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第一部分椎间盘退变Pfirrmann分级的磁共振扩散张量成像定量研究目的：评价椎间盘磁共振扩散张量成像T2值、ADC值、FA值与椎间盘退变椎间盘退变Pfirrmann分级的相关性。方法：利用GE3.0T MRI设备，对52个患者行常规腰椎MRI检查和腰椎DTI检查。对照组为20名健康志愿者。患者与志愿者均行腰椎常规矢状位T1WI、T2WI和轴位T2WI检查，并加扫轴位DTI序列。在MRI工作站使用FuncTool2测量软件对每幅图像进行测量，计算椎间盘T2值、ADC值和FA值。统计学分析计算健康志愿者与患者椎间盘的T2值与ADC值、FA值的关系，并计算相关系数。将正常志愿者与椎间盘退变患者按照磁共振扫描图像T2WI上所见，依据Pfirrmann分级，分为1-5级，计算退变不同程度T2值、ADC值、FA值是否有差异，P<0.05为具有统计学意义。结果：1椎间盘分类。依据Pfirrmann分级，将退变椎间盘分为2-5级。正常椎间盘依据Pfirrmann分级为1级。2正常椎间盘T2值与ADC值正相关，与FA值呈负相关，相关系数具有统计学意义。3退变椎间盘T2值与ADC值、T2值与FA值的相关性。2级椎间盘，T2值与ADC值正相关，具有统计学意义，T2值与FA值相关性没有统计学意义。3级椎间盘T2值与ADC值、T2值与FA值的相关性均没有统计学意义。4、5级椎间盘T2值均与ADC值正相关，均与FA值呈负相关，相关系数具有统计学意义。4椎间盘Pfirrmann分级与T2值、FA值、ADC值的相关性。Pfirrmann分级分别与T2值、FA值、ADC值具有相关性，P<0.0001，有统计学意义。5比较正常椎间盘、退变椎间盘T2值、FA值、ADC值之间是否有差异。1级椎间盘与其余各级椎间盘的T2值、FA值、ADC值差异均有统计学意义。2级椎间盘与其余各组T2值、ADC值差异具有统计学意义。2级椎间盘的FA值与1、4、5级椎间盘FA值差异具有统计学意义，与3级椎间盘差异没有统计学意义。3级椎间盘T2值与1、2、5级椎间盘差异具有统计学意义。ADC值与1、2级差异具有统计学意义。FA值与1、5级差异有统计学意义。4级椎间盘T2值、ADC值和FA值与1、2级椎间盘差异有统计学意义。5级椎间盘T2值与1、2、3椎间盘差异有统计学意义，ADC值与1、2级椎间盘差异有统计学意义。FA值与1、2、3级差异有统计学意义。结论：1正常椎间盘髓核的T2值与ADC值正相关，与FA值负相关，表明正常情况下，髓核水含量多，分子扩散受限小、自由，扩散的各向异性特征不显著。2退变椎间盘程度越重，T2值越低，ADC值越低，FA值越高，说明退变的椎间盘髓核含水量减小，分子扩散受限。3退变椎间盘髓核的T2值与ADC值变化具有较好的一致性，ADC值可以作为判断椎间盘状况的有用指标。4在退变程度轻-中度的椎间盘中，ADC值与FA值的变化并不具有一致性，推测是由于此时病理生理状态处于过渡阶段，此时进行治疗，可能逆转椎间盘的退变过程。第二部分磁共振扩散张量成像评价脊柱失稳在椎间盘退变中的作用研究目的：通过定量分析腰部肌群的FA值、ADC值，评价其在椎间盘退变中的作用。方法：利用GE3.0T MRI设备，对52个患者行常规腰椎MRI检查和腰椎DTI检查。另纳入20名健康志愿者，分为18岁以上的成年组和18岁以下的年轻组。患者与志愿者均行腰椎常规矢状位T1WI、T2WI和轴位T2WI检查，并加扫轴位DTI序列。将正常椎间盘与退变椎间盘按照磁共振扫描图像T2WI上所见，依据Pfirrmann分级，分为1-5级。在MRI工作站使用FuncTool2测量软件计算椎间盘平面所对应的腰部肌群ADC值和FA值。统计学分析计算比较各级别组左右两侧腰部肌群ADC值和FA值的差异， P<0.05为具有统计学意义。结果：1健康志愿者中，年轻组左右两侧腰大肌的FA值、ADC值差异均无统计学意义，左右两侧竖脊肌的FA值差异无统计学意义，ADC值差异有统计学意义。成年组左右两侧腰大肌的FA值、ADC值差异均有统计学意义，左右两侧竖脊肌的FA值差异无统计学意义，ADC值差异有统计学意义。2退变椎间盘平面左右两侧腰部肌肉FA值、ADC值比较。2-5级椎间盘平面，左右两侧腰大肌的FA值、ADC值差异均有统计学意义。2-5级椎间盘平面，左右两侧竖脊肌的FA值差异均无统计学意义，除3、5级椎间盘平面两侧竖脊肌的ADC值差异有统计学意义外，其余2、4级椎间盘平面两侧竖脊肌的ADC值差异均无统计学意义。3年轻组腰部肌群纤维束图可见纤维束走行自然，结构清楚；而成年组和退变椎间盘的腰部肌群纤维束则走行紊乱，形态失常，纤维束减少。结论：1DTI技术能够活体无创、定量评价腰肌纤维束的功能，有助于判断腰部肌群损伤情况。2利用DTI技术，可以提供腰椎失稳与腰椎间盘退变关系的影像学信息，有助于揭示腰肌损伤导致的脊柱失稳在椎间盘退变中所起的重要作用。第三部分磁共振扩散张量成像纤维束示踪方法定量评价神经根病变的阶段性研究目的：利用磁共振扩散张量成像纤维束示踪方法，定量评价椎间盘退变导致的神经根病变情况，从而指导患者康复治疗。方法：利用GE3.0T MRI设备，对18个腰椎间盘退变导致单侧神经根受压的患者行常规腰椎MRI检查和腰椎DTI检查。使用volumn one软件对纤维束进行示踪成像，依据所呈现的纤维束的数目、面积和形态进行定量分析，统计学方法计算患侧和健侧纤维束的数目、面积和形态有无差异，P<0.05为具有统计学意义。结果：患侧与健侧神经根纤维束数目差异无统计学意义，但纤维束面积和形态差异有统计学意义。患侧纤维束面积较健侧小，受压的神经根通常显示为纤维束失去完整性，较聚拢，且不显示周围分支。而未受压的神经根通常纤维束完整，形态自然、发散，常可见周围分支。结论：1本课题首次将磁共振扩散张量纤维束示踪成像用于评价神经根功能，建立了扩散张量成像显示神经根的扫描模式，探索出了神经根纤维束后处理的方法，建立了神经根形态评分体系，对于脊神经根病变情况能提供有用信息，有助于了解和评价患者的神经根功能和损伤程度，并作为MRI诊断依据。2对比患侧与健侧的神经根纤维束示踪图像表明，神经根纤维束的横截面积和形态对于神经根病变有重要的提示作用。3椎间盘退变所致的神经根受压在纤维束示踪图像上常表现为聚拢或挤压的形式，而且无法显示明确的分支，纤维束呈断裂形态。而未受压的神经根则纤维束较分散，形态自然，可以看到明确的分支，与解剖学图像一致。