颈椎间盘与颈髓的弥散张量成像研究

摘要

第一章颈椎间盘退变的弥散张量成像研究 目的: 通过颈椎间盘弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)，分析表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）、各向异性分数(fractionalanisotropy，FA)与颈椎间盘Miyazaki退变分级的相关性，探讨DTI定量评估颈椎间盘退变程度的价值。分析椎间隙狭窄程度、椎间盘形态、终板Modic改变、节段、年龄、性别等因素对颈椎间盘的ADC值、FA值的影响，探讨颈椎间盘弥散值的相关因素。 材料与方法: 研究对象:选取临床上存在颈肩部不适或上肢麻木、疼痛的病人126例，排除颈部外伤、肿瘤、畸形、感染及手术后的病人。男62例，女64例，年龄20-89岁，中位年龄46岁。共630个椎间盘。 成像技术:采用Philips Achieva1.5T磁共振扫描仪，使用16通道头颈联合线圈，取中立仰卧位，行常规颈椎SE序列扫描，包括矢状位T1WI、矢状位T2WI、轴位T2WI。矢状位DTI采用单激发快速平面回波技术(SS-EPI)，b=800s/mm2，扩散方向:15个。 图像处理与数据测量:根据Miyazaki颈椎间盘分级标准，对630个颈椎间盘行退变分级，分为Ⅰ-Ⅴ级;评估椎间隙的狭窄程度，分为正常、轻度狭窄、中度狭窄、重度狭窄、塌陷;轴位上判断颈椎间盘的形态，分为正常、膨出、突出;判断椎间盘有无终板Modic改变。使用Philip Extended MR Workspace2.6.3.3工作站在颈椎间盘矢状位ADC图、FA图上沿髓核边缘手动描绘感兴趣区，测量C2/3-C6/7节段椎间盘髓核ADC值、FA值。每个颈椎间盘均测量3次，最后取平均值行统计分析。 统计学方法:采用Spss19.0统计软件，使用多元线性回归分析椎间隙狭窄程度、椎间盘形态、终板Modic改变、年龄、性别、节段等因素对颈椎间盘ADC值、FA值的影响。不同颈椎间盘退变分级（Miyazaki分级）、不同椎间盘形态、不同椎间隙狭窄程度、不同节段椎间盘、不同年龄组颈椎间盘ADC值、FA值比较采用单向方差分析（One-Way ANOVA）、多重比较采用Bonferroni法、spearman相关性分析。绘制ROC曲线，比较ADC值与FA值判断正常与退变椎间盘的诊断价值。年龄与ADC值、FA值的相关性分析采用Pearson相关性分析。不同性别的颈椎间盘ADC值、FA值比较使用独立样本T检验（Independent-Samples T test）。检验水准设定为0.05。 结果: 1、不同Miyazaki退变分级颈椎间盘ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义(P=0.000)。除Ⅱ级与Ⅲ级外，各退变分级组间ADC值、FA值的多重比较，差异具有统计学意义(P=0.000)。ADC值与退变分级呈负相关(r=-0.527)，FA值与退变分级呈正相关（r=0.454）。定义MiyazakiⅠ级椎间盘为正常颈椎间盘绘制ROC曲线，ADC值曲线下面积为0.880，FA值曲线下面积为0.848，ADC值敏感度、特异度较FA值高。 2、多元线性回归分析示对ADC值影响的因素由大到小分别为:年龄、椎间隙狭窄程度、性别、节段(P＜0.05)，对FA值影响的因素由大到小分别为:年龄、椎间隙狭窄程度、节段、性别(P＜0.05);椎间盘形态及终板Modic改变对颈椎间盘ADC值、FA值无显著性影响(P＞0.05)。 3、不同年龄段的颈椎间盘ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义(P=0.000，P=0.000)。多重比较显示各对比组ADC值、FA值差异均具有统计学意义(P＜0.05);年龄与颈椎间盘ADC值呈负相关（r=-0.522）;年龄与颈椎间盘FA值呈正相关(r=0.471)。 4、椎间隙正常与不同狭窄程度各组的颈椎间盘ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义(P=0.000)。