磁共振弥散成像对重型颅脑损伤的应用评价(版)课件.pptx
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- 磁共振 弥散 成像 重型 颅脑 损伤 应用 评价 课件
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1、背 景 重型颅脑创伤(severe trauma brain injury STBI)其危害程度最大,死亡 率、致残率仍然很高,占首位。伤情判断、病情进展观察以及预后预测是我们所面对 的主要课题;传统的诊断、病情观察、预 后预测主要是临床表现、查体及MRI、CT 等影像学检查。热点热点磁共振弥散加权成像(DWI)、弥散张量成像(DTI)应用于重型颅脑损伤合并脑梗塞以及判断伤情、损伤部位、范围、病情进展及预后预测提供了新的方法和理念。颅脑损伤合并梗塞颅脑损伤合并梗塞 外伤合并梗塞是影响脑外伤伤情及预后重要因素,其病情发展判断、诊断、治疗存在一个“时间差”,而且临床症状常被原发脑外伤症状所掩盖,C
2、T、常规MRI发现异常要在梗塞后6-12小时以上,不能在超早期得到及时诊断治疗。DWI梗塞后梗塞后2小时即可有信小时即可有信号改变号改变磁共振弥散加权成像磁共振弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)原理是将组织中的水分子弥散运动的速度以信号强度反原理是将组织中的水分子弥散运动的速度以信号强度反映出的影像,具有高弥映出的影像,具有高弥 散的区域如脑脊液表现为低信号;散的区域如脑脊液表现为低信号;弥散受限区域(弥散受限区域(ADC值降低)如急性脑缺血则表现为高值降低)如急性脑缺血则表现为高信号信号,表示细胞的毒性水肿所致,表示细胞的毒性水肿所致;T2WI加权上
3、出现的加权上出现的高信号则代表血管源性水肿高信号则代表血管源性水肿。DWI图像的获得可通过测图像的获得可通过测量表观弥散系数量表观弥散系数(ADC)来完成。来完成。表观扩散系数表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)ADC值值反映的是水分子在反映的是水分子在组织内的弥散运动能力组织内的弥散运动能力。弥散张量成像弥散张量成像 原理:水分子在不均质组织具有弥散各向异性的特征,脑原理:水分子在不均质组织具有弥散各向异性的特征,脑组织的髓鞘白质纤维中由于轴突膜与髓鞘的存在作为弥组织的髓鞘白质纤维中由于轴突膜与髓鞘的存在作为弥散的屏障,在平行于纤维方向的弥散速
4、度远远大于垂直散的屏障,在平行于纤维方向的弥散速度远远大于垂直方向的弥散,这种方向依赖性的弥散就是各向异性。方向的弥散,这种方向依赖性的弥散就是各向异性。部部分各向异性分各向异性(fractional anisotropy,FA)FA值值表示各表示各向异性与整个扩散的比值,其范围在向异性与整个扩散的比值,其范围在0-1之间,之间,1表示最表示最大各向异性,大各向异性,FA值越大,神经传导功能越强。值越大,神经传导功能越强。DTI纤维束三维成像纤维束三维成像 FA对细胞外的水肿敏感,所以对白质纤维对细胞外的水肿敏感,所以对白质纤维 内的水分子敏感,将不同走行的纤维束标内的水分子敏感,将不同走行的
5、纤维束标 记不同颜色,得到彩色编码记不同颜色,得到彩色编码FA图。根据图。根据FA 数据可以重建白质纤维束,从而反映白质数据可以重建白质纤维束,从而反映白质 纤维的解剖结构,图呈现纤维束的形状纤维的解剖结构,图呈现纤维束的形状(断断 裂、狭窄、弯曲裂、狭窄、弯曲)DTI纤维束成像三种形式纤维束成像三种形式水肿或移位,指白质纤维仍保持正常的各水肿或移位,指白质纤维仍保持正常的各向异性,但位置可能发生变化;向异性,但位置可能发生变化;、稀疏、稀疏、紊乱或部分破坏,而且局部纤维束杂乱无紊乱或部分破坏,而且局部纤维束杂乱无序,但仍能辨认;序,但仍能辨认;破坏破坏 指白质纤维各指白质纤维各向异性程度降低
