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扩散张量成像常用指标预测脑卒中功能恢复的研究进展

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中华物理医学与康复杂志 2024年第1期46卷 81-85页

作者：赵紫璇郭丽尹勇云南大学附属医院(云南省第二人民医院)康复医学科昆明650021 昆明医科大学研究生院昆明650500

扩散张量成像(DTI)广泛用于检测脑白质轴突、髓鞘等微观结构变化。通过分析DTI数据,可获得多个量化指标来评价纤维微结构特性,且这些指标与临床信息具有关联。本文旨在探讨基于DTI的指标在脑卒中患者功能预后中的研究,以及DTI存在的局... 详细信息

扩散张量成像(DTI)广泛用于检测脑白质轴突、髓鞘等微观结构变化。通过分析DTI数据,可获得多个量化指标来评价纤维微结构特性,且这些指标与临床信息具有关联。本文旨在探讨基于DTI的指标在脑卒中患者功能预后中的研究,以及DTI存在的局限性和改进方法,从而更加准确地预测脑卒中后患者的功能预后,以期为临床诊治提供参考。

关键词：脑卒中 DTI 预测功能恢复

A Review of the Functional and Anatomical Default Mode Network in Schizophrenia

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Neuroscience Bulletin 2017年第1期33卷 73-84页

作者： Mao-Lin Hu Xiao-Fen Zong J. John Mann Jun-Jie Zheng Yan-Hui Liao Zong-Chang Li Ying He Xiao-Gang Chen Jin-Song Tang Department of Psychiatry The Second Xiangya HospitalCentral South University Changsha 410011 China Division of Molecular Imaging and Neuropathology New York State Psychiatric Institute and Departments of Psychiatry and Radiology Columbia University New YorkNY 10032 USA Mental Health Institute of Central South University China National Clinical Research Center on Mental Disorders(Xiangya) China National Technology Institute on Mental Disorders Hunan Technology Institute of Psychiatry Hunan Key Laboratory of Psychiatry and Mental Health The Second Xiangya Hospital of Central South University Changsha 410011 China Key Laboratory for Neurolnformation of the Ministry of Education School of Life Science and Technology and Center for Information in BioMedicine University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 611731 China Department of Psychiatry and Biobehavioral Sciences UCLA Semel Institute for Neuroscience David Geffen School of Medicine Los Angeles CA 90024 USA

Schizophrenia is a severe mental disorder characterized by impaired perception, delusions, thought disorder, abnormal emotion regulation, altered motor function, and impaired drive. The default mode network （DMN）, since it was first proposed in 2001, has become a central research theme in neuropsychiatric disorders, including schizophrenia. In this review, first we define the DMN and describe its functional activity, functional and anatomical connectivity, heritability, and inverse correlation with the task positive network. Second, we review empirical studies of the anatomical and functional DMN, and anti-correlation between DMN and the task positive network in schizophrenia. Finally, we review preliminary evidence about the relationship between antipsychotic medications and regulation of the DMN, review the role of DMN as a treatment biomarker for this disease, and consider the DMN effects of individualized therapies for schizophrenia.

关键词： Schizophrenia Default mode network Task-negative network Task-positive network Antipsychotics Resting state . fMRI DTI

扩散峰度成像技术在脑胶质瘤诊治中的应用进展

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中华神经外科杂志 2022年第3期38卷 313-316页

作者：张波陈新杨军北京大学第三医院神经外科北京大学医学部精准神经外科与肿瘤研究中心北京100191

在脑胶质瘤的临床诊治中,MR技术尤其是扩散加权成像(DWI)技术及扩散张量成像(DTI)技术发挥了重要的作用。但因DWI和DTI技术均是基于组织内水分子遵循高斯分布的假设,存在其自身固有的局限性。扩散峰度成像技术(DKI)是一种基于DWI的新兴... 详细信息

在脑胶质瘤的临床诊治中,MR技术尤其是扩散加权成像(DWI)技术及扩散张量成像(DTI)技术发挥了重要的作用。但因DWI和DTI技术均是基于组织内水分子遵循高斯分布的假设,存在其自身固有的局限性。扩散峰度成像技术(DKI)是一种基于DWI的新兴技术,反映组织内呈非高斯分布的水分子扩散运动的成像方法,是DTI技术的自然延伸,能够更加准确地反映组织细微结构的复杂程度。近年来,该技术在中枢神经系统疾病,特别是在脑胶质瘤诊疗领域取得了显著进展。本文就DKI技术在脑胶质瘤临床诊治中的应用进展进行综述,以期为临床实践提供借鉴。

