创伤性脑损伤患者基于体素的形态学研究

摘要

目的：使用基于体素的形态学方法（VBM）分别分析轻度、中重度创伤性脑损伤患者大脑灰白质密度、体积的改变模式及其与临床症状和行为之间的相关关系。从而探讨不同损伤程度创伤性脑损伤患者可能存在的病理生理机制及其临床意义。
　　方法：（1）对20例mTBI患者及20例健康志愿者扫描常规磁共振及T13D-MPRAGE图像，使用SPM8的Dartel-VBM提取灰白质密度、体积图像，使用双样本t检验来比较mTBI及正常对照组间灰白质密度、体积差异。
　　（2）对28例中重度TBI患者及28例健康志愿者扫描扫描常规磁共振及T13D-MPRAGE图像，使用SPM8的Dartel-VBM提取灰质密度、体积图像，使用双样本t检验来比较中重度TBI及正常对照组间灰白质密度、体积差异。
　　（3）分别将组间TBI患者的灰白质密度、体积的差异脑区与临床量表做Pearson线性相关，包括格拉斯哥昏迷评分（GCS）、残疾等级量表（DRS）、运动功能评估量表（MAS）、激动行为量表（ABS）、临床痴呆量表（CDR）、简易智能精神状态检查量表（MMSE）、汉顿焦虑量表（HAMA）、日常生活量表（ADL）。
　　结果：（1）mTBI患者存在灰白质密度、体积的减低（少）（体素p＜0.01，团块p＜0.05，Gaussian Random Fields校正），灰质密度减低区域：双侧小脑后叶、左侧小脑前叶；白质密度减低区域：右侧内侧前额叶；灰质体积减少区域：双侧枕叶距状皮层、左侧海马旁回；白质体积减少的区域：左侧内侧前额叶、右侧中央前回。
　　（2）中重度TBI患者存在灰质密度的异常改变（p＜0.05，False Discovery Rate校正，K≥30体素），灰质密度增加区域：左侧小脑后叶、左侧直回、右侧后扣带回、双侧楔前叶及双侧中央旁小叶，灰质密度减低区域：右侧小脑后叶、双侧海马旁回、左侧岛叶、右侧额中回、右侧颞上回、双侧尾状核/丘脑、左侧颞中回、左侧额下回、左侧前扣带回、右侧枕叶距状皮层；白质密度及灰质体积仅存在减低（少）（体素p＜0.01，团块p＜0.05，Gaussian Random Fields校正）现象，白质密度减低区域：双侧内侧前额叶；灰质体积减少区域：右侧海马旁回、右侧中央前回、双侧丘脑。
　　（3）mTBI患者右侧小脑后叶灰质密度减低与GCS评分（r=-0.461，p=0.012）、右侧内侧前额叶白质密度减低与MAS评分（r=0.427，p=0.021）、双侧枕叶距状皮层灰质体积减少与GCS评分（r=-0.469，p=0.010）及左侧内侧前额叶白质体积减少与MMSE评分（r=-0.402，p=0.031）均存在相关性；中重度TBI患者右侧小脑后叶灰质密度减低与CDR评分（r=-0.464，p=0.011）相关、与DRS（r=-0.678，p=0.001）、ADL（r=-0.480，p=0.008）、MAS（r=0.586，p=0.001）、MMSE（r=0.575，p=0.001）评分显著相关，右侧海马旁回灰质密度的减低与MMSE（r=0.459，p=0.012）、ADL（r=-0.385，p=0.039）评分相关及CDR评分（r=-0.475，p=0.009）显著相关，左侧海马旁回灰质密度的减低与ABS评分（r=-0.434，p=0.019）相关，右侧岛叶灰质密度减低与ABS（r=0.396，p=0.033）评分正相关，右侧额中回灰质密度减低与ADL（r=-0.413，p=0.026）评分相关，与MMSE（r=0.493，p=0.007）、CDR（r=-0.513，p=0.004）评分显著相关，双侧丘脑/尾状核灰质密度减低与ABS（r=-0.372，p=0.049）、CDR（r=-0.428，p=0.021）评分相关，左侧前扣带回灰质密度减低与CDR（r=-0.373，p=0.047）评分相关，右侧内侧前额叶白质密度减低与CDR（r=-0.385，p=0.039）、MMSE（r=0.387，p=0.038）评分相关，双侧丘脑灰质体积减少与MMSE（r=0.409，p=0.028）、ADL（r=-0.413，p=0.026）评分相关，与DRS（r=-0.527，p=0.003）、MAS（r=0.518，p=0.004）评分显著相关，右侧中央前回灰质体积减少与ADL（r=-0.370，p=0.048）评分相关。
　　结论：TBI患者大脑灰白质形态相比于正常人出现显著改变，且这种变化与临床神经认知功能评估参数有着密切的关联，大样本数据特征的提取及纵向研究将有助于追踪TBI患者灰白质形态的发展和转归，为预后做出推断。

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中英文缩略词表

第一部分 轻度创伤性脑损伤患者基于体素的形态学研究

第1章 引言

第2章 材料与方法

2.1 研究对象

2.2 临床功能评估

2.3 数据采集

2.4 数据处理

2.5 统计分析

第3章 结果

3.1 mTBI组、HCs组一般情况分析

3.2 mTBI与HCs组相比灰质密度差异脑区

3.3 mTBI与HCs组相比白质密度差异脑区

3.4 mTBI与HCs组相比灰质体积差异脑区

3.5 mTBI与HCs组相比白质体积差异脑区

3.6 mTBI与HCs组相比灰质密度差异脑区与临床评估量表的相关性

3.7 mTBI与HCs组相比白质密度差异脑区与临床评估量表的相关性

3.8 mTBI与HCs组相比灰质体积差异脑区与临床评估量表的相关性

3.9 mTBI与HCs组相比白质体积差异脑区与临床评估量表的相关性

第4章 讨论

4.1 VBM概述

4.2 mTBI患者灰白质的异常改变及其与临床量表的关联

第二部分 中重度TBI患者基于体素的形态学研究

第1章 引言

第2章 材料与方法

2.1 研究对象

2.2 临床功能评估

2.3 数据采集

2.4 数据处理

2.5 统计分析

第3章 结果

3.1 中重度TBI组、HCs组一般情况分析

3.2 中重度TBI与HCs组相比灰质密度差异脑区

3.3 中重度TBI与HCs组相比白质密度差异脑区

3.4 中重度TBI与HCs组相比灰质体积差异脑区

3.5 中重度TBI与HCs组相比白质体积差异脑区

3.6 中重度TBI与HCs组相比灰质密度差异脑区与临床评估量表的相关性

3.7 中重度TBI与HCs组相比白质密度差异脑区与临床评估量表的相关性

3.8 中重度TBI与HCs组相比灰质体积差异脑区与临床评估量表的相关性

第4章 讨论

4.1中重度TBI患者全脑形态学的改变

4.2中重度TBI患者全脑形态学改变与其临床功能评估量表的相关性

全文结论与展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

综述: VBM-DARTEL技术在创伤性脑损伤中的应用进展