多重比较显示正常与中度狭窄、正常与重度狭窄、正常与塌陷、轻度与重度狭窄、轻度狭窄与塌陷组间ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义P＜0.05）;其余组间ADC值、FA值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。ADC值与椎间隙狭窄程度呈负相关(r=-0.268)，FA值与椎间隙狭窄程度呈正相关(r=0.260)。 5、不同节段颈椎间盘ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义(P＜0.05); C2/3、C5/6节段椎间盘的ADC值较其他节段低，FA值较其他节段高。 6、男性与女性颈椎间盘的ADC值、FA值比较，差异均具有统计学意义(P＜0.05);男性颈椎间盘比女性颈椎间盘的ADC值低，FA值高。 结论: 随着颈椎间盘退变分级的增加，退变程度加重，ADC值降低、FA值升高。ADC值、FA值能够定量地评估颈椎间盘退变的程度，且ADC值比FA值的诊断价值高。年龄是颈椎间盘退变的主要影响因素，年龄越大，ADC值降低，FA值升高。椎间隙狭窄程度是反映颈椎间盘退变的主要征象之一，椎间隙越窄，ADC值越低，FA值越高。节段和性别对ADC值、FA值亦有一定影响，C5/6节段颈椎间盘较其他节段容易发生退变且退变程度更重;男性颈椎间盘较女性颈椎间盘更容易发生退变且退变程度更重。椎间盘形态及终板的Modic改变与颈椎间盘退变无必然联系。 第二章正常与脊髓型颈椎病颈髓的弥散张量成像研究 目的: 分别对正常志愿者颈髓及脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy，CSM)患者颈髓行弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)，分析节段、年龄及性别等因素对正常颈髓表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)、各向异性分数（fractional anisotropy，FA）的影响;分析年龄、性别、节段、颈椎间盘形态及颈髓T2高信号等因素对CSM颈髓ADC值、FA值的影响，探讨DTI定量评估颈髓损伤程度的价值。通过纤维示踪成像(diffusion tensortractography，DTT)观察正常颈髓及CSM颈髓神经纤维束的走行及形态改变。 材料与方法: 研究对象:正常对照组（A组）39例，男16例，女23例，年龄:20-89岁，中位年龄28岁。选取临床诊断脊髓型颈椎病病例组（B组）89例，男48例，女41例，年龄24-75岁，中位年龄52岁;排除颈部外伤、肿瘤、畸形、感染及手术后的病人。 成像技术:采用Philips Achieva1.5T磁共振扫描仪，使用16通道头颈联合线圈，取仰卧位，行常规颈椎SE序列扫描，包括矢状位T1WI、矢状位T2WI、轴位T2WI。矢状位DTI采用单激发快速平面回波技术(SS-EPI)，b=800s/mm2，扩散方向:15个。 图像处理与数据测量:在T2WI矢状位图上观察病例组颈髓有无出现高信号分为T2高信号组，无T2高信号组;在MR轴位T2加权成像上观察颈椎间盘形态改变，分别评为正常、膨出、突出。使用Philip Extended MRWorkspace2.6.3.3在正中矢状位DTI图像上中测量C2/3-C6/7节段及T2高信号区颈髓的ADC值、FA值，每个感兴趣区均测量3次，最后取平均值行统计分析。使用Fiber Track软件手动对所有受检者行颈髓神经纤维束成像。 统计学方法:使用Spss19.0软件行统计学分析。使用多元线性回归分析性别、年龄、节段对正常对照组颈髓ADC值、FA值的影响;使用多元线性回归分析性别、年龄、节段、颈髓T2高信号、颈椎间盘形态对CSM病例组颈髓ADC值、FA值的影响;正常对照组颈髓不同节段ADC值、FA值比较采用多个独立样本非参数检验（Kruskal-Wallis H）;正常对照组颈髓、CSM颈髓不同性别ADC值、FA值比较采用两独立样本T检验(Independent-Samples T test);颈髓ADC值、FA值与年龄的相关性分析采用pearson相关系数;颈髓T2高信号组与无T2高信号组ADC值、FA值比较采用两独立样本非参数检验（Mann-Whitney U）;CSM病例组不同节段、不同椎间盘形态颈髓ADC值、FA值比较采用单向方差分析（One-Way ANOVA），Bonferroni法多重比较。