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目的: 研究超早产新生儿皮质脊髓束(Corticospinal tract,CST)的磁共振弥散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)、弥散张量神经束示踪术(Diffusion tensortractography,DTT)参数与脑白质损伤(White matter injury,WMI)评级之间以及与胎龄的关系。探讨其体素数量(Voxel count,VC)、各向异性分数(Fractionalanisotropy,FA)和表观弥散系数(Apparent diffusion coefficient,ADC)值在超早产儿WMI早期诊断中的临床应用价值。 方法: 1.病例选择 搜集深圳市妇幼保健院自2011年9月至2012年12月收治的53例胎龄<32周的超早产儿,在其纠正胎龄达到足月时期进行脑部常规MRI序列和DTI扫描。其中男33例,女20例,胎龄为25-32周,平均胎龄30.1±1.4周。MRI检查时间为纠正胎龄37~44周。 2.检查方法 所有研究对象均予以10%水合氯醛(0.5mL/kg)口服或灌肠作镇静,待其熟睡以后进行扫描。所有检查均在Philips Achieva1.5T双梯度磁共振仪完成,以8通道头部正交线圈采集,扫描参数:T1WITSE,TR=550 ms,TE=15 ms,视野(FOV)22 cm×22 cm,矩阵256×256,层厚5mm,矢状面和轴面扫描;T2WITSE,TR=4200 ms,TE=140 ms,轴面扫描,FOV22×22 cm,矩阵192×192,层厚5mm;根据需要选择性扫描轴位的液体衰减反转恢复序列(fluidattenuatedinversion recovery,FLAIR)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)、磁敏感加权(susceptibility weighted imaging,SWI)等特殊序列。DTI扫描采用单次激发平面回波(Single-shot echo planar imaging,SS-EPI)序列,TR=8700ms,TE=65 ms,矩阵192×192,像素大小2×2mm,施加15个弥散敏感梯度方向,b值均为800 s/mm2。 3.分组方法 根据MRI表现对患儿WMI的程度进行评分。评分系统参照Inder和Woodward的3分表格改良而成,从5个方面进行评价,包括白质信号异常、白质容量减少、囊性病灶、侧脑室扩张、胼胝体发育及髓鞘化。每个方面可获得1(正常),2(轻微异常)或3分(明显异常)。根据所得总分把患儿分成三组:正常组(5-6分),轻度组(7-9分)以及重度组(10-15分)。 4.数据测量 4.1.常规DTI参数测量 先利用Philips公司自配EWS2.6.3.1工作站中的Fibertrak软件对DTI数据进行处理后得到FA图,在FA图上识别出蓝色的CST横截面,然后在大脑脚前缘(Cerebral peduncle,CP)、内囊后肢(Posterior limb of internal capsule,PLIC)和半卵圆中心(Centrum semiovale,CSO)的中央前回区域分别放置感兴趣区(Region of interest,ROI)。ROI必须精确地覆盖相应结构的中心部分。每个ROI的FA值、ADC值由软件自动计算得出。 4.2.DTT测量 纤维示踪方法与Murakami[1]类似。在FA与T1融合图像上识别出CST的走行,然后根据解剖标志在大脑脚前缘、内囊后肢和半卵圆中心的中央前回区域分别放置ROI。ROI只需保证覆盖CST的横截面,不需精确对应。软件根据内置的纤维示踪公式把同时经过三个ROI的纤维显示出来,即成为所需显示的CST。纤维示踪公式的参数设置为:FA阈值下限0.10,最大相邻体素角度27度,最小纤维长度10mm。最后,由软件自动计算出左右两侧CST的VC、FA值和ADC值,以作为定量分析,并得到虚拟的CST三维图像。 5.统计学分析 采用SPSS18软件进行处理,均数以x±s表示。经ROI法获得的左右两侧FA、ADC值以配对t检验进行比较;经DTT法获得的左右两侧的VC、FA和ADC值以配对t检验进行比较。各组患儿之间的ROI参数(FA、ADC)以及DTT参数(VC、FA、ADC)采用单因素方差分析进行比较。若满足方差齐性,各组均数的两两比较采用Bonferroni法。若方差不齐,两两比较采用Dunnetts T检验。以Pearson法对所有样本的参数与胎龄(Gestational age,GA)进行相关分析。P<0.05被认为有统计学差异。 结果: 所有研究对象左右两侧的DTI和DTT参数均没有差异,量化指标取双侧数据平均数进行分析。 1.常规DTI参数比较 在常规DTI参数比较中,CP的FA值各组无显著差异;PLIC的FA值正常组高于其余两组,轻度组和重度组无差异;CSO的FA值从高到低为正常组、轻度组、重度组(P<0.05)。各组的ADC值也无显著差异。 2.DTT参数比较: 在DTT参数比较中,各组CST的VC、FA值均有显著差异(P<0.01),从高到低为正常组、轻度组、重度组p<0.01)。各组CST的ADC值无显著差异。 3.二维测量参数与胎龄相关性: 在横断位FA图上,PLIC(r=0.497,P<0.000)、CSO(r=0.496,P<0.000)的FA值与胎龄呈正相关性,CP的FA值与胎龄无相关性。各部位ADC值与胎龄无显著相关性。 4.DTT三维测量参数与胎龄相关性: 在DTT图上,CST整体的VC与胎龄正相关(r=0.553,P<0.05),FA亦与胎龄正相关(r=0.531,P<0.01),ADC与胎龄无显著相关性。 结论: 1.超早产儿CST的早期脑部发育未呈现明显偏侧性。 2.内囊后肢、半卵圆中心等髓鞘化较晚的部位容易受到损伤。 3.DTI、DTT定量分析可以反映超早产儿WMI的程度。 4.CST的成熟与WMI以及超早产儿成熟度均有一定相关性。 5.DTT提供了目标神经束的整体参数,避免人为测量误差,提高检测能力。 6.超早产儿在足月时期进行DTI扫描和分析,有助于早期发现脑白质发育延迟或发育障碍。