Eclipse计划系统MU Objective工具在鼻咽癌容积调强放射治疗计划中的应用研究

目的:探讨Varian Eclipse计划系统MU Objective工具在鼻咽癌容积调强放射治疗(VMAT)计划中的应用,旨在保证治疗计划质量的同时降低治疗计划的机器跳数(MU)。方法:选取已接受容积调强放射治疗技术的21例鼻咽癌患者,在未使用MU Objective工具的情况下给每例患者设计治疗参考计划(MU_(ref));将使用MU Objective工具对MU_(ref)进行重新优化,分别设置MU_(ref)的MU的30%、50%、70%、90%和120%,分别命名为MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)、MU_(90%)和MU_(120%)。将治疗计划MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)、MU_(90%)和MU_(120%)分别与MU_(ref)进行配对t检验统计分析,比较两种治疗计划的靶区、危及器官(OAR)剂量分布和计划的MU。结果:使用MU Objective工具对参考计划优化MU后,与参考计划相比部分靶区和OAR剂量体积参数差异虽有统计学意义,但无临床意义。治疗计划参数为MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)和MU_(90%)时,与MU_(ref)比较计划MU平均分别减少21.5%、19.5%、16.6%和8%,差异有统计学意义(t=9.652,t=8.843,t=8.963,t=11.323;P<0.05)。在MU_(120%)时,治疗计划MU平均增加1.7%,但未显著提高靶区剂量覆盖。结论:对于鼻咽癌VMAT计划,使用Eclipse计划系统的MU Objective工具在减少计划MU的同时可获得与参考计划相似的剂量分布。MU Objective工具可作为鼻咽癌或其他部位VMAT计划的常规使用工具,以保证计划质量同时减少放射治疗计划的MU。

糖尿病神经病理性疼痛大鼠脑异常活动的功能磁共振研究

目的构建糖尿病神经病理性疼痛大鼠模型,利用功能磁共振成像技术,观察脑功能活动变化情况,探索异常功能活动的脑区。方法雄性SD大鼠48只,随机分为糖尿病组(n=36)和对照组(n=12)。糖尿病组通过腹腔注射60 mg/kg链脲佐菌素构建糖尿病模型,同时测定50%机械刺激缩足反射阈值的变化情况,根据触觉诱发性疼痛标准,糖尿病组大鼠被分成疼痛组及无痛组。利用锰离子增强功能磁共振成像技术进行大鼠脑功能成像,图像后处理分析糖尿病神经病理性疼痛大鼠脑内异常功能活动区域。结果成功构建糖尿病神经病理性疼痛大鼠模型,发现脑内存在显著性功能活动增强的区域,包括感觉皮层、腹内侧前额叶皮层、前扣带皮层、下橄榄核、梨状皮层、杏仁核及岛叶部分皮层。结论糖尿病神经病理性疼痛大鼠脑内部分脑区具有异常功能活动的表现,这些脑区很有可能参与该疼痛调控的中枢机制。

双重病理所致颞叶癫痫边缘系统MRI影像学表现

目的:总结双重病理(DP)所致颞叶癫痫(TLE)的边缘系统MRI影像学改变及特征。方法:对DP所致TLE 36例(左侧组20例,右侧组16例)与正常对照组(36例)进行多模态MR成像,分析两组边缘系统所在脑区T1WI灰质体积、指数化表观扩散系数(eADC)、脑血流量(CBF)差异,并进行统计学分析。结果:结构像及功能像均发现左侧、右侧TLE组边缘系统脑区与对照组差异具有统计学意义(FDR校正,P≤0.001),功能成像显示更广范围脑区分布,检出最明显异常为病侧海马及海马旁回、眶额皮质,其次为杏仁核、扣带回、内侧额上回,最后为额叶直回、丘脑,右侧组可累及对侧部分边缘系统脑区。结论:左、右侧DP所致TLE边缘系统损伤具有差异性,右侧组异常范围大于左侧。多模态MRI对边缘系统损伤评估具有重要价值。