检验水准设定为0.05。 结果: 1、多元线性回归分析示年龄、性别是影响正常对照组颈髓ADC值的因素(P＜0.05);节段是影响正常对照组颈髓FA值的因素(P＜0.05);节段对正常对照组颈髓ADC值无显著性影响（P＞0.05），年龄、性别对正常对照组颈髓FA值无显著性影响(P＞0.05)。 2、正常对照组不同节段颈髓的ADC值比较，差异无统计学意义(P=0.055);FA值比较差异具有统计学意义(P=0.000)。从C2/3到C6/7节段颈髓FA值逐渐降低。 3、正常对照组年龄与颈髓ADC值呈负相关，相关关系不密切（r=-0.178，P=0.013）;与FA值无相关性（P=0.086）。 4、正常对照组颈髓女性较男性ADC值高(P=0.049);性别对FA值无显著影响(P=0.412)。 5、多元线性回归分析示对CSM病例组颈髓ADC值影响的因素由大到小 分别为:性别、节段、年龄、颈髓T2高信号、椎间盘形态（P＜0.05）;对CSM病例组颈髓FA值影响的因素由大到小分别为:节段、性别、颈髓T2高信号(P＜0.05)。年龄及椎间盘形态对FA值无显著性影响(P＞0.05)。 6、CSM病例组不同形态椎间盘对应颈髓ADC值差异有统计学意义(P=0.019)，膨出椎间盘对应颈髓ADC值较正常颈髓减低，突出椎间盘较膨出椎间盘对应颈髓ADC值稍增高;CSM病例组不同形态颈椎间盘对应颈髓FA值差异无统计学意义(P=0.204)。 7、CSM病例组颈髓T2高信号组较无T2高信号组ADC值高(P=0.005)，FA值低(P=0.005)。 8、CSM病例组不同节段颈髓ADC值、FA值差异均有统计学意义（P=0.002，P=0.011）;C5/6节段颈髓ADC值较低;从C2/3到C6/7颈髓FA值逐渐减低。 9、CSM病例组年龄与颈髓ADC值呈负相关，但相关性不密切（r=-0.121，P=0.010）;年龄与FA值无相关性(P=0.170)。 10、CSM病例组女性比男性颈髓ADC值高（P=0.000），FA值低(P=0.008)。 11、DTT示正常颈髓纤维束完整、无受压，DTT示CSM病例组颈髓纤维束不同程度受压，部分病例纤维束变细。 结论: 正常颈髓从C2/3到C6/7节段FA值逐渐降低;而ADC值变化无明显规律。随着年龄的增加，ADC值降低。正常颈髓女性较男性ADC值稍高。膨出椎间盘对颈髓造成压迫较轻，ADC值降低，突出椎间盘对颈髓造成的压迫较重，ADC值增高。髓内T2高信号组较无T2高信号组ADC值高、FA值低;DTI能够定量评估颈髓受压的轻重及损伤的程度。C5/6节段颈髓容易发生损伤。DTT能够直观形象地显示颈髓纤维束的形态、受压程度及损伤情况，协助临床诊断。 第三章颈椎间盘与颈髓动态弥散张量成像的初步研究 目的: 通过前屈位、后伸位及中立位颈椎间盘与颈髓的弥散张量成像(diffusiontensor imaging，DTI)，分析不同体位颈椎间盘与颈髓的表观弥散系数（apparentdiffusion coefficient，ADC）值、各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值的变化，探讨不同体位

目录

摘要

前言

第一章 颈椎间盘退变的弥散张量成像研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

第二章 正常与脊髓型颈椎病颈髓的弥散张量成像研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 结论

第三章 颈椎间盘与颈髓动态弥散张量成像的初步研究

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

全文小结

参考文献

综述 扩散张量成像和纤维示踪技术在脊髓型颈椎病的研究进展

中英文缩略语对照表

攻读硕士学位期间发表论文

致谢

声明