扩散张量磁共振成像数据分析的TBSS方法评价

针对流行的磁共振扩散张量成像数据分析工具TBSS,提出了一种定量评估的方法。首先构建模拟数据,由31个正常人的DTI-FA图像人工模拟得到多组白质不同程度损伤程度的阿兹海默症病人组数据。将模拟得到的多组病人数据分别与正常组进行基于体素的TBSS分析。通过计算分析结果中有显著性差异的体素数量和真实变化体素数量之间的比例关系,得到该分析方法的敏感性和特异性指标。结果显示TBSS分析敏感性增大的同时伴随着特异性的减小。当模拟病人组FA值减小幅度比较大时,敏感性可达到90%以上,但特异性会不足50%,甚至更低。因此在使用TBSS进行相关疾病研究时,分析结果的判读要考虑到可能的假阳性结果,应结合其他的医学实验和研究结果进行综合分析。

三体散射长钉(TBSS)在C波段雷达中的应用研究

利用普洱CIND3830-CC天气雷达资料、地面观测资料进行统计分析,研究2004-2013年普洱C波段天气雷达中27次三体散射长钉（TBSS）的统计特征、地面降雹与TBSS的对应关系,并对TBSS在冰雹预警方面的应用进行探讨,结果表明:（1）C波段雷达中,产生TBSS的回波的反射率因子范围为55.068.4 dBz,70%的TBSS出现在反射率因子≥60 dBz时。（2）TBSS的维持时间为1079 min,63%的TBSS维持时间超过20 min。（3）TBSS一般出现在4.09.5 km,最低出现在2.6 km,最高出现在11.4 km。（4）TBSS长5.622.4 km,宽1.514.6 km,TBSS宽度与强回波区径向外侧的60 dBz以上回波的面积成正比,但TBSS的长度与反射率因子核心的强度和宽度无明显对应关系。（5）出现TBSS时,59%的回波出现了降雹,11%的回波出现了强冰雹。（6）出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS预报冰雹的时间提前量为5100 min,平均为34.5 min。（7）在出现TBSS且出现降雹的过程中,TBSS的宽度与冰雹的大小或降雹密度成正比。此外,分析了出现TBSS但未降雹的原因,找出了TBSS配合垂直液态水含量密度(DVIL)和45 dBz伸展高度、TBSS配合回波宽度和45 dBz伸展高度的预报冰雹的方法,在出现TBSS特征的回波中,上述方法的预报准确率分别达89%和94%（临界成功指数为0.89和0.94）。

长期舞蹈训练对白质纤维微结构影响的TBSS比较研究

舞蹈涉及复杂的感觉运动信息处理,长期舞蹈训练可能让脑产生功能与结构的可塑性改变。目前关于舞蹈训练导致的白质结构研究相当有限,缺乏统一的结果,因此对舞蹈家与正常对照组的白质纤维微结构指标进行比较研究,以探索舞蹈家白质纤维微结构的特异性改变。采集18名舞蹈家及与之匹配的25名对照被试的磁共振扩散张量成像(DTI)数据,使用基于纤维束示踪的空间统计分析(TBSS)技术,对被试白质纤维的部分各向异性分数(FA)和平均弥散率(MD)图谱进行体素级别统计分析。采用t检验,对比两组被试数据的差异。结果表明,舞蹈家在涉及感觉运动信息处理的白质纤维微结构的一致性降低:在胼胝体压部、左侧内囊前肢(左侧丘脑辐射前部)、左侧内囊后肢(左侧皮质脊髓束)存在显著降低的FA值,在左侧内囊后肢(含部分左侧下纵束、左侧上纵束与左侧皮质脊髓束)、左侧外囊(含部分下额枕束与钩束)、左侧冠状束前部与胼胝体膝部存在显著升高的MD值。以上结果提示,舞蹈训练可能导致脑内特定白质纤维束的交错更多,连接不同脑区的轴突纤维更为发散,进而影响感觉运动信息的上下行传递与左右脑信息整合效率。同时,长期舞蹈训练可能对主导运动控制的左半脑的白质通路影响明显。

51例癫痫患者脑白质结构特点研究

目的分析癫痫患者脑白质结构的特点。方法选择东莞市第三人民医院51例癫痫患者,分为癫痫组和健康对照组,癫痫组又分为影像检查阴性组、颞叶癫痫组[颞叶局化性脑皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)合并海马硬化(hippocampal sclerosis,HS)组]。健康对照组与癫痫组均进行全脑弥散张量(diffusion tensor imag-ing,DTI)扫描,DTI数据则通过基于成像纤维束示踪的空间统计(tract-based spacial statistics,TBSS)进行统计。结果与健康对照组相比,影像检查阴性组大脑白质纤维的部分各向异性(fractional anisotropy,FA)值均显著降低(P<0.05),径向扩散系数(radial diffusivity,RD)值显著升高(P<0.05),差异均有统计学意义;该组与健康对照组的平均弥散率(mean diffusivity,MD)值和轴向扩散系数(AD)值在各脑区差异均无统计学意义(P>0.05)。与健康对照组相比,颞叶癫痫组大脑白质纤维的FA值显著降低(P<0.05),RD值和MD值显著升高(P<0.05);影像学阴性组与颞叶癫痫组之间的FA、AD、RD和MD值在各脑区差异均无统计学意义(P>0.05)。在颞叶癫痫组内,病灶分布于大脑白质左侧相对于病灶分布于右侧的FA值在各脑区内均显著降低(P<0.05),RD值均显著升高(P<0.05),2组MD值和AD值的差异均无统计学意义(P>0.05)。结论无论是影像表现阴性的癫痫患者还是颞叶癫痫患者,其大脑白质纤维束均存在广泛性的损伤;颞叶癫痫病灶虽然局限,但可影响大脑网络连接,且颞叶癫痫波及的相关大脑网络连接所在的脑区还是比影像学阴性表现组广泛,即特发性广泛性癫痫的脑区范围明显局限,并且受病灶偏向的影响。