轻度认知障碍患者脑皮层多特征分析与分类

揭示稳定型轻度认知障碍患者、转化型轻度认知障碍患者与健康正常人之间的脑结构及其形态变化差异,以区分3组人群.首先,选择73例健康正常人、46例稳定型MCI患者和40例转化型MCI患者,采集基线期以及1年和2年时间节点的脑结构磁共振图像;然后,应用Freesurfer软件计算皮层厚度、灰质体积、表面积和平均曲率等脑皮层形态结构特征,并分别利用T检验方法、稀疏约束降维法和递归特征消去法,选择重要特征;最后,利用线性支持向量机对3组人群进行分类,分析具有强分类能力的重要脑区及其分布.结果表明,递归特征消去法的分类性能最优,稀疏约束降维法次之,T检验最差;4种皮层特征融合,尤其是基线与纵向变化特征融合,可显著提高分类性能.脑皮层结构特征及其随时间的变化信息,能被有效地应用于稳定型和转化型MCI患者的自动分类.

MR影像体素形态学的阿尔茨海默病自动分类方法

为了确定轻度认知功能障碍(MCI)与阿尔茨海默病(AD)患者发生萎缩的重要脑区,实现正常老年人(NC)对照组、MCI与AD三组人群的分类,选择了178名被试的脑部MR影像,利用体素形态学与方差分析方法,考察NC,MCI与AD三组人群的MR影像中灰质体积差异;然后,采用递归特征消去法对特征进行降维;最后,利用线性支持向量机对这3种人群进行分类.实验结果表明,MCI组与NC组、MCI组与AD组、AD组与NC组的平均分类准确率分别为(90.2±1.3)%,(74.7±0.9)%,100%.对分类产生重要影响的脑区包括海马、海马旁回、杏仁核、梭状回和嗅皮层等.所提方法不仅能有效揭示NC,MCI,AD三组人群的脑灰质差异,阐明MCI患者与AD患者脑区发生萎缩的过程与特性,而且能准确区分这3组人群,具有显著的临床应用价值.

颞叶癫痫病患者的脑皮层多特征分类

为了自动识别左、右侧颞叶癫痫病患者,提出了一种基于脑皮层结构特征的分类方法.采集了21例左侧TLE患者(LTLE)、18例右侧TLE患者(RTLE)与28例健康正常人(NC)的脑结构磁共振图像,提取与分析其脑皮层形态结构特征.为了降低特征维数,利用递归特征消除法获取对分类有效的主要特征.然后,采用支持向量机对3组人群进行分类.结果表明,大脑皮层表面积为最佳分类特征,灰质体积也具有突出的分类能力,皮层厚度识别不同侧TLE的能力稍差,平均曲率对右侧TLE与健康人群的区分能力相对较弱.对分类有重要影响的脑区主要分布于颞叶、额叶与顶叶,尤其是大脑左侧脑区.由此证明利用脑皮层特征可以有效地区分不同侧TLE患者和健康正常人,TLE患者的左脑更易受损.研究结果有助于理解TLE患者的病理机制与进展规律、确定病灶位置及实现自动诊断.

MRI脑灰质形态学分析在双重病理所致颞叶癫痫的应用

目的应用基于体素形态学(VBM)及基于表面形态学(SBM)分析,探讨双重病理所致颞叶癫痫磁共振成像(MRI)脑灰质结构变化。方法收集病理确诊为海马硬化(HS)合并局灶性皮质发育不良(FCD)的双重病理颞叶癫痫患者36例(左侧癫痫组20例、右侧癫痫组16例)及健康对照组30例行MRI T_1WI 3D BRAVO序列扫描,使用SPM及Freesurfer软件分别进行灰质体积及皮层厚度、皮层表面积分析,并采用独立样本t检验获得有统计学差异脑区。结果左、右侧癫痫组与对照组比较,病侧大部分颞叶(含海马)灰质体积减小,左侧癫痫组同侧丘脑及杏仁核灰质体积减小,其差异均有显著统计学意义(FDR校正,P<0.001,K≥20体素)。癫痫组均出现部分颞叶及颞叶以外脑区皮层增厚,但左、右侧癫痫组异常脑区存在不同;同时癫痫组病变侧颞叶脑区皮层表面积减小,上述差异均具有统计学意义(未校正,P<0.01,顶点数≥100)。结论HS合并FCD致颞叶癫痫病变侧颞叶(含海马)灰质体积广泛缩小为主要形态学特征,皮层表面积减小对病变定侧也有一定作用,单纯通过皮层增厚观察双重病理中FCD存在一定局限性。

