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目的: 采用基于体素的形态学分析(VBM)与弥散张量成像(DTI)方法,研究慢性期脑梗死患者脑灰质和白质的继发性改变及其相关性,为阐明脑梗死后运动功能损伤的内在机制提供理论依据。 方法: 选择运动功能恢复良好的慢性期单侧基底节区脑梗死患者20例,另选取22名性别、年龄相匹配的健康志愿者作为对照。采用GE3.0T HDX超导型磁共振扫描仪对所有受试者行全脑高分辨率T1WI结构像和DTI扫描。运用SPM8软件包对T1WI结构像数据进行VBM分析。以受试者性别、年龄为协变量,采用两样本t检验在全脑水平比较患者组与对照组灰质体积(GMV)改变的脑区,并以GMV改变脑区作为模板,分别提取每个患者相应脑区GMV值。DTI数据采用FSL4.1软件包进行预处理,追踪双侧锥体束(PT),选取脑桥以上至中央前回皮层下走行的PT进行分析,计算其纤维数量及各弥散指标值(FA值、MD值、λ‖值、λ⊥值),所得数据采用SPSS18.0软件包进行统计学处理,以P<0.05作为检验水准。分别比较两组受试者患(右)侧与健(左)侧PT纤维数量和各弥散指标的差异,以及患者组与对照组各相对弥散指标(患[右]侧/健[左]侧)的差异。以每个厘米为一段,将所选区间的双侧PT分为8段,分别比较各节段患者组患侧与健侧各弥散指标的差异,以及患者组与对照组各相对弥散指标的差异。将GMV改变脑区的GMV值与PT总体各相对弥散指标做相关性分析,阐明两者变化趋势。 结果: 1、VBM分析结果显示患者组患侧初级运动皮层(M1区)GMV减小(FDR校正,P<0.05)。 2、DTI研究结果显示患者组与对照组健(左)侧PT总体纤维数量及各弥散指标值比较均无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,患者组PT总体rNum、rFA值明显减低,rMD、rλ⊥值增高(P<0.05)。 3、PT分段研究结果显示,患者组患侧PT的第2-7节段FA值较健侧减低,MD值及λ⊥值较健侧增高;第5节段λ‖值较健侧增高(P<0.05)。与对照组相比,患者组PT的第3-7节段rFA值减低,rλ⊥值增高;第3-6节段rMD值增高;rλ‖值仅第4、5节段增高(P<0.05)。且患侧PT的结构改变以病灶为中心呈顺行性和逆行性扩展。 4、相关分析显示患者组患侧M1区GMV值的改变与PT总体的rFA值呈正相关(R=0.54,P<0.05),与rλ⊥值呈负相关(R=-0.49,P<0.05)。 结论: 1、基底节区脑梗死患者患侧半球M1区存在GMV减小区域,提示远隔梗死灶的脑皮层灰质也可发生结构损伤。 2、基底节区脑梗死患者患侧PT存在结构损害,这种损害以病灶为中心呈顺行性和逆行性扩展,距离病灶距离越近损伤越严重,距离越远损伤越轻微。 3、PT的逆行性结构损害表现为轴索变性和髓鞘脱失,为远隔梗死灶的脑皮层灰质出现结构损伤的原因。 4、PT的结构损害与脑皮层灰质的结构损害呈正相关,即患侧PT损害越严重,M1区灰质萎缩也越明显。