在ADW4.2后處理工作站使用Function tool圖像處理軟件對圖像進行后處理。對DTI橫斷面、DWI橫斷面及矢狀面的每個椎間盤分別手動畫出感興趣區(qū),分別測量其信號強度、平均擴散率(Mean diffusivity,MD;MD=average DC)及FA值(Fractional anisotropy),ADC值(Apparent DC),同時獲得偽彩圖,并使用Fiber tragraphy示蹤技術(shù)獲得椎間盤纖維束成像圖。 結(jié)果 1、磁共振彌散張量成像:磁共振彌散張量成像可顯示椎間盤退變微結(jié)構(gòu)變化,MD值及FA值可定量評價椎間盤退變。Fiber tragraphy示蹤技術(shù)可顯示椎間盤纖維環(huán)在椎間盤不同退變階段的形態(tài)及結(jié)構(gòu)變化。 ①對428個椎間盤行DTI橫斷面掃描,其中,Pm分級I級0個;II級164個,MD值中位數(shù)Md1.23×(10-9 mm2/s),四分位間距Q?～Q? 1 1.50～13.20×(10-9mm2/s);FA值中位數(shù)Md0.31,四分位間距Q?～Q? 0.29～0.35;III級142個,MD值中位數(shù)Md1.11×( 10-9 mm2/s),四分位間距Q?～Q ? 1.02～1.19×(10-9 mm2/s),FA值中位數(shù)Md0.36,四分位間距Q?～Q? 0.34～0.38;IV級72個,MD值中位數(shù)Md0.76×(10-9 mm2/s),四分位間距Q?～Q? 0 .67～0.92×(10-9 mm2/s),FA值中位數(shù)Md0.46,四分位間距Q?～Q ? 0.41～0.52;V級50個,MD值中位數(shù)Md0.52×( 10-9 mm2/s),四分位間距Q?～Q? 0.45～0.74×(10-9 mm2/s),FA值中位數(shù)Md0.60,四分位間距Q?～Q ? 0.49～0.66。經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗,p0.05,有統(tǒng)計學意義。 ②根據(jù)Fiber tracking椎間盤纖維環(huán)成像圖是否完整、對稱進行分型,共3型。分別對不同類型纖維環(huán)的MD值、FA值及Pm分級進行統(tǒng)計學分析。完整型135個,MD值中位數(shù)Md1.24×(10-9mm/s2),四分位間距Q?～Q? 1.15～1.32×(10-9mm/s2),FA值中位數(shù)0.32,四分位間距Q?～Q ? 0.29～0.35;雜亂型195個,MD值1.11×(10-9mm/s2),四分位間距Q?～Q ? 0.99～1.20×(10-9mm/s2),FA值0.35,四分位間距Q?～Q ? 0.33～0.38;團塊型98個,MD值0.63×(10-9mm/s2),四分位間距Q?～Q ? 0.50～0.77×(10-9mm/s2),FA值0.54,四分位間距Q?～Q? 0.46～0.62。各型之間MD、FA中位數(shù)及四分位間距行Kruskal-Wallis秩和檢驗,p均0.05,具有統(tǒng)計學意義。 ③以MD值=11.5×10-9 mm2/s作為評價椎間盤狀態(tài)的界值,其特異度74.07%,靈敏度75.09%;以FA=0.35作為評價椎間盤狀態(tài)的界值,其靈敏度69.62%,特異度74.07%。 2、磁共振彌散加權(quán)矢狀面成像:共430個椎間盤行DWI矢狀面掃描,Pm分級I級0個,II級166個,其ADC值中位數(shù)Md1.15×10? 3mm2/s,四分位間距Q?～Q?1.06～1.24×(10? 3mm2/s);III級146個,其ADC值中位數(shù)Md1.02(×10? 3mm2/s),四分位間距Q?～Q?0.93～1.12×(10 ?3 mm2/s);IV級69個,其ADC值中位數(shù)Md0.77(×10? 3mm2/s),四分位間距Q?～Q?0.62～0.92×(10 ? 3mm2/s);V級49個,其ADC值中位數(shù)Md0.63(×10 ? 3mm2/s),四分位間距Q?～Q?0.45～0.78(×10 ?3 mm2/s)。經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗,p0.05。以ADC=1.05×10? 3mm2/s作為評價椎間盤狀態(tài)定量指標,其靈敏度73.48%,特異度75.30% 3、磁共振彌散加權(quán)橫斷面成像:共408個椎間盤行DWI橫斷面掃描,Pm分級I級0個,II級156個,其ADC值中位數(shù)Md1.20×10 ? 3mm2/s,四分位間距Q1Q21.07～1.30×(10? 3mm2/s);III級132個,其ADC值中位數(shù)Md1.02(×10? 3mm2/s),四分位間距Q1～Q20.89～1.13×(10 ?3 mm2/s);IV級68個,其ADC值中位數(shù)Md0.61(×10? 3mm2/s),四分位間距Q1～Q20.50～0.76×(10? 3mm2/s);V級47個,其ADC值中位數(shù)Md0.42(×10? 3mm2/s),四分位間距Q1～Q2.32～0.57(×10? 3mm2/s)。經(jīng)Kruskal-Wallis秩和檢驗,p0.05。以ADC=1.04×10? 3mm2/s時作為評價椎間盤狀態(tài)的界值,其靈敏度76.11%,特異度80.13%。 結(jié)論 磁共振彌散張量及彌散加權(quán)成像可定量評價椎間盤退變程度,Fiber Tracking示蹤技術(shù)可顯示不同退變程度椎間盤纖維環(huán)水分子運動情況及纖維環(huán)結(jié)構(gòu)是否完整。
【學位單位】：第二軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：R445.2;R681.53
【部分圖文】：

圖 1 椎間盤終板區(qū)強化：注射造影劑后 2 分鐘行 T1WI 矢狀點狀強化（圖 a 箭頭）、線樣強化（圖 b 箭頭）、片狀強化（圖d 箭頭)。2、椎間盤邊緣強化共 110 例，表現(xiàn)為從椎間盤前緣或后緣向內(nèi)部延狀、線狀高信號影（圖 2）。

圖 2 椎間盤周圍強化，注射造影劑后 2 分鐘行 T1WI 矢狀面狀、線狀強化(圖 a、b 箭頭)，前緣點狀、線樣強化（圖 c、3、混合型強化共 20 例，表現(xiàn)為椎間盤的多處強化，椎間盤邊緣和終大片狀強化（圖 3）。

圖 2 椎間盤周圍強化，注射造影劑后 2 分鐘行 T1WI 矢狀面狀、線狀強化(圖 a、b 箭頭)，前緣點狀、線樣強化（圖 c、3、混合型強化共 20 例，表現(xiàn)為椎間盤的多處強化，椎間盤邊緣和終大片狀強化（圖 3）。

【參考文獻】

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本文編號：2815128