关键词：脑胶质瘤中枢神经系统疾病扩散峰度成像技术非高斯分布细微结构临床实践 DTI MR技术

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DTI成像与臂丛神经损伤程度的相关性研究

DTI成像与臂丛神经损伤程度的相关性研究

作者：赵利阳河北医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨DTI在评估臂丛神经节后段根部损伤程度中的可行性。方法:对临床诊断为臂丛神经损伤且损伤时间在3个月以内的34例患者进行3.0T MR扫描,包括3D SHINKEI和3D T2WI-DRIVE序列,将图像传入工作站进行MIP后处理,在3D SHINKEI及3D T2WI... 详细信息

目的:探讨DTI在评估臂丛神经节后段根部损伤程度中的可行性。方法:对临床诊断为臂丛神经损伤且损伤时间在3个月以内的34例患者进行3.0T MR扫描,包括3D SHINKEI和3D T2WI-DRIVE序列,将图像传入工作站进行MIP后处理,在3D SHINKEI及3D T2WI-DRIV E图像上观察臂丛神经损伤的MRI表现。对其中损伤部位在臂丛神经节后段根部的20名患者行DTI扫描,将原始图像传入后处理工作站,利用Diffusion和Fiber Track软件对双侧C5-C8神经进行纤维束示踪,软件自动计算出示踪纤维的FA值及ADC值。对臂丛神经节后段根部损伤的20名患者的DTI参数进行统计分析,首先将同一节段的两侧神经根部记为1对,对20名患者的59根患侧神经根部和对应节段健侧神经根部的FA值和ADC值进行配对样本t检验。结合患者临床、肌电图及影像资料,进一步将上述20名患者的颈5-8神经根分为完全损伤组和不全损伤组,将损伤神经根节段的对侧列为正常对照组,分别对三组神经的FA值及AD C值进行统计分析,并进一步进行两两比较。分别绘制以上参数的ROC曲线,分析其诊断效能。利用箱形图体现各组FA值及ADC值的分布情况,进行对比分析。结果:1.34例患者中,单纯节后损伤者32例,节前伴节后损伤者2例,其中节后根部损伤20例。20例节后根部损伤患者的颈5-8神经根中,完全损伤组11根神经,不全损伤组48根神经,正常对照组59根神经;2.节后根部损伤的20例患者的患侧神经根部的FA值及ADC值分别为0.406±0.066,1.108±0.235(×10mm/s),健侧神经根部的FA值及ADC值分别为0.461±0.067,0.932±0.205(×10mm/s),患侧与健侧FA值及AD C值均具有统计学差异(P<0.001,P<0.001)。FA和ADC的AUC分别为0.738(95%CI:0.650～0.815),0.721(95%CI:0.631～0.800),二者的AUC之间无显著差异(P=0.54)。FA的最佳截断值为0.436,其敏感度和特异度分别为66.1%,76.27%,ADC的最佳截断值为0.948,其敏感度和特异度分别55.93%,76.27%;3.完全损伤组神经根部FA值及ADC值分别为0.341±0.030,1.321±0.114(×10mm/s),不全损伤组FA值及ADC值分别为0.421±0.063,1.058±0.229(×10mm/s),正常对照组FA值和ADC值分别为0.461±0.067,0.932±0.205(×10mm/s),三组FA值及ADC值均具有统计学差异(P<0.001,P<0.001)。进一步两两比较后,完全损伤组与不全损伤组、不全损伤组与正常对照组,完全损伤组与正常对照组FA值均存在统计学差异(P=0.001,P=0.004,P<0.001),ADC值也均存在统计学差异(P=0.001,P=0.008,P<0.001)。完全损伤组和不全损伤组FA、ADC的AUC分别为0.927(95%CI:0.829～0.979),0.858(95%CI:0.742～0.935),二者的A UC之间无显著差异(P=0.09)。FA的最佳截断值为0.373,其敏感度和特异度分别为89.58%,100.00%,ADC的最佳截断值为1.096,其敏感度和特异度分别为62.50%,100.00%。不全损伤组和正常对照组FA、ADC的AUC分别为0.682(95%CI:0.585～0.769),0.666(95%CI:0.569～0.755),二者的AUC之间无显著差异(P=0.64)。FA的最佳截断值为0.440,其敏感度和特异度分别为64.41%,72.92%,ADC的最佳截断值为0.948,其敏感度和特异度分别为55.93%,70.83%。箱形图显示正常对照组、不全损伤组、完全损伤组FA值呈下降趋势,ADC值呈上升趋势。结论:正常、部分损伤及完全损伤的臂丛神经根节后段的FA值呈逐渐减低趋势,ADC值则逐渐升高,FA值和ADC值的大小可以为评估臂丛神经根节后段的损伤程度提供参考。

