第一部分、磁敏感加权成像在弥漫性轴索损伤中的应用价值　　 目的:　　 1.通过比较磁敏感加权成像序列与常规磁共振序列对弥漫性轴索损伤病灶显示情况,探讨SWI序列对DAI的诊断价值；　　 2.比较SWI序列及常规序列在检测DAI病灶数目及体积方面的差别；　　 3.探讨SWI序列显示DAI病灶数目及体积与患者GCS评分之间的相关性。　　 材料与方法:　　 1.研究对象　　 DAI患者组:收集南方医院神经外科、急诊科以及神经内科2009年1月至2011年3月间共36例临床确诊为DAI的患者,男性26例,女性10例,年龄6～77岁,平均年龄37岁。其中车祸20例,重物击打伤8例,高处坠落伤2例,摔倒伤8例。GCS评分:3～5分13例,6～8分10例,9～15分13例。患者检查时间为伤后3天～5个月不等。　　 2.主要仪器与设备磁共振设备为美国通用电气(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超导型磁共振扫描仪,采用八通道的头部相控阵线圈。磁共振后处理工作站为GE公司自带的.AW后处理工作站。　　 3.检查方法　　 待检患者头部置于线圈内,定位线置于眉弓水平。MRI扫描序列包括:横断T1WI、T2WI、FLAIR及SWI扫描。SWI序列主要参数为:TR:35ms,TE:25ms,带宽:31.24KHz,FOV:24×24,矩阵:512×512,层厚3mm,间隔0,扫描56层,扫描时间:345"。　　 4.统计学分析常规磁共振序列与SWI序列在发现病灶数目方面比较采用u检验；常规磁共振序列与SWI序列在病灶体积方面的比较采用配对t检验；SWI序列显示病灶数量以及体积与GCS评分相关性方面采用Spearson相关分析。　　 结果:　　 1.SWI序列显示病灶分布于皮髓质交界以及白质区域,呈斑点状、串珠状、线条状明显低信号病灶；　　 2.常规序列检测出96个病灶,SWI序列检测出511个病灶,后者是前者的5.322倍；两种序列在检测病灶数目方面具有统计学差异,Z=-6.801,P=0.000；　　 3.常规序列检测病灶总体积约29.09cm3,SWI序列显病灶总体积约为66.95cm3；两种方法在检测病灶总体积方面具有统计学差异,t=-7.916,P=0.000；　　 4.DAI患者SWI序列显示病灶数目与患者GCS评分之间存在负相关性,相关系数为r=-0.796,P=0.000；　　 5.DAI患者SWI序列显示病灶体积与患者GCS评分之间存在负相关性,相关系数为r=-0.652,P=0.000。　　 结论:　　 1.SWI序列显示DAI病灶呈现明显的低信号；病灶主要分布于皮髓质交界区、基底节区、胼胝体、小脑及脑干等区域；　　 2.SWI序列较常规序列可以发现更多的病灶,且病灶的体积均较常规序列高；　　 3.DAI病灶数目、体积与患者GCS评分负相关,提示GCS评分可以评价患者病情严重程度以及预测患者预后情况；　　 第二部分、磁敏感加权成像在弥漫性轴索损伤模型中的初步应用　　 目的:　　 1.探讨建立DAI动物模型的方法；　　 2.探讨SWI序列检测动物模型DAI病灶的检出情况；　　 3.研究DAI动物模型的病理变化过程。　　 材料与方法:　　 1.研究对象　　 南方医院动物实验中心提供成年新西兰大白兔12只,体重2.0～2.5Kg,雌雄各六只。随机分为对照组4只,致伤组8只。　　 2.主要仪器和设备磁共振设备为美国通用电气(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超导型磁共振扫描仪,采用八通道的头部相控阵线圈。磁共振后处理工作站为GE公司自带的AW后处理工作站。直径约2.5cm重约700g的不锈钢钢柱；内径约3.0cm的PVC管。　　 3.建立动物模型采用Marmarou弥漫性轴索损伤模型法复制自由落体撞击装置。成年健康新西兰大白兔称重后戊巴比妥钠经耳缘静脉注射。然后将新西兰大白兔放固定于厚约5cm的海绵垫上。