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脑梗死后初级运动皮层和锥体束结构改变的动态MRI研究

【摘要】:目的: 采用基于体素的形态学分析(VBM)和弥散张量成像(DTI)相结合的分析方法,探讨皮层下脑梗死患者脑灰质和脑白质结构改变的动态演变规律。 方法: 选择皮层下累及运动通路的脑梗死患者13例(男5例,女8例)作为脑梗死组,分别于发病1周、2周、1个月、3个月和6个月时行MRI检查。采用GE3.0T HDX超导型磁共振扫描仪行全脑高分辨率解剖像和DTI扫描,并进行运动功能评分。另外选取10例性别、年龄匹配的健康志愿者(男4例,女6例)作为对照组,采用相同扫描序列且只扫描一次。运用Matlab.SPM8和基于Linux平台的FSL4.1软件包进行VBM.DTI数据进行预处理。采用Freesurfer V.5.1.0软件包重建正常人双侧初级运动皮层(M1区)模板作为mask.采用PM8中的重复测量方差分析模型观察双侧M1区灰质体积(GMV)的动态演变过程,记录有统计学意义团块大小、所在脑区及其MNI坐标等。采用单因素方差分析比较脑梗死组5个时间点和对照组的健(左)侧锥体束(PT)DTI指标(FA.MD.λ|、λ⊥)之间的差异;采用SPSS软件包一般线性模型中的重复度量及LSD检验,比较脑梗死组各时间点患侧PT的DTI指标(相对指标即患侧/健侧:rFA.rMD.rλ||、rλ⊥)的差异(P0.05为差异具有统计学意义)。采用Pearson双变量相关分析对脑狄质和脑白质结构改变的相关性进行分析(P0.01为差异具有统计学意义) 结果: 1.剔除脑梗死患者未能连续参加本实验所致采集时间点不全和运动伪影较重者共7例,最终纳入被试6例,作为脑梗死组,男性3例,女性3例,年龄47-55岁,平均51.2±3.1岁。从10名健康志愿者中选取性别、年龄匹配者6例作为对照组,男性3例,女性3例,年龄42-58岁,平均53.2±2.5岁。 2.GMV的改变:患侧M1区GMV减少,其动态变化为:前3个月逐渐减少,3个月后趋于稳定状态(P0.001,cluster size50,未校正)。 3.健侧PT结构变化:与对照组比较,脑梗死组健侧PT的DTI指标(FA、MD、λ||和λ⊥)均未发现显著统计学差异(F=1.51,P=0.224;F=2.574,P=0.084;F=1.11,P=0.353;F=0.995,P=0.411),表明健侧PT并未出现明显的结构改变(P0.05)。 4.患侧PT结构变化: (1)患侧PT整体变化:发病1周时,rFA和rλ||于梗死灶区最低(rFA均值:0.83;rλ||均值:0.90),离梗死灶越远,其值越高(rFA均值:0.97;rλ||均值:0.98);rMD和rλ⊥于梗死灶区最高(rMD均值:0.99;rλ⊥均值:1.14),离梗死灶越远,其值越低(rMD均值:0.97;rλ⊥上均值:1.00),其他4个时间点PT的DTI指标的变化趋势与发病1周时基本一致。 (2)梗死灶区PT结构动态变化:rFA于前1个月逐渐减低,1月至3月轻度升高,3个月后趋于稳定;rMD前两周变化不著,2周至1月显著升高,1个月后趋于相对稳定;rλ⊥前两周变化不著,2周后逐渐升高;rλ⊥上前2周变化不著,2周至1月显著升高,1个月后逐渐降低。 (3)梗死灶以上PT结构动态变化:rFA前两周变化不著,2周至3月逐渐减低,3个月后趋于相对稳定;rMD前两周变化不著,2周至1月逐渐升高,1个月后趋于稳定;rλ||前两周变化不著,2周后逐渐升高;rλ⊥上于1周至2周轻度降低,2周至3月逐渐升高,3个月后轻度降低。 (4)梗死灶以下PT结构动态变化:rFA于前1个月逐渐下降,1月至3月轻度升高,3个月后趋于稳定;rMD和rλ||于第2周轻度降低,2周至1月轻度升高,1个月后趋于相对稳定或轻度升高;rλ⊥第2周轻度降低,2周至1月显著升高,1月至3月轻度降低,3个月后轻度升高。 5.患侧M1区灰质与患侧PT结构改变的相关性:患侧M1区GMV与患侧PT的rFA呈显著正相关(r=0.627,P=0.000),与患侧PT的rMD、rλ⊥呈显著负相关(r=-0.465,P=0.010;r=-0.502,P=0.005);与患侧PT的⊥||无相关性(r=0.038;P=0.840)(P0.01) 结论: 1.皮层下脑梗死患者患侧M1区可出现GMV减少,发病3个月内GMV改变最明显,3个月后趋于稳定。 2.皮层下脑梗死患者患侧PT出现结构损伤,梗死灶区损伤最严重,同时呈顺行性和逆行性扩展,于3个月时趋于稳定。 3.PT损伤与患侧M1区GMV减少的动态演变过程相似,但两者并非“与时俱进”,而于发病3个月后趋于稳定。

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