关键词：臂丛神经损伤程度 DTI FA ADC

DTI成像参数与脑微出血者认知功能障碍的相关性研究

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DTI成像参数与脑微出血者认知功能障碍的相关性研究

作者：李依兰新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:利用DTI序列无创性显示脑白质纤维束完整性的特点,探究DTI成像参数在脑微出血灶(CMBs)与认知功能障碍的相关性。方法:收集新疆医科大学第五附属医院2020年6月～2021年12月期间神经内科收治的46例脑微出血患者作为病例组;选择同期... 详细信息

目的:利用DTI序列无创性显示脑白质纤维束完整性的特点,探究DTI成像参数在脑微出血灶(CMBs)与认知功能障碍的相关性。方法:收集新疆医科大学第五附属医院2020年6月～2021年12月期间神经内科收治的46例脑微出血患者作为病例组;选择同期在我院健康管理中心体检,经SWI检测未发现脑部微出血灶的30例人员,作为对照组。两组人员在性别、年龄、受教育年限方面,差异无统计学意义(P>0.05)。在满足独立性、正态性及方差齐性的前提下,使用两独立样本t检验对两组间DTI参数进行统计分析;使用秩相关性分析对DTI参数指标及Mo CA评分做相关性分析。结果:脑微出血灶(CMBs)组丘脑、小脑及脑白质FA值显著低于HC组,MD值显著高于HC组,差异均具有统计学意义(PDTI参数指标对于脑微出血灶(CMBs)和认知功能障碍的相关性具有一定的指导意义,可用于临床上脑微出血灶的预归、转化。

关键词：脑微出血认知功能障碍 DTI MoCA

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全面性发育迟缓婴幼儿的脑结构MRI研究

全面性发育迟缓婴幼儿的脑结构MRI研究

作者：李倩云山西医科大学

学位级别：硕士

目的:应用结构磁共振成像评估全面性发育迟缓(Global developmental delay,GDD)婴幼儿脑皮质及白质纤维束发育的异常变化,以便为临床早期诊断提供影像学依据。方法:选取2019年12月至2022年3月在山西省儿童医院确诊为全面性发育迟缓的婴... 详细信息

目的:应用结构磁共振成像评估全面性发育迟缓(Global developmental delay,GDD)婴幼儿脑皮质及白质纤维束发育的异常变化,以便为临床早期诊断提供影像学依据。方法:选取2019年12月至2022年3月在山西省儿童医院确诊为全面性发育迟缓的婴幼儿67例作为实验组即GDD组,年龄范围在112天-699天;将山西省儿童医院2020年9月至2021年8月年龄范围为88天-725天的正常发育婴幼儿135例作为对照组。采用3.0T磁共振检查设备行全脑3D-T1WI MRI检查,应用基于脑表面形态学的Infant Freesurfer图像分析软件进行图像处理和皮质表面重建。计算66个脑区的皮质厚度(Cortical thickness,CT)和皮质表面积(Cortical surface area,SA),并比较GDD组和对照组的差异。另选取2019年12月至2022年5月在山西省儿童医院接受3D-T1WI MRI及扩散张量成像(Diffusion tensor imaging,DTI)检查的全面性发育迟缓婴幼儿22例作为GDD组,年龄范围在6-24月;将年龄范围同在6-24月的正常发育婴幼儿22例作为对照组。用FMRIB software library软件中的brain extraction tool模块进行脑区提取,主要包括建立模板和空间归一化两大步骤,从而获得双侧大脑30个脑白质纤维束的分数各向异性(Fraction anisotropy,FA)、轴向扩散系数(Axial diffusivity,AD)及径向扩散系数(Radial diffusivity,RD)参数值。比较GDD组和对照组的参数值差异,并对GDD组异常纤维束的DTI参数值与儿童神经心理发育量表评分进行相关性分析。结果:与对照组平均CT呈出生后先快速降低再呈缓慢增加的趋势不同,GDD组的平均CT缓慢下降后趋于稳定;GDD组双侧半球平均CT高于对照组。对于左半球,除了内嗅和颞极两个脑区CT值低于对照组外,GDD组26个脑区CT值均高于对照组(pDTI参数值存在异常改变,主要表现为FA值减低,AD值和RD值增高,差异有统计学意义(pDTI成像可显示GDD婴幼儿的脑结构微观变化,其脑结构异常区域累积皮质及深部白质,且白质中异常纤维束参数值与儿童神经心理发育量表评分存在相关性,为GDD婴幼儿脑发育微观变化的定量分析及神经功能障碍机制探索提供新思路,也为临床早期诊断提供影像学依据。

