专利名称：一种利用高分辨率3d-mri研究视神经病变的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高分辨率3D-MRI研究视神经病变的方法。
背景技术：
视神经病变为眼科常见病变部位之一，临床上往往表现为视力下降或失明，影响患者的生活及生存质量，早期发现和正确诊断视神经病变为正确治疗和提高疗效的关键。 肿瘤、炎症、创伤等可以引起视神经各项解剖测量值的异常，随着神经眼科学的发展，青光目艮、各种眼底疾病对视神经状态的影响也日益被报道。因此影像学观察视神经解剖状态意义重大。MRI具有软组织分辨率高、无放射、任意断面成像、无性伪影等特点，特别是近年来扫描技术的发展，显示能力明显提高，能清楚显示视神经解剖细节和微病变，是视神经病变的较佳影像检查方法。研究者曾比较MRI所得视神经的数据与尸检结果做比较，得出结论 MRI可以较好的在活体下体现视神经的解剖状态(毛青et al. MRI与解剖对比研究视神经-眼平面脑外段视神经的表现.医学影像学杂志18，821-拟40008).)。以往文献多利用MRI测量视神经径线(尤其是各段视神经的直径)(温生贵，张伟国，龚水根&陈金华.正常成人眶内段视神经的MRI测量研究.实用放射学杂志16， 556-559 (2000).毛青et al.正常成人脑外段视神经的MRI研究.中国CT和MRI杂志2， 4-6 (2004).)，但是视神经个体差异大，并不是单一的标准圆形，尤其在有视网膜神经节细胞死亡及视神经轴突丢失的疾病中，视神经截面形状更会多样化(王鸿启，蒋志科&付相平.现代神经眼科学.北京人民卫生出版社328，329 (2005).)，因而用直径来检测视神经的解剖状态并不精确。从而有学者引入了视神经截面积这一指标。由于视神经的截面形状多样，单纯用视神经直径并不能代表视神经的解剖状况。因视神经与各轴线间均存在夹角(李风鸣.眼科全书.中册.北京人民卫生出版社，1343-1 (1997))，用普通MRI方式，或者有学者仅用冠状位下的近似截面代替 (Kitsos, G. , Zikou, Α. K. , Bagli, Ε. , Kosta, P. Mrgyropoulou, Μ. I. Conventional MRI and magnetisation transfer imaging of the brain and optic pathway in primary open-angle glaucoma. Br J Radiol 82，896-90(^2009).)，或者通过两次以上扫描构建垂直于视神经的平面(梁长虹&黄飚.视神经磁共振成像方法研究.现代临床医学生物工程学杂志8，191-193(2002).)，增加了操作步骤，增加了病人痛苦。3D-MRI通过一次扫描，可重建任意平面的像，解决了这一难题。另外，3D-MRI所得图像可以构建任意平面，保证了在获得视神经截面积的同时不影响必须通过其他平面获取的数据的获得。l&^^rXm^M^^t (Ito, Y. et al. Morphological changes in the visual pathway induced by experimental glaucoma in Japanese monkeys. Exp Eye Res89, 246-55 (2009).)、人类青光眼尸检研究(Gupta, N.，Ang, L. C.，Noel de Tilly, L.， Bidaisee, L.&Yucel, Y. H. Human glaucoma and neural degeneration in intracranial optic nerve, lateral geniculate nucleus, and visual cortex. Br J Ophthalmol 90,674-8(2006).)以及人类活体的神经影像学研究(Kitsos，G.，Zikou, A. K.，Bagli, E.， Kosta, P. Mrgyropoulou, Μ. I.Conventional MRI and magnetisation transfer imaging of the brain and optic pathway in primary open-angle glaucoma. Br J Radiol 82, 896-900(2009) ·、Filippi,M. et al. Magnetization transfer imaging of patients with definite MS and negative conventional MRI. Neurology 52,845-8(1999).) 光眼是整个视路的综合征群，自视网膜神经节细胞开始，经视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射到视皮质的结构均存在形态学和功能学改变。将青光眼归为眼部和脑部神经变性性疾病对认识青光眼的发病机制、建立系统全面的治疗策略、挽救患者视力具有十分重大的意义(刘旭阳，王宁利&陈晓明.青光眼是一种中枢神经系统疾病吗？眼科，4-7.)。 文献报道青光眼病人因视神经萎缩，其直径明显低于正常对照(Kashiwagi，K.，Okubo, T. &Tsukahara, S. Association of magnetic resonance imaging of anterior optic pathway with glaucomatous visual field damage and optic disc cupping. J Glaucoma 13，189-95 Q004).)，正冠状位下截面积小于正常对照。