损伤组:调整兔脑位置使其位于PVC管中央位置,将钢锭自1.8米处自由落体垂直坠落于脑部,然后迅速移开海绵垫二次击打。对照组:将兔固定于海绵垫上,PVC管置于脑部,置钢锭于1.8米高度,但未落下钢锭。　　 4.检查方法　　 实验动物分别于损伤前及击打后即刻、4小时、12小时、24小时行后续MR检查。检查序列包括横断T1WI、T2WI、FLAIR、SWI。观察DAI病灶分布范围,形态及信号。扫描完成后,将动物保暖送回动物中心,详细观察并记录观察生命体征及行为学变化。　　 5.病理学检查深度麻醉动物,快速开胸,经左心插管至主动脉,灌注生理盐水至流液清亮为止,而后灌注40g/L的多聚甲醛500ml。开颅取脑,观察有无硬膜下、外血肿及蛛网膜下腔出血等大体病理变化。将脑组织编号后迅速置于10％多聚甲醛固定液4℃固定15天。常规固定、包埋、切片,HE染色,镜下观察。　　 结果:　　 1.对照组动物:脑内各部位SWI序列未见异常信号病灶；致伤组动物:SWI序列发现于皮髓质交界区、胼胝体、基底节以及脑干等区域,可见斑点状及小条形异常明显的低信号病灶,未见占位效应,病灶最大约5mm,最小约2mm;　　 2.对照组4只动物,标本外观及正中矢状位均未见异常；组织学切片示神经元胞体、胞核大小形态正常,核浆比正常,轴索未见肿胀等异常表现。致伤组8只动物轴位切开的脑片,发现皮髓质交界区、胼胝体、基底节以及脑干等区域可见斑片状及小点状黑褐色出血灶；组织切片可见神经元胞体及轴索肿胀、断裂,轴索球形成；　　 3.观察不同时间点致伤组动物组织学切片显示,肿胀的神经元、轴索的程度及范围逐渐加重;　　 4.轴位切开的脑片与SWI图像逐层比对,发现大体标本上显示的黑褐色出血灶与SWI序列观察到的低信号灶完全吻合。　　 结论:　　 1.本实验成功建立出DAI动物模型；　　 2.SWI序列可以敏感发现弥漫性轴索损伤动物模型脑内DAI病灶；　　 3.DAI病理表现主要为轴索肿胀以及轴索球的形成,动态检测病理学变化,提示DAI的病理过程呈渐进性加重表现。　　 第三部分、弥散张量成像在弥漫性轴索损伤中的应用价值　　 目的:　　 1.探讨磁共振弥散张量成像技术在DAI患者中的应用价值；　　 2.研究不同程度患者FA值的变化；　　 3.研究患者各感兴趣区FA值与GCS评分的关系。　　 材料与方法:　　 1.研究对象　　 DAI患者组:收集南方医院神经外科、急诊科以及神经内科2009年1月至2011年3月间共36例临床确诊为DAI的患者,男性26例,女性10例,年龄6～77岁,平均年龄37岁。致伤组其中车祸20例,重物击打伤8例,高处坠落伤2例,摔倒伤8例。GCS评分:1～5分13例,6～8分10例,9～15分13例。患者检查时间为伤后3天～5个月不等。正常对照组:收集与患者组年龄、性别及教育背景较一致的正常体检者以及志愿者纳入正常对照组。　　 2.主要仪器与设备磁共振设备为美国通用电气(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超导型磁共振扫描仪,采用八通道的头部相控阵线圈。磁共振后处理工作站为GE公司自带的AW后处理工作站。　　 3.检查方法　　 待检患者头部置于线圈内,定位线置于眉弓水平。MRI扫描序列包括:横断T1WI、T2WI、FLAIR及DTI横断、矢状及冠状位扫描。主要参数为:TR7000ms,TE100.9 ms,层厚5 mm,层间距0mm,矩阵130×128,FOV240×240 mm,NEX=1,b值为1000s/mm2,扩散敏感梯度方向为25个。分别轴位、矢状位及冠状位扫描全脑,扫描时间为942"。　　 4.图像的后处理及分析所得患者及正常对照组DTI资料导入Adw4.3工作站,应用Functool软件进行后处理。分别由两位经验丰富的影像科医生测量双侧半卵圆中心、胼胝体膝部、胼胝体体部、胼胝体压部、内囊膝部、内囊后肢、大脑脚、脑桥基底部、小脑上脚、小脑中脚、小脑下脚、穹窿体部、扣带等13个感兴趣区(ROI)FA值,每个ROI面积约为15～30mm2,每个感兴趣区分别测量两次,取其平均值,最终结果为两位影像医生测得数据的平均值。　　 