关键词：全面性发育迟缓婴幼儿脑发育 3D-T1WI DTI

Injury of thalamocortical connection between the mediodorsal nucleus of the thalamus and the orbitofrontal cortex in a patient with traumatic brain injury

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Neural Regeneration Research 2018年第6期13卷 1118-1120页

作者： Sung Ho Jang Seong Ho Kim Sang Seok Yeo Department of Physical Medicine and Rehabilitation College of Medicine Yeungnam University Department of Neurosurgery College of Medicine Yeungnam University Department of Physical Therapy College of Health Sciences Dankook University

The prefrontal cortex（PFC）is responsible for personality expression and various cognitive functions,including working memory,recognition memory,decision making,attention,and motivation（Frey and Petrides,2000,2002;M... 详细信息

关键词： TBI OFC DTI MD

DTI联合ASL成像及深度学习在脑白质高信号中的应用研究

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DTI联合ASL成像及深度学习在脑白质高信号中的应用研究

作者：常晓霞河北北方学院

学位级别：硕士

本研究旨在探讨弥散张量成像联合动脉自旋标记技术在定量评价不同Fazekas评分患者的不同区域脑白质隐匿性损伤中的临床应用价值;使用改良后的YOLOv5深度学习网络模型检测脑白质高信号,实现精准化脑白质高信号的病变分割,为自动化Fazeka... 详细信息

本研究旨在探讨弥散张量成像联合动脉自旋标记技术在定量评价不同Fazekas评分患者的不同区域脑白质隐匿性损伤中的临床应用价值;使用改良后的YOLOv5深度学习网络模型检测脑白质高信号,实现精准化脑白质高信号的病变分割,为自动化Fazekas评分提供依据。本研究选择80例无主观认知障碍的脑白质高信号患者和15例健康志愿者行常规MRI成像、DTI及ASL扫描,并收集所有检查者的基本临床资料,包括性别、年龄、吸烟史、高血压、糖尿病、冠心病史等。根据MRI常规图像依据Fazekas评分标准将所有受检者分为A,B,C三组,A组为0分,B组为1～3分,C组为4～6分。比较不同Fazekas评分患者的双侧额叶皮层下、双侧颞叶皮层下、双侧侧脑室前角及三角区、双侧放射冠区及半卵圆中心外观正常白质的成像参数差异。使用Labelimg软件手动放置矩形框进行脑白质高信号的标记,然后采用YOLOv5目标检测网络进行脑白质高信号的检测,训练集:测试集:验证集=7:2:1。使用SPSS22.0软件统计分析,计数资料采用卡方检验,计量资料采用方差分析、秩和检验及相关分析。本研究基本临床资料统计分析显示,A,B,C三组的年龄和血压存在差异(PDTI联合ASL可以敏感地反映正常脑白质区域的隐匿性损伤,侧脑室周围的白质区域最为敏感。使用改良后的YOLOv5目标检测网络,可以有效对脑白质高信号进行图像分割,为Fazekas评分的智能化测量提供依据。

关键词：脑白质高信号 DTI ASL Fazekas量表深度学习

3D-ASL联合DTI技术在脑胶质瘤术前诊断与分级中的应用

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3D-ASL联合DTI技术在脑胶质瘤术前诊断与分级中的应用