颞叶癫痫患者脑白质纤维束追踪空间统计分析与自动识别

为了定位颞叶癫痫(TLE)患者脑白质微结构发生异常的重要脑区,本文设立了正常对照组(NC)与TLE组两组人群,采集了50位受试者(其中NC组28人,TLE组22人)的脑部弥散张量成像(DTI)影像,分别计算其部分各向异性(FA)、平均扩散率(MD)、扩散系数(AD)、径向扩散系数(RD)等参数,并采用纤维束追踪空间统计方法(TBSS),获取组间差异的脑区,然后利用支持向量机(SVM),对NC组与TLE组进行分类,并与支持向量机-递归特征消除法(SVM-RFE)进行比较,最后对重要脑区及其分布进行分析与讨论。实验结果表明,TLE患者的FA值存在明显降低的脑区主要有胼胝体、上纵束、放射冠、外囊、内囊、下额枕束、钩束、矢状层等,基本呈双侧分布,其中大部分脑区的MD、RD值明显增高,AD值虽有增高,但差异无统计学意义。支持向量机-纤维束追踪空间统计法(SVM-TBSS)利用FA、MD、RD进行分类的准确率分别为82%、76%、76%,特征融合后分类准确率为80%;SVM-RFE利用FA、MD、RD进行分类准确率分别为90%、90%和92%,特征融合后分类准确率达到100%,SVM-RFE分类性能明显优于SVM-TBSS,对分类有重要影响的特征主要分布于联络纤维和连合纤维脑区。研究结果表明,DTI参数能有效地反映TLE患者的脑白质纤维异常改变,可用于阐明其病理机制、定位病灶及实现自动诊断。

锰离子增强功能磁共振成像在糖尿病大鼠脑功能变化研究中的应用

目的探讨锰离子增强功能磁共振成像技术在观察糖尿病大鼠脑功能活动变化中的应用价值。方法雄性SD大鼠36只按随机数字表法分为2组：糖尿病组（n=24）和对照组（n=12）。糖尿病组大鼠通过一次性腹腔注射60mg／kg链脲佐菌素构建糖尿病模型．以空腹血糖浓度及体质量等作为造模成功指标；对照组大鼠予腹腔注射等量的柠檬酸一柠檬酸钠缓冲液。利用锰离子增强功能磁共振成像技术对2组大鼠大脑进行功能成像，然后通过基于图像体素的t检验分析糖尿病大鼠脑内异常功能活动区。结果成功构建糖尿病大鼠模型。与正常大鼠相比．糖尿病大鼠脑内存在显著性功能活动增强的区域，包括感觉皮层、前扣带皮层、腹内侧前额叶皮层、嗅结节以及下橄榄核等；同时发现大脑中部分脑区出现功能活动抑制的表现，包括初级运动皮层、次级运动皮层以及视觉皮层。结论锰离子增强功能磁共振对于发现糖尿病大鼠脑内具有异常功能活动脑区具有重要意义，可早期提示糖尿病大鼠脑内相关结构性或病理性变化的出现。

轻度认知障碍的早期检测与转化预测研究进展

轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)具有发展为阿尔茨海默症(Alzheimer's disease,AD)的高度危险性,其发病机理、早期检测与进展状况跟踪预测是轻度认知障碍研究中3个重要问题。Aβ沉积与tau蛋白异常较好地解释了MCI/AD的致病机理与过程,是对MCI最为敏感的生化特征;认知能力评分适用于评估与确诊出现临床症状的患者;神经影像学,包括脑结构、脑功能与脑网络的研究,有效地推动了MCI/AD的研究,为临床诊断提供更直接的客观依据。将生化特征、神经心理学与神经影像学特征相结合,应用模式分类与预测模型,实现MCI/AD的分类,以及MCI的动态跟踪和进展状况预测,具有重要的研究意义与临床应用价值。