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目的:
研究超高b值扩散加权成像(Ultra-high b-values diffusion-weighted imaging,DWI_uh)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者中的特征,比较其与传统b值表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)的差异,并结合扩散峰度成像(Diffusion Kurtosis Imaging,DKI)研究其在临床诊断中的价值。
方法:
本研究前瞻性收集了31例AD患者(11名男性和20名女性),所有患者拥有完整的临床资料(Mini-mental State Examination,MMSE:18.48±4.71)。所有患者在3.0T磁共振系统上进行了颅脑扫描,获得14个不同b值(b=0、25、50、75、100、150、200、500、800、1000、2000、3000、4000、5000s/mm2)的扩散加权图像(diffusion-weighted imaging,DWI),然后利用MATLAB软件计算超高b值表观扩散系数(Ultra-high b-values apparent diffusion coefficient,ADC_uh)和DKI;另外收集了20名志愿者作为对照组(8名男性和12名女性,MMSE:27.85±1.57)。在vcDWI图上勾画选定脑区内的感兴趣区(regions of interest,ROI),并把这些ROI投射到ADC图,ADC_uh图和DKI图上,然后分析各脑区内扩散信号的变化,选定的脑区包括杏仁核,海马,丘脑,尾状核,苍白球,侧脑室,额叶白质、颞叶白质、顶叶白质和半卵圆中心区。所获参数值在AD组和健康受试者(healthy subjects as control,HC)之间进行了统计比较。通过计算受试者工作特征曲线下的面积(area under the receiver operating characteristic curves,AUC)来量化单参数及其组合的临床诊断效能。同时,选择了10名健康志愿者做了可重复性实验,用来验证选择的磁共振检查序列的可重复性。
结果:
首先,验证了实验中所采用的磁共振检查序列拥有良好的可重复性。在ADC参数上,与对照组相比,AD患者右侧海马区和右侧顶叶白质中的均值和中位数明显升高,AD患者左侧尾状核和右侧脑室的偏度均呈正偏态,而对照组侧呈负偏态,另外,AD组左侧额叶的峰度值较对照组高。而在ADC_uh参数上,AD患者双侧颞叶白质和右侧半卵区的ADC_uh均值和中位数显著升高。左侧丘脑ADC_uh的均值和左侧脑室ADC_uh的峰度值均较对照组升高。在DKI参数上,AD患者右侧顶叶白质的Dapp均值和中位数较对照组升高,左侧额叶Dapp的峰度值也较对照组高。在AD组中,双侧脑室,双侧顶叶白质,左颞叶白质、右侧丘脑和右侧半卵圆中心Kapp的均值或中位数低于对照组,两侧额叶白质的Kapp峰度值则升高。左侧额叶白质的ADC和DKI的峰度值与MMSE呈正相关,右顶叶白质DKI值和ADC值的均值和中位数均与MMSE呈负相关,而右颞叶的ADC_uh均值和中位数和MMSE呈负相关。各参数单独的AUC值没有显著的统计学差异,但是将ADC_uh与DKI或ADC相结合,可以获得较高的AUC(ADC_uh+DKI,0.894,0.803-0.984;ADC+ADC_uh,0.897,0.779-0.964)。
结论:
与ADC或DKI相比,ADC_uh在诊断AD的方面没有显著优势,但是结合ADC_uh和ADC可以获得更高的诊断效能;ADC_uh可以更好地反映AD患者某些特定脑区特殊的生理病理改变,这对无创监测AD患者某些脑区特定的生理病理改变提供了重要参考。
研究超高b值扩散加权成像(Ultra-high b-values diffusion-weighted imaging,DWI_uh)在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者中的特征,比较其与传统b值表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)的差异,并结合扩散峰度成像(Diffusion Kurtosis Imaging,DKI)研究其在临床诊断中的价值。
方法:
本研究前瞻性收集了31例AD患者(11名男性和20名女性),所有患者拥有完整的临床资料(Mini-mental State Examination,MMSE:18.48±4.71)。所有患者在3.0T磁共振系统上进行了颅脑扫描,获得14个不同b值(b=0、25、50、75、100、150、200、500、800、1000、2000、3000、4000、5000s/mm2)的扩散加权图像(diffusion-weighted imaging,DWI),然后利用MATLAB软件计算超高b值表观扩散系数(Ultra-high b-values apparent diffusion coefficient,ADC_uh)和DKI;另外收集了20名志愿者作为对照组(8名男性和12名女性,MMSE:27.85±1.57)。在vcDWI图上勾画选定脑区内的感兴趣区(regions of interest,ROI),并把这些ROI投射到ADC图,ADC_uh图和DKI图上,然后分析各脑区内扩散信号的变化,选定的脑区包括杏仁核,海马,丘脑,尾状核,苍白球,侧脑室,额叶白质、颞叶白质、顶叶白质和半卵圆中心区。所获参数值在AD组和健康受试者(healthy subjects as control,HC)之间进行了统计比较。通过计算受试者工作特征曲线下的面积(area under the receiver operating characteristic curves,AUC)来量化单参数及其组合的临床诊断效能。同时,选择了10名健康志愿者做了可重复性实验,用来验证选择的磁共振检查序列的可重复性。
结果:
首先,验证了实验中所采用的磁共振检查序列拥有良好的可重复性。在ADC参数上,与对照组相比,AD患者右侧海马区和右侧顶叶白质中的均值和中位数明显升高,AD患者左侧尾状核和右侧脑室的偏度均呈正偏态,而对照组侧呈负偏态,另外,AD组左侧额叶的峰度值较对照组高。而在ADC_uh参数上,AD患者双侧颞叶白质和右侧半卵区的ADC_uh均值和中位数显著升高。左侧丘脑ADC_uh的均值和左侧脑室ADC_uh的峰度值均较对照组升高。在DKI参数上,AD患者右侧顶叶白质的Dapp均值和中位数较对照组升高,左侧额叶Dapp的峰度值也较对照组高。在AD组中,双侧脑室,双侧顶叶白质,左颞叶白质、右侧丘脑和右侧半卵圆中心Kapp的均值或中位数低于对照组,两侧额叶白质的Kapp峰度值则升高。左侧额叶白质的ADC和DKI的峰度值与MMSE呈正相关,右顶叶白质DKI值和ADC值的均值和中位数均与MMSE呈负相关,而右颞叶的ADC_uh均值和中位数和MMSE呈负相关。各参数单独的AUC值没有显著的统计学差异,但是将ADC_uh与DKI或ADC相结合,可以获得较高的AUC(ADC_uh+DKI,0.894,0.803-0.984;ADC+ADC_uh,0.897,0.779-0.964)。
结论:
与ADC或DKI相比,ADC_uh在诊断AD的方面没有显著优势,但是结合ADC_uh和ADC可以获得更高的诊断效能;ADC_uh可以更好地反映AD患者某些特定脑区特殊的生理病理改变,这对无创监测AD患者某些脑区特定的生理病理改变提供了重要参考。