5.统计分析　　 统计学处理应用SPSS13.0统计分析软件。正常对照组及患者组双侧各ROI的FA值比较,采用配对t检验；患者组与正常组相对应ROI的FA值比较采用独立样本t检验；不同程度患者组与正常对照组各ROI的FA值比较,采用单因素发差分析(One-way ANOVA),方差其用LSD法,若方差不齐用Bonferroni法；致伤组各ROI的FA值与患者GCS评分之间的关系用Spearman相关分析,P<0.05认为具有统计学意义。　　 结果:　　 1.对照组及患者组双侧大脑半球各ROI间无统计学差异；　　 2.在胼胝体膝部、体部、大脑脚、脑桥、小脑中脚以及穹窿等部位患者组FA值与对照组间差异具有统计学意义,t值分别为4.61、2.86、5.14、3.92、2.68和9.831；P值分别为0.00、0.06、0.00、0.00、O.10和0.00;　　 3.轻、中、重型患者分别与对照组各ROI区FA值比较,结果显示轻型DAI患者穹窿与对照组之间差异具有统计学意义；中型DAI患者大脑脚以及穹窿与对照组之间差异具有统计学意义；重型DAI患者胼胝体膝部、体部、压部、大脑脚、脑桥、以及穹窿差异均具有统计学意义；　　 4.致伤组胼胝体膝部、体部、压部、大脑脚以及脑桥FA值与患者GCS评分之间具有相关性,相关系数分别为:0.334、0.335、0.551、0.46和0.556:相应P值为:0.047、0.046、0.004、0.004和0.000;　　 结论:　　 1.DAI患者多个ROI区FA值降低,提示相应部位病灶的存在；　　 2.轻、中、重型患者多个ROI区FA值降低,提示FA值降低与病情严重程度相关；　　 3.患者多个ROI区FA值与GCS评分相关性,提示相关区域DAI病灶可能与患者的病情程度相关。　　 第四部分、磁共振纤维束成像在弥漫性轴索损伤中的应用价值　　 目的:探讨磁共振纤维束成像在DAI患者中的应用价值。　　 方法:　　 1.研究对象　　 DAI患者组:收集南方医院神经外科、急诊科以及神经内科2009年1月至2011年3月间共36例临床确诊为DAI的患者,男性26例,女性10例,年龄6～77岁,平均年龄37岁。致伤组其中车祸20例,重物击打伤8例,高处坠落伤2例,摔倒伤8例。GCS评分:1～5分13例,6～8分10例,9～15分13例。患者检查时间为伤后3天～5个月不等。正常对照组:收集与患者组年龄、性别及教育背景较一致的正常体检者以及志愿者纳入正常对照组。　　 2.主要仪器与设备磁共振设备为美国通用电气(GE)公司的Signa EXCITE3.0T超导型磁共振扫描仪,采用八通道的头部相控阵线圈。磁共振后处理工作站为GE公司自带的AW后处理工作站。　　 3.检查方法　　 待检患者头部置于线圈内,定位线置于眉弓水平。MRI扫描序列包括:横断T1WI、T2WI、FLAIR及DTI横断、矢状及冠状位扫描。主要参数为:TR7000ms,TE100.9 ms,层厚5mm,层间距0 mm,矩阵130×128,FOV240×240 mm,NEX=1,b值为1000s/mm2,扩散敏感梯度方向为25个。分别轴位、矢状位及冠状位扫描全脑,扫描时间为942"。　　 4.图像后处理及分析依据经典神经解剖学归于纤维束的描述,采用“起始种子点”和“终止种子点”标记所要显示的纤维束,软件自动完成纤维束的追踪,从而获得相应大脑白质纤维束图像,即:DTT图。分别重建致伤组及与之年龄、性别相对应正常对照的上纵束、下纵束、扣带、胼胝体、穹窿、皮质脊髓束以及小脑上脚、中脚、下脚等结构。比较研究致伤组纤维束的形态、结构变化情况。　　 结果:致伤组患者及与其年龄、性别相对应的正常对照组均成功进行了DTI扫描,主要纤维束显示清晰。患者主要纤维束变薄、稀疏、中断甚至缺失。　　 结论:DTT重建则直观显示纤维束的损伤状态,对于DAI病灶的检出以及对于患者病情的评价具有重要的意义。