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编号:10500549
健康人61例海马体积测量——MR扫描研究
http://www.100md