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第一部分弥散张量成像在正常人颈髓中的初步研究目的:应用磁共振扫描仪进行正常颈髓的弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)研究,探讨正常颈髓白质各部位的表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)及各向异性分数(fractional anisotropy,FA)的特征。材料与方法:选取37例健康人群作为志愿者。男21例,女16例,年龄20~70岁,平均年龄(41.4±1.3)岁。按年龄划分为三组:青年组(20~30岁,12例),中年组(31~60岁,10例),老年组(61~70岁,15例)。所有志愿者均无颈髓受压、外伤、肿瘤及其他神经系统疾病。选用GE Signa HDxt 3.0T超导型磁共振扫描仪,头颈联合线圈。对37例志愿者行颈髓矢状位FSE-T1WI、FSE-T2WI扫描及轴位FSE-T2WI扫描。横断位DTI扫描:范围为C1上缘至C7下缘,弥散敏感梯度方向设置为15,弥散敏感系数(b值)设定600s/mm2,扫描时间4min23s。将DTI原始图像传输至GE ADW4.4工作站,应用自带functool软件中的Correct程序对原始图像校对,减少相关伪影影响,阈值设定为下限600,上限最高值。由2名放射科医师进行数据测量,共测量C2/3~C6/7五个椎间盘节段水平;在b0图像上手动划取感兴趣区(region of interest,ROI),白质的前索、后索各划1个ROI,左右侧索前后对称性各划1个ROI及整个白质区划1个ROI(其中前索、后索及侧索共六个ROI设定为4mm2,整个白质ROI设定为35mm2),测量相应ROI的ADC和FA值;ROI尽可能置于颈髓白质区,避免脑脊液及相关伪影等影响。采用SPSS21.0软件包对所测数据进行统计学分析,首先对所测数值进行正态性检验和方差齐性检验。颈髓白质各部位ADC及FA值符合正态分布,用(`X±S)表示。采用单因素方差分析正常成人椎间盘同一节段颈髓白质各部位间ADC、FA值的差异,椎间盘不同节段间及不同年龄组间颈髓白质各部位ADC、FA值的差异,组间多重比较采用LSD-t检验;采用两独立样本t检验分析正常成人男女间颈髓白质各部位ADC、FA值的差异。P<0.05,认为差异有统计学意义。结果:37例志愿者颈髓常规矢状位T1WI、T2WI、轴位T2WI图及轴位ADC、FA伪彩图图像均显示良好。1、椎间盘同一节段水平颈髓白质各部位间的ADC、FA值的差异均有统计学意义(P<0.05)。进一步多重比较示,C2/3椎间盘节段水平颈髓左前侧索与整个白质ADC值差异有统计学意义(P=0.033),左前侧索与后索、整个白质FA值差异有统计学意义(分别为P=0.02、P=0.029);C3/4椎间盘节段水平颈髓前索与左前侧索ADC值差异有统计学意义(分别为P=0.026);C5/6椎间盘节段水平颈髓前索与左前侧索FA值差异有统计学意义(P=0.014);C6/7椎间盘节段水平颈髓前索与后索ADC值差异有统计学意义(P=0.002),后索与整个白质ADC值差异有统计学意义(P=0.027),后索与前索FA值差异有统计学意义(P<0.001)。2、椎间盘不同节段间颈髓前索、左前侧索及整个白质的ADC、FA值差异有统计学意义(P<0.05),余颈髓白质所选部位ADC、FA值的差异均无统计学意义(P>0.05)。进一步多重比较示:与C3/4及C4/5相比,C6/7椎间盘节段水平颈髓前索、左前侧索及整个白质的ADC值上升(分别为P<0.001、P<0.001、P=0.036),FA值下降(P分别为<0.001、0.001、0.006)。3、不同年龄组间颈髓白质各部位ADC、FA值差异均无统计学意义(P>0.05)。4、正常成人男女间颈髓白质各部位ADC、FA值差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:1、正常成人椎间盘同一节段颈髓白质各部位间ADC、FA值有统计学差异,进一步比较示前索、后索、左前侧索三者之间的弥散或各向异性有差异;左前侧索、后索、整个白质三者之间的弥散或各向异性有差异。2、正常成人椎间盘不同节段间颈髓白质前索、左前侧索及整个白质ADC、FA值有统计学差异。进一步比较示,较C3/4与C4/5,C6/7椎间盘节段水平颈髓前索、左前侧索及整个白质的弥散及各向异性有差异。3、年龄、性别因素对正常成人颈髓白质各部位ADC、FA值影响不明显。第二部分弥散张量成像在脊髓型颈椎病的早期诊断应用目的:探讨弥散张量成像在脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy,CSM)早期诊断中的应用研究。材料与方法:选取CSM患者60例作为研究组。男39例,女21例,年龄25~70岁,平均年龄(45.1±2.6)岁。依据日本骨科学会17分法,对颈髓损害程度进行评分并分为四组:轻度组,JOA=13-16分,22例;中度组,JOA=9-12分,19例;重度组,JOA=5-8分,13例;严重组,JOA=0-4分,6例。对照组为本研究第一部分的37例志愿者。对60例CSM患者行颈椎常规MRI及DTI检查(扫描参数及方法同第一部分)。将DTI原始图像传输至GE ADW 4.4工作站,应用自带functool软件中的Correct程序对原始图像校对,减少相关伪影影响,阈值设定为下限600,上限最高值。由2名影像科医师对DTI图像进行数据ADC和FA值测量,测量受压程度最重平面(ROI选取同第一部分)。采用SPSS 21.0软件包对所测数据进行统计学分析,首先对所测数值进行正态性检验和方差齐性检验。颈髓白质各部位ADC及FA值符合正态分布,用(`X±S)表示。采用单因素方差分析JOA评分组与对照组、JOA评分各组间颈髓白质各部位ADC、FA值的差异,组间多重比较采用LSD-t检验。P<0.05,认为差异有统计学意义。结果:60例CSM患者颈髓的常规矢状位T1WI、T2WI、轴位T2WI及轴位ADC、FA伪彩图图像均显示良好。1、对照组与轻度组、中度组、重度组及严重组比较,颈髓白质各部位平均ADC及FA值的差异均有统计学意义(P<0.05)。进一步比较示:与对照组相比,轻度组颈髓白质前索ADC值上升(P=0.025),右后侧索FA值下降(P=0.038)。与对照组及轻度组相比,中度组颈髓白质后索及右前侧索ADC值上升(P分别为0.008、0.017),左前侧索及整个白质FA值下降(P分别为0.033、0.026);与对照组、轻度组及中度组相比,重度组间颈髓白质右前侧索及整个白质ADC值上升(P分别为0.011、0.006),前索FA值下降(P=0.004);与其余四组相比,严重组间颈髓白质右后侧索ADC值上升(P=0.001),前索、后索及左前侧索FA值下降(P分别为0.01、0.002、0.023)。2、从轻度组至重度组,随着临床症状的加重,颈髓白质各部位平均ADC值呈现上升趋势,FA值呈现下降趋势。结论:1、对照组与轻度组、中度组、重度组及严重组比较,颈髓白质各部位平均ADC及FA值的差异均有统计学意义。从轻度组至重度组,随着临床症状的加重,颈髓白质各部位平均ADC值呈现上升趋势,FA值呈现下降趋势,表明ADC及FA值是反映CSM患者微细结构变化的敏感指标。2、与对照组相比,轻度组颈髓白质前索ADC值上升(P=0.025),右后侧索FA值下降(P=0.038),表明DTI较常规T2WI能早期、准确评估脊髓损伤程度,更好的服务于临床制定相应的治疗方案及评估预后。