骨架化弥散指数在识别年龄相关鼠脑微结构改变中的应用效果

目的探究骨架化弥散指数能否灵敏检测鼠脑年龄相关微结构变化,并进一步探讨小鼠性成熟到体成熟阶段神经可塑性。方法运用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)扫描8周龄和12周龄小鼠,基于ANTs(advanced normalization tools)改良基于纤维束追踪的空间统计(tract-based spatial statistics,TBSS)分析小鼠白质骨架,并首次使用骨架化平均扩散率的峰宽(peak width of skeletonized mean diffusivity,PSMD)评估小鼠年龄相关的白质微结构特征。结果在大部分白质纤维束中,如前连合、胼胝体前部和膝部等,体成熟小鼠各向异性分数(fractional anisotropy,FA)显著高于性成熟小鼠(P<0.05)。在小鼠胼胝体体部中间区域、扣带回区域,体成熟小鼠FA明显下降(P<0.05)。体成熟小鼠PSMD稳定增加(P<0.001)。结论骨架化弥散指数能敏感地识别出性成熟到体成熟小鼠脑微结构改变,提示性成熟后白质束仍有髓鞘形成,神经纤维进一步成熟。

孤独症谱系障碍男童脑白质结构的弥散张量成像研究

目的探讨孤独谱系障碍（autism spectrum disorder children，ASD）患儿与正常对照儿童大脑白质结构的差异及差异脑区与年龄和临床症状之间的相关性。方法对33例ASD男患儿和33例性别、年龄、利手相匹配的健康对照进行弥散张量成像（DTI）扫描，采用孤独症诊断观察量表（ADOS）和小儿神经心理发育检查表（简称儿心）等量表评估临床症状，采用基于纤维骨架的空间统计（TBSS）方法分析两组儿童全脑DTI的各向异性分数（fractional anisotropy，FA），得出FA值存在差异的脑区，并分析其与年龄及临床症状之间的关系。结果（1）ASD组大脑胼胝体体部（BCC）（X=-10，y=11，z=26；P=0．0012），左侧内囊后肢（LPLI）（x=-23，y=-11，z=12；P〈0．01），左侧前放射冠（LACR）（x=-28，y=28，z=16；P〈0．01）、左侧上放射冠（LSCR）（x=-27，y=-1，z=21；P=0．0017）部位FA值显著降低。（2）ASD组BCC，LACR、LSCR白质纤维束FA值与年龄存在正相关性（r=0．436，P=0．012；r=0．443，P=0．010；r=0．475，P=0．005）；正常对照组差异脑区白质纤维束FA值与年龄存在负相关（r=-0．359，P=0．043；r=-0．300，P=0．095；r=-0．387，P=0．028；r=-0．402，P=0．022）。（3）LPLI与ADOS（沟通：r=0．406，P=0．025；沟通＋社会互动：r=0．377，P=0．039；刻板行为和局限兴趣：r=0．375，P=0．041）、小儿神经心理发育得分（大运动：r=-0．409，P=0．024）存在相关性，LSCE与小儿神经心理发育（大运动：r=-0．539，P=0．002，适应能力：r=-0．373，P=0．041，智龄：r=-0．388，P=0．034）得分存在相关。结论儿童大脑BCC，LPLI，LACR、LSCR的脑白质微结构改变可能是构成ASD的病理生理基础；ASD儿童脑白质结构发育程度随年龄增长的变化趋势与正常儿童不同；LPLI，LSCR白质微结构的改变与ASD症状存在相关性。

基于纤维束追踪空间统计的内侧颞叶癫痫患者弥散张量成像研究

本研究通过分析磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)数据,观察内侧颞叶癫痫(mesial temporal lobe epilepsy,mTLE)患者大脑白质的改变。46例伴有单侧海马硬化的内侧颞叶癫痫患者(24例左侧颞叶癫痫和22例右侧颞叶癫痫),以及42例年龄和性别匹配的正常志愿者纳入本研究。采用基于纤维束追踪的空间统计分析方法(track-based spatialstatistics,TBSS),主要观察患者各向异性系数(fractionsal anisotropy,FA)的变化。结果发现,与正常志愿者相比,左侧mTLE患者FA降低的区域呈双侧分布,稍偏向患侧,胼胝体、上纵束、下纵束、内囊前肢等白质双侧都有异常,而扣带束、下额枕束只在左脑显著降低;右侧mTLE患者FA降低主要见于右脑,包括胼胝体、上纵束、下纵束和钩束等。结果表明,基于TBSS方法的DTI研究揭示了伴有海马硬化的mTLE患者的脑白质异常,有助于加深对mTLE病理生理机制的了解。