6、,不能辨认向异性程度降低,不能辨认 正常正常DTI脑干皮质脊髓束三维成像脑干皮质脊髓束三维成像 患者皮质脊髓束三维成像患者皮质脊髓束三维成像应用应用 42例外伤或外伤手术后不同程度梗塞患者,根据伤后出现症状时间分为:超早期组(1-7天)8例。患者因缺乏特异性临床症状及体征,主要为外伤或外伤术后意识障碍加重,肢体活动减少,头痛、恶心呕吐、偏瘫、肢体麻木、眩晕、等,或上述表现加重,肌力下降,抽搐,语言障碍,或出现用外伤无法解释的症状和体征或小脑幕切迹疝患者脑疝原因,出现神经系统阳性定位。伤后伤后5小时,仅小时,仅DWI显示梗塞显示梗塞18小时后小时后FLAIR、DWI均显示梗塞均显示梗塞42例合并
7、梗塞组例合并梗塞组梗塞各期分别行梗塞各期分别行CT、FLAIR、DWI 检查阳性例数结果检查阳性例数结果分期分期例数例数CTCTT2/FT2/FDWIDWI超急性期超急性期13131 12 2*1212*急性期急性期21212 21414*2121*亚急性期亚急性期8 84 47#7#8#8#总计总计42427 723234141FLAIR、DWI相比较:相比较:*p001;*0.01p0.05超急性期(超急性期(P001)急性期)急性期(0.01p0.05)超急性期)超急性期+急性期(急性期(P001)测梗塞侧和梗塞对侧测梗塞侧和梗塞对侧ADC、FA值值分分 期期ADC值值103mm2/sF
8、A值值梗塞侧梗塞侧对对 侧侧梗塞侧梗塞侧对对 侧侧超急性期超急性期0.4120.017*#0.6820.013*0.4510.015*#0.6890.028*急性期急性期0.4010.020*#0.6420.010*0.3810.*#0.6610.015*亚急性期亚急性期0.4650.016*#0.6560.012*0.3530.025*#0.6010.036*ADC值注值注:*表示梗塞侧与对侧比较,表示梗塞侧与对侧比较,pO01#表示梗塞侧超急性期、急性期与亚急性期比较表示梗塞侧超急性期、急性期与亚急性期比较p0.05表示梗塞对侧超急性期、急性期与亚急性期比较表示梗塞对侧超急性期、急性期与亚
9、急性期比较pO05 FA值注值注:#表示梗塞侧超急性期、急性期与亚急性期比较表示梗塞侧超急性期、急性期与亚急性期比较pO01;*表示梗塞表示梗塞侧与对侧比较,侧与对侧比较,pO01急性期与亚急性期比较急性期与亚急性期比较pO05表示梗塞对侧超急性期与急性期、亚急性期比较表示梗塞对侧超急性期与急性期、亚急性期比较pO05图图A为测梗塞侧及对侧为测梗塞侧及对侧ADC值值 图图B测双额部挫伤测双额部挫伤ADC值值AB 在超早期,梗塞区脑组织细胞毒性脑水肿,组织内水含量尚未有明显变化,组织内水分子弥散强度下降,ADC值降低,在DWI图像上呈高信号。进一步发展,血管内皮细胞损伤,细胞通透性增加,细胞间隙
10、水分聚积导致血管源性脑水肿,水分子弥散能力进一步下降,ADC值进一步降低,并维持一定时间至亚急性期升高。各个病期梗塞灶各个病期梗塞灶ADC 值变化值变化性好,FA值测定和白质纤维束示踪图较ADC预后不同两组与对照组各感兴趣区ADC值(S)本研究62例(40例预后良好,22例预后不良)各个病期梗塞灶ADC 值变化3、超急性期时,组织因缺血缺氧时,会造成细胞膜离子泵转运障碍,这将直接导致细胞内钠离子水潴留,细胞内外水分的比例失调,但组织中总水含量在这个阶段并无增加,DWI上表现为高信号,而T2WI及FLAIR 序列上信号可无明显改变。重型颅脑创伤(severe trauma随着梗塞区脑组织向变性坏
11、死发展,血管源性水肿的出现,血管内水分子进入细胞外间隙,使自由弥散增多,DWI上信号逐渐降低.ADC值(103mm2/s)FA对细胞外的水肿敏感,所以对白质纤维对于超早期 FA值改变,目前尚无统一定论,推测由于细胞外水向细胞内转移,可能导致细胞膜向外弯曲度增加,白质纤维束间空间减少,限制了垂直于神经纤维方向上的水分子弥散,引起了弥散的各向异性的增加,部分FA值增高;病情进展观察以及预后预测是我们所面对ADC值注:*表示梗塞侧与对侧比较,pO01#表示p 005率、致残率仍然很高,占首位。DTI能够显示脑外伤患者白质纤维束状态,是目前在体外、无创评估纤维束病理改变的有价值手段之一,对研究脑的显微
