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研究目的:
1、探讨正常成人颞叶海马T2弛豫时间的正常参考值;研究颞叶癫痫患者海马是否存在T2弛豫时间值的改变;分析颞叶癫痫各临床类型与T2弛豫时间值改变是否存在关系。
2、探讨正常成人颞叶海马MRS(NAA/Cr、NAA/Cho)的正常参考值;研究颞叶癫痫患者海马是否存在MRS生化值的改变;分析颞叶癫痫各临床类型与MRS生化值改变是否存在关系,从而探讨海马硬化所致的局部脑组织的生化代谢改变及1H-MRS在海马硬化诊断中的价值。
3、探讨正常成人颞叶海马FA、MD的正常参考值;研究颞叶癫痫患者海马是否存在FA值、MD值改变;分析颞叶癫痫各临床类型与FA值、MD值改变是否存在关系,从脑组织的弥散特性、水分子弥散的角度探索癫痫患者的微观改变。
4、探讨T2弛豫时间、MRS及DTI三种技术方法对于颞叶癫痫患者海马硬化定侧诊断的价值。
材料和方法:
1、研究对象
本研究对象包括32例颞叶癫痫患者和20例健康志愿者。(1)颞叶癫痫组32例:男20例,女12例;年龄16~40岁,平均年龄26.0±5.5岁;平均病程12年(2~22年);所有患者均经神经内科医师诊断,并经2年以上正规抗癫痫治疗,癫痫症状控制不满意。脑电图(EEG)检查,包括头皮EEG,长程EEG,部分患者另加蝶骨棘电极记录证实为痫性放电位于一侧颞叶或以一侧颞叶为主,其中左侧13例,右侧19例。32例患者均行头颅MR常规扫描,其中18例MR征象:患侧海马萎缩、T2加权高信号、T1加权低信号,提示颞叶海马硬化;14例MR表现显示阴性结果。所有病例手术均在皮层EEG及深部电极监测下施行,10例行选择性海马杏仁核切除术,22例行部分前颞叶切除加海马杏仁核切除术;32例病例均经术后病理证实为海马硬化,主要表现为神经元减少、胶质细胞增生、神经元固缩或被吞噬、胶质结节形成及海马皮质下淀粉样变等。(2)正常对照组:20例,男10例,女10例,年龄15~38岁,平均年龄25.4±5.6岁。入选条件:①体格检查无神经系统阳性体征,除外脑血管病;②无抽搐、小儿热痉挛史,无脑炎或脑膜炎史;③无各种原因所致的智能障碍;④无脑乏氧史;⑤无长期低血糖;⑥无脑外伤史;⑦无精神病史;⑧头颅MR常规扫描未见病灶者。
根据ILAE推荐的临床和脑电图的国际分类(1989)将所研究的32例癫痫患者按临床发作类型分成四组:第Ⅰ组为单纯部分性发作;第Ⅱ组为复杂部分性发作和部分继发全面发作;第Ⅲ组失神发作;第Ⅳ组为强直-阵挛性发作。并对发作频率分级:Ⅰ级,每天一次以上;Ⅱ级,每周一次以上,少于每天一次;Ⅲ级,每月一次以上,少于每周一次;Ⅳ级,每年数次以上,少于每月一次。
2、术前及术中的脑电生理检查与监测
术前脑电生理检查与诊断由脑电图室医师及神经内科医师完成。所有患者术前均接受3次以上脑电图检查,包括头皮EEG、长程EEG、视频EEG,部分患者另加蝶骨棘电极记录。头皮EEG采用Galileo Sirius24通道数字化脑电图仪器(意大利EB Neuro公司);长程EEG采用Galileo Sirius Halley16通道数字化动态脑电记录盒(意大利EB Neuro公司);视频EEG采用日本光电公司生产的全数字化癫痫诊断系统,包括计算机工作站、128导联视频监测系统、32导联术中定位系统、BESA癫痫灶定位系统及脑电图与磁共振图像融合系统等。按国际10/20系统按放头皮电极,高频滤波(HF)60Hz,时间常数(Tc)0.3S,光敏度(SCNS)10Vu,走纸速度30mm/S。所有患者均行参考导联法(标准参考电极和平均参考电极)及双极导联法(纵联、横联、环联),在清醒和睡眠状态下描记。视频EEG系统利用计算机对大量脑电信号进行精确运算,找出大脑中最先放电的部位,结合PET/CT及MRI等影像资料实现癫痫病灶的解剖学立体定位。术中常规按放皮层电极或深部电极监测,致癫灶切除后皮层电极检查证实无异常放电。
3、成像设备、扫描序列和参数
成像设备为GE公司Signa VH/i3.0T超导磁共振扫描仪,梯度场强度40mT/m,梯度切换率为150mT/m/ms,八通道CTL线圈(即颈胸腰一体化线圈)。
所有志愿者均先行常规头颅T1WI、T2WI、FLAIR扫描以排除颅内病变,所有患者行常规头颅磁共振及海马磁共振扫描,以排除颅内包括海马病变,然后均行T2弛豫时间扫描。
常规T1 WI扫描参数:TR/TE=360/15ms,层厚8mm、间隔2mm,矩阵384×192,FOV=240×180mm,NEX=1; T2WI扫描参数:TR/TE=2200/22.3ms,层厚8mm,间隔2mm,矩阵480×256,FOV=240×180mm,NEX=1; FLAIR扫描参数:TR/TE=10002/162ms,TI=2250mm,层厚8mm、间隔2mm,矩阵320×192,FOV=240×240mm,NEX=3。
海马扫描:①扫描层面与海马长轴平行的斜冠状位,T1WI扫描参数:TR/TE=2425/min ms,TI=860ms,NEX=1; T2WI扫描参数:TR/TE-4000/102ms,层厚8mm,间隔2mm,矩阵384×192,NEX-1;FLAIR扫描参数:TR/TE=6500/120ms,TI=200,矩阵320×192,NEX=1;各序列层厚4mm,间隔1.0mm,FOV=200×200mm。②采用与四叠体平行的与海马长轴垂直的倾斜冠状重度T2WI扫描:TR/TE=6000ms/50ms,层厚4mm,间隔1mm,矩阵384×192,NEX=1,FOV=200×200mm。
T2弛豫时间扫描:采用垂直于海马长轴层面扫描,SE序列,4回波,TE40、80、120、160ms,TR2500ms,矩阵256×160,NEX=1,FOV=240×240mm,共18层,层厚4mm,间隔1mm,带宽15.63,扫描时间9分06秒。
MRS扫描:用多体素点解析频谱序列(PRESS-P),TR=1000ms,TE=144ms,层厚10mm,1次采集,时间4分20秒,采用垂直于海马长轴层面扫描,分海马头、体、尾扫描三次,加水抑制,自动预扫描完成匀场、放射接收增益调节。
DTI扫描:采用单次激发SE EPI序列,采用垂直于海马长轴层面扫描,扫描参数为TR/TE=9500/112ms,矩阵128×128,FOV=240×240mm,层厚3mm,间隔0,NEX=1,在25个方向上施加弥散梯度,b=1000s/m㎡,扫描时间3分12秒。
4、图像后处理
T2弛豫时间扫描数据、MRS数据和DTI数据分别传入Functool工作站自动计算获得每个体素的T2值,FA、MD值及NAA/Cr、NAA/Cho值。
手工放置感兴趣区(region of interest,ROI),先后由两名医生分别对其中8名志愿者选择海马头部大小两个感兴趣区,比较不同测量者及不同感兴趣区之间是否存在统计学差异。感兴趣区-1(ROI-1)类椭圆形,包含30个体素,ROI-2类椭圆形,60个体素,测量范围尽量包含在所测的组织结构内,以避免邻近结构部分容积效应的影响。本组研究所测量感兴趣区尽可能的包括所选海马解剖结构的区域,其ROIs大小、形态也随所测个体差异而略有改变,一般性选择ROI30~60个体素,26.4~52.8 m㎡,分别测量海马头、海马体及海马尾。
5、统计学分析:
计量资料表示采用均数±标准差,采用SPSS13.0统计软件包进行分析。两位观察者之间和两个不同感兴趣区之间比较用重复测量的方差分析;正常对照组左右侧数值之间比较分别做配对样本t检验;病侧、对侧和正常对照组之间比较采用单因素方差分析,两两比较时用LSD法。癫痫临床分型与脑内T2值、FA、MD值及NAA/Cr、NAA/Cho值的关系,鉴于颞叶海马T2值、FA、MD值及NAA/Cr、NAA/Cho值同时会受到临床发作类型、发作频率和患癫痫病时间的影响,所以行多因素协方差分析。三种不同检查方法之间敏感性、特异性及正确率比较采用卡方检验。以P<0.05为显著性标准。
结论:
1、本研究初步测量了颞叶海马正常人的T2值、FA、MD值及NAA/Cr、NAA/Cho值,所测得的各项数值稳定,可以满足临床定量分析要求。
2、颞叶癫痫患侧海马区T2值较对侧及正常对照组明显增高,FA值(海马头)、NAA/Cr、NAA/Cho值较对侧及正常对照组明显降低,从微观角度在一定程度上揭示了癫痫的发病机制。
3、 T2、MRS及DTI三种技术方法均可无创性的反映颞叶海马硬化的代谢改变,其中当NAA/Cho<0.80时,对颞叶海马硬化诊断的敏感性、特异性最高,其次为T2值(>114.00 ms),NAA/Cr值、FA值也有一定辅助价值。相对来说,T2测量操作简单,采集时间也不长,敏感性和特异性也较高,可作为临床首选检查方法,对于T2值不高的临床病例,可加扫海马头部的MRS,以期为临床定侧提供助益,帮助癫痫灶准确定位,增加临床定位诊断的准确性。