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基于磁敏感加权成像的深度学习算法模型分析脑浅静脉特征与皮层下深部白质病变相关性

磁共振成像 2022年第5期13卷 17-22页

作者：王雅杰谢琦吴军韩朋朋谭智霖廖炎辉华南理工大学附属第二医院医学影像科广州510180 广州软件应用技术研究院广州511458

目的基于磁敏感加权成像(susceptibility-weighted imaging,SWI)图像建立深度学习算法模型分析脑浅静脉(superficial cerebral veins,SCV)形态学参数与皮层下深部白质病变(deep white matter lesions,DWML)之间的关联。材料与方法招募健康志愿者364名,所有受试者行头颅常规序列及SWI扫描。随机选取其中200名受试者的SWI图像重建得到最小密度投影(minimum intensity projection,MinIP)图像,采用深度学习算法分析MinIP图像,建立SCV形态学特征的自动量化模型。采用该模型分析剩余164名受试者双侧大脑半球SCV的血管直径、曲率等形态学参数。根据有无皮层下DWML将164名受试者分为两组,分别为有皮层下DWML组(共53人)和无皮层下DWML (non-deep white matter lesions,N-DWML)组(共111人)。采用Mann-Whitney U检验对DWML组与N-DWML组的SCV形态学参数进行分析。对差异有统计学意义的指标和皮层下深部白质病变建立二元Logistic回归模型。结果用于分析SCV形态学特征的深度学习算法模型在训练集的平均准确率为98.19%,在验证集的平均准确率为98.02%,测试集的平均准确率为98.03%。双侧大脑半球SCV的各项量化指标在年龄及受教育年限的分布中差异均无统计学意义(P>0.05),但在性别中分布中差异有统计学意义,表现为男性双侧大脑半球SCV血管数量均显著多于女性(右侧P=0.004,左侧P脑半球的SCV直径及数量中差异均无统计学意义(P>0.05),DWML组的SCV曲率较N-DWML组显著增大(P脑半球SCV曲率与DWML的发生呈显著正相关(回归系数为2.035,P=0.015)。结论 SCV形态学改变与DWML之间存在潜在关联,SCV曲率改变可能通过影响局部血流动力学改变从而导致DWML的发生。

关键词：磁敏感加权成像深度学习磁共振成像脑浅静脉脑白质病变

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大脑中浅静脉区域脑膜瘤瘤周引流静脉损伤与术后认知改变的相关性分析

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中国基层医药 2019年第18期26卷 2186-2190页

作者：易垒张宗平冯海滨吴庆武叶锋广东省农垦中心医院神经外科湛江524002

探讨大脑中浅静脉区域脑膜瘤瘤周引流静脉损伤与术后认知功能改变的关系,以指导显微神经外科手术治疗.方法回顾性分析广东省农垦中心医院2013年7月至2017年7月治疗的大脑中浅静脉区域脑膜瘤患者(肿瘤组)54例的临床资料.采用中文版蒙特... 详细信息

探讨大脑中浅静脉区域脑膜瘤瘤周引流静脉损伤与术后认知功能改变的关系,以指导显微神经外科手术治疗.方法回顾性分析广东省农垦中心医院2013年7月至2017年7月治疗的大脑中浅静脉区域脑膜瘤患者(肿瘤组)54例的临床资料.采用中文版蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、影像学指标(CT/MRI)对54例脑膜瘤患者、52例健康志愿者(对照组)的认知功能、瘤周水肿体积(MPE)进行术前、术后评估,并进行统计学分析.结果大脑中浅静脉区域脑膜瘤患者术前视空间/执行能力[(3.23 ± 1.27)分]、命名能力[(2.52 ±1.27)分]、记忆能力[(2.20 ±1.14)分]、注意能力[(4.71 ±0.97)分]、语言能力[(2.19 ±0.74)分]、抽象能力[(1.43 ±0.63)分]、定向能力[(5.83 ±0.42)分]评分及总分[(22.06 ± 0.33)分]均低于对照组的(4.83 ±0.38)分、(3.0 ±0.02)分、(3.5 ±1.04)分、(5.98 ±0.14)分、(2.54 ± 0.50)分、(1.88 ±0.38)分、(5.98 ±0.33)分及(27.83 ±0.16)分( t =4.504、6.116、9.338、2.782、4.509、2.390、8.670,均P静脉无损伤组与损伤组术前、术后5 d的MoCA总分和脑水肿体积的差异无统计学意义(P>0.05),术后30 d两组MoCA总分[(26.35 ±0.36)比(22.00 ±0.67)分]和脑水肿体积[(23.95 ±4.34)cm^3 比(44.64 ±9.68)cm^3 ]差异均有统计学意义(t=5.944、2.098,均P静脉无损伤患者术前、术后5 d及术后30 d的MoCA评分和脑水肿体积差异均有统计学意义(t=5.055、7.289、2.232、5.014,均P静脉损伤患者术前、术后5 d及术后30 d的MoCA评分和脑水肿体积差异均无统计学意义(均P>0.05).结论大脑中浅静脉区域脑膜瘤患者术中瘤周引流静脉损伤可引起术后认知功能改变,影响患者术后生活质量,手术中应尽量避免损伤瘤周引流静脉.

关键词：脑膜瘤脑浅静脉显微外科手术脑血管损伤认知障碍水肿技术评估生物医学

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基于深度学习的磁共振多序列活体评价人脑血流变化与认知功能的关系及潜在病理生理基础

基于深度学习的磁共振多序列活体评价人脑血流变化与认知功能的关...

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作者：王雅杰华南理工大学

学位级别：硕士

背景认知功能下降(Cognition decline)作为脑功能减退的重要表现,已成为人类面对的一大难题。其防治难以攻克,源于具体发生机制的不明确。目前临床用于评估认知功能下降的主要方法是神经心理学量表评估,存在主观的缺陷。亟需利用活体无... 详细信息

背景认知功能下降(Cognition decline)作为脑功能减退的重要表现,已成为人类面对的一大难题。其防治难以攻克,源于具体发生机制的不明确。目前临床用于评估认知功能下降的主要方法是神经心理学量表评估,存在主观的缺陷。亟需利用活体无创的影像技术观察人脑解剖、功能及相关生理的变化与认知功能的关联,以探索客观评估人认知功能的手段。目前提出的引发认知功能下降的原因很多,其中脑血流动力学变化是重要原因之一。脑血供相关病理生理学的研究揭示了脑动脉长期慢性低灌注引起的神经损伤是认知功能下降的重要机制。然脑动脉和静脉在微循环水平的特殊解剖结构,引发了研究者们探索脑静脉在脑灌注降低过程中所发挥作用的兴趣。磁敏感加权成像(Susceptibility-weighted imaging,SWI)作为一种新兴的磁共振成像技术(Magnetic resonance imaging,MRI),对静脉血有特殊敏感性,可以活体无创性探索人脑重要皮层功能区域的脑血流微循环改变及其与认知的关系,对找到脑血供水平的认知机制及可能评价指标有重要的研究及应用价值。目的构建脑浅静脉(Superficial cerebral veins,SCV)深度学习算法模型,在SWI中探究不同认知状态成年人皮层区域SCV形态结构的细微变化。分析脑静脉血流的微改变在早期认知下降阶段的变化特点,及其与皮层下深部白质病变(Deep white matter lesions,DWML)及认知功能下降相关毒性蛋白在认知功能下降早期的潜在关联。探讨脑血流微改变对认知功能下降的可能预测指征及相关病理生理机制。对象与方法2018年8月至2022年4月招募社区志愿者共400名,其中神经心理学量表及磁共振扫描结果均齐全无误者共360人。按照认知状态将受试者分为4组:NC组(104例)、SCD组(104例)、SCD-p组(74例)和MCI组(78例)。用德国西门子3.0T MRI对受试者行常规及SWI序列扫描,并重建得到最小密度投影图像(Minimum intensity projection,Min IP)图像。随机抽取200名受试者的Min IP图像构建SCV形态特征的深度学习算法模型。该模型用于获取本研究SCV形态数据,包括双侧大脑半球SCV的直径、曲率(Tortuosity index,TI)、血管实际长度及数量的均值。探索SCV在正常人群年龄及性别中的分布情况;用非参数检验比较不同年龄段的四种认知状态分组间SCV形态学特征的分布差异,对比DWML组和无皮层下深部白质病变组(N-DWML)的SCV形态学差异,并检测Apo E-ε4等位基因携带者与未携带者的SCV形态特征分布差异。用Spearman相关性分析及非参数检验探索血生物标志物水平与认知功能、SCV形态的关联。P脑半球SCV直径显著大于女性(P=0.010),右侧SCV直径及其余双侧大脑半球SCV形态特征在性别分组中无显著统计学差异;双侧大脑半球SCV形态特征与年龄之间未见显著统计学相关性(P>0.05),但年龄与右侧SCV曲率存在正相关趋势(r=0.218,P=0.026),与右侧SCV血管数量与年龄存在负相关趋势(r=-0.105,P=0.288);右侧SCV曲率明显较左侧大(P脑半球分布无显著差异。3.双侧大脑半球SCV在不同年龄段的认知亚组间无明显统计学差异(P>0.05),但SCV在各年龄组的认知亚组中分布具有一定规律可循。4.β淀粉样蛋白与总Tau蛋白(r=0.847,P=0.000)及磷酸化Tau蛋白水平呈显著正相关(r=0.665,P0.05)。5.青年组的DWML亚组中右侧大脑半球SCV曲率显著大于N-DWML组(P0.05)。中年组及老年组的DWML组及N-DWML组的SCV形态特征均无显著统计学差异(P>0.05)。青年组中DWML与右侧SCV曲率呈显著正相关(回归系数为6.730,P=0.005),即右侧SCV曲率较大者出现DWML的概率是曲率小者的6.730倍。结论1

关键词：磁敏感加权成像脑浅静脉认知深度学习脑白质病变

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三维增强MRI在评价脑膜瘤与周围浅静脉关系中的价值

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浙江临床医学 2015年第3期17卷 472-473页

作者：徐国奇宋大刚李军单纪明中国医科大学绍兴医院放射科 312030

目的探讨三维增强MRI在评价窦镰旁脑膜瘤与周围大脑浅静脉（SCVs）关系中的应用价值。方法对18例CT或MR平扫已考虑为窦镰旁脑膜瘤的患者进行三维增强MRI检查，评价该方法对显示脑膜瘤与其周围浅静脉关系的应用价值。结果三维增强MRI胄... 详细信息

目的探讨三维增强MRI在评价窦镰旁脑膜瘤与周围大脑浅静脉（SCVs）关系中的应用价值。方法对18例CT或MR平扫已考虑为窦镰旁脑膜瘤的患者进行三维增强MRI检查，评价该方法对显示脑膜瘤与其周围浅静脉关系的应用价值。结果三维增强MRI胄％清楚显示窦镰旁脑膜瘤与其周围浅静脉的关系。结论该方法能为窦镰旁脑膜瘤术前方案的制定及术中保护大脑浅静脉提供直观依据。

关键词： MRI 三维脑膜瘤脑浅静脉

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