12、结构、判断神经功能预后有独特作用。水肿或移位,指白质纤维仍保持正常的各向异性,但位置可能发生变化;#表示梗塞侧超急性期、急性期与亚急性期比较pO05急性期与亚急性期比较pO05(p 005);外伤合并梗塞是影响脑外伤伤情及预后重要因素,其病情发展判断、诊断、治疗存在一个“时间差”,而且临床症状常被原发脑外伤症状所掩盖,CT、常规MRI发现异常要在梗塞后6-12小时以上,不能在超早期得到及时诊断治疗。合并梗塞侧合并梗塞侧ADC变化图变化图:外伤后外伤后 出现梗塞出现梗塞 超急性期超急性期ADC下降下降急性期持续下降急性期持续下降 亚急性期升高亚急性期升高 接近对侧接近对侧各个病期梗塞灶各个病期梗
13、塞灶FA值变化值变化 对于超早期 FA值改变,目前尚无统一定论,推测由于细胞外水向细胞内转移,可能导致细胞膜向外弯曲度增加,白质纤维束间空间减少,限制了垂直于神经纤维方向上的水分子弥散,引起了弥散的各向异性的增加,部分FA值增高;随病情发展,FA值持续降低,主要是因为细胞结构破坏,导致组织微观结构正常顺序丧失,从而使各向异性显著降低 。预后不同两组与对照组各感兴趣区ADC值(S)感兴趣区感兴趣区ADC值(值(103mm2/s)对照组对照组预后良好组预后良好组预后不良组预后不良组大脑皮质大脑皮质0.7820.041#0.7420.055*#0.5590.031*内囊后肢内囊后肢0.6710.02
14、6#0.6010.061*#0.4760.036*桥脑后部桥脑后部0.7250.0290.7180.023*0.4210.040*丘丘 脑脑0.7190.0180.7080.021*0.4910.035*半卵圆中心半卵圆中心0.6990.0230.6740.031*0.3670.041*胼胝体压部胼胝体压部0.7630.0190.7540.039*0.5010.021*额叶白质额叶白质0.7260.055#0.6640.051*#0.3540.051*x预后良好组预后良好组ADC值在额部、内囊、大脑皮质与对照组比较有显著性差异值在额部、内囊、大脑皮质与对照组比较有显著性差异(p 0.05);预
15、后不良组各感兴趣区);预后不良组各感兴趣区ADC值与对照组、预后良好组有差异值与对照组、预后良好组有差异(p001)。注:注:*表示表示p 001;#表示表示p 005 预后不同两组与对照组各感兴趣区预后不同两组与对照组各感兴趣区FA值值感兴趣区感兴趣区 FA值值对照组对照组预后良好组预后良好组 预后不良组预后不良组大脑皮质大脑皮质0.280.01*#0.240.016*#0.180.032#内囊后肢内囊后肢0.720.03*#0.640.041*#0.420.042#桥脑后部桥脑后部0.570.03*#0.510.032*#0.420.021#丘丘 脑脑0.340.01*#0.300.014
16、*#0.210.014#半卵圆中心半卵圆中心0.540.022*#0.460.023*#0.410.034#胼胝体压部胼胝体压部0.780.031*#0.600.06*#0.480.088#额叶白质额叶白质0.550.021*#0.460.042*#0.340.063#预后良好组与对照组桥脑后部、丘脑、半卵园中心区、内囊后肢、胼胝体压部、预后良好组与对照组桥脑后部、丘脑、半卵园中心区、内囊后肢、胼胝体压部、额部额部FA有差异(有差异(p 005),预后不良组与对照组、预后良好组相比显著下),预后不良组与对照组、预后良好组相比显著下降(降(p 001););注:注:*表示表示p 005;#表示表
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