发明内容
本发明的技术方案是提供了一种新的研究视神经病变的方法，它是利用高分辨率 3D-MRI研究视神经病变。本发明提供了一种利用高分辨率3D-MRI获得眶内段视神经准确截面积的方法， 它是采用Tl加权三维成像序列(MPRAGE)扫描，其中，扫描矩阵为=256x256x176，分辨率 lxlxlmm，扫描时间7min7s，利用西门子专用分析软件syngo MultiModality Workplace对所得图像进行三维重建，获得眶内段视神经的垂直截面，获得截面积；将所得结果统计学分析，判断原发性开角型青光眼患者与正常人视神经截面积的差异。本发明方法首次将高分辨率3D-MRI及其图像重构技术应用于视神经眶内段截面积的测量，单次扫描后利用3D-MRI图像的三维重建功能，得到垂直于视神经的平面，测量视神经出眼球到总腱环中点的截面积，并要求两位测量者重复测量，所得结果须达到统计学无差异后取均值，保证了结果的准确性。利用此方法，所得晚期原发性开角型青光眼患者组眶内段视神经截面积(6. 67士2. 23mm2)明显小于正常对照组(10. 10士3. 14mm2)，差异有统计学意义。利用3D-MRI扫描，可重建视神经任意段的完全垂直于视神经的截面，该方法扫描时间短，操作简便，所得数据准确，是研究视神经病变的良好手段；晚期原发性开角型青光眼患者的眶内段视神经截面积明显小于正常人，进一步验证了方法的可行性。
图13D-T1正矢状位像图2构建垂直于视神经的平面 3R0I 画法图 4 双眼 ROI
具体实施方式
实施例1本发明利用3D-MRI研究视神经病变的方法1.1研究对象原发性开角型青光眼患者15名(9男6女)，正常对照15名(9男 6女)。晚期原发性开角型青光眼患者纳入标准(1)确诊为双眼原发性开角型青光眼(2)系统的眼科查体，排除其他可能影响视网膜、视神经的眼科疾病(3)系统的神经科查体，排除神经系统疾病(4)精神科检查排除精神疾病(5)双眼视野明显缺损。(6) C/D ^ 0. 8正常对照纳入标准(1)与对照组年龄、性别匹配(2)系统的眼科查体，排除其他可能影响视网膜、视神经的眼科疾病(3)系统的神经科查体，排除神经系统疾病(4)精神科检查排除精神疾病1.2仪器设备德国西门子公司3. OT超导型磁共振成像仪(型号3T Trio) ；32通道头颅线圈；西门子专用图像分析软件syngo MultiModality Workplace (Series Number 3064，Version VE31A)。1. 3扫描参数扫描序列T1加权三维成像序列(MPRAGE)，扫描参数见图1回波时间 /TE 1900ms重复时间/TR 2. 27ms视野/FOV240X240X170扫描矩阵256x256xl76分辨率1X 1X Imm扫描时间7min7s1.4数据获得1. 4. 1 3D-T1正矢状位像，见图11. 4. 2构建垂直于视神经的平面因冠状位上比较容易获得视神经完整断面，图像的重建以冠状面为基础平面，图 2-A红色线为重建平行于视神经的斜矢状平面的指示线，所得像为图2-B，在2-B基础上以绿色线为基准可构建视神经任意段的垂直截面，本实验取视神经出眼球到总腱环的中点截面，重建所得图像为图2-C所示。拉动绿色线可获得视神经不同位置的垂直截面。画取感兴趣区(Region of Interest，R0I)，获得截面积在MPRAGE序列中，视神经为极低信号呈黑色，周围环绕低信号呈灰色的脑膜鞘， 外周的框内组织为高信号呈白色，我们的ROI取中心极低信号呈黑色的视神经部分。分别手动画取左右眼极低信号的神神经截面，得到视神经的截面积，见图3、图4。由两个测量者进行上述操作，二人所得数据统计分析无差异方为可用数据，二者取平均值得到所需视神经截面积。
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1. 5统计学处理所得测量结果以均数士标准差(X士S)表示，青光眼患者组与正常对照组组间作t检验，P < 0. 05为有统计学差异。二.结果表1原发性开角型青光眼患者组与正常对照的年龄性别匹配情况
权利要求
1. 一种利用高分辨率3D-MRI获得眶内段视神经准确截面积的方法，其特征在于它是采用 Tl 力口权三维成像序列(magnetization-prepared rapid gradient-Echo, MPRAGE)扫描，其中，扫描矩阵为=256x256x176，分辨率lxlxlmm，扫描时间7min7s，利用西门子专用分析软件syngo MultiModality Workplace对所得图像进行三维重建，获得眶内段视神经的垂直截面。
全文摘要
本发明提供了一种利用高分辨率3D-MRI及其图像重建技术研究视神经病变的方法。利用3D-MRI扫描，可重建视神经任意段的完全垂直于视神经的截面，该方法扫描时间短，操作简便，所得数据准确，是研究视神经病变的良好手段；晚期原发性开角型青光眼患者的眶内段视神经截面积明显小于正常人，进一步验证了方法的可行性。
文档编号A61B3/14GK102525461SQ20101061442
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘旭阳, 刘果, 吴起柱, 李宏霞, 王莉, 阳琴, 陈伟伟, 陈俊, 龚启勇 申请人:四川大学华西医院, 国家成都中药安全性评价中心, 成都华西海圻医药科技有限公司