作者：李文惠河北工程大学

学位级别：硕士

目的:本研究拟对脑胶质瘤患者进行MRI多参数三维动脉自旋标记成像（Arterial spin labeling,3D-ASL）、磁共振弥散张量成像（Diffusion tensor imaging,DTI）及常规MRI成像。通过探讨3D-ASL技术和DTI技术在脑胶质瘤的术前诊断及分级中... 详细信息

目的:本研究拟对脑胶质瘤患者进行MRI多参数三维动脉自旋标记成像（Arterial spin labeling,3D-ASL）、磁共振弥散张量成像（Diffusion tensor imaging,DTI）及常规MRI成像。通过探讨3D-ASL技术和DTI技术在脑胶质瘤的术前诊断及分级中的价值,为临床早期精确诊断、治疗脑胶质瘤提供依据。材料与方法:本研究选取了2020年10月-2021年12月就诊于邯郸市第一医院并经病理证实的胶质瘤患者41例。所有病例在手术前均行常规磁共振平扫及增强检查、3D-ASL检查、DTI检查。测量肿瘤实质、肿瘤周围1cm及镜面区的脑血流量（cerebral blood flow,CBF）、各项异性分数（Fractional anisotropy,FA）、表观扩散系数（Apparent diffusion coefficient,ADC）值,并计算相应的r CBF、r FA及r ADC值。运用SPSS及Excel软件对测量的数值进行统计学分析,观察不同级别胶质瘤肿瘤实质、肿瘤周围1cm区域的CBF、FA、ADC相关值是否存在差异,并制作ROC曲线,计算曲线下面积（AUC）、约登指数、灵敏度、特异度及诊断阈值,找出最佳分级诊断指标。结果:（1）不同级别胶质瘤肿瘤实质、肿瘤周围1cm区域的3D-ASL技术相关值统计结果:（1）III、IV级胶质瘤实质区域的CBF、实质/镜面r CBF值均较II级胶质瘤高,差异有统计学意义（P＜0.05）。III、IV级胶质瘤病变周围1cm区域的CBF值、周围1cm/镜面r CBF值较II级胶质瘤高,差异有统计学意义（P＜0.05）。（2）III、IV级胶质瘤各相关值间两两比较,差别均无统计学意义（P＞0.05）。（3）绘制不同级别胶质瘤CBF相关值的ROC曲线,实质/镜面的r CBF值曲线下面积最大,曲线下面积为0.89,诊断效能最高。（2）不同级别胶质瘤肿瘤实质、肿瘤周围1cm区域的DTI技术相关值统计结果:（1）III、IV级胶质瘤实质区域的FA值、实质/镜面r FA值均较II级胶质瘤高,差异有统计学意义（P＜0.05）。不同级别胶质瘤病变周围1cm区域的FA、周围1cm/镜面r FA值差异无统计学意义（P＞0.05）。（2）III、IV级胶质瘤实质区域的ADC、实质/镜面r ADC值均较II级胶质瘤低,差异有统计学意义（P＜0.05）。III、IV级胶质瘤病变周围1cm区域的ADC值、周围1cm/镜面r ADC值均较II级胶质瘤低,差异有统计学意义（P＜0.05）。（3）III、IV级胶质瘤各相关值间两两比较,差别均无统计学意义（P＞0.05）。（4）分别绘制不同级别胶质瘤FA、ADC相关值的ROC曲线,实质/镜面的r ADC值曲线下面积最大,曲线下面积为0.915,诊断效能最高。结论:（1）3D-ASL可以反映脑肿瘤的微循环灌注情况,DTI能从分子层面反映病变组织微观结构的改变,在胶质瘤的诊断方面有重要的辅助价值。（2）高、低级别组胶质瘤不同区域ASL参数及DTI参数存在差异。对高低级别胶质瘤不同区域的3D-ASL及DTI相关参数值绘制ROC曲线,得出在胶质瘤分级中实质/镜面的r CBF值与r ADC值联合诊断价值最高。因此,两种技术联合应用对术前脑胶质瘤的分级诊断有很大临床推广价值。

关键词：脑胶质瘤磁共振灌注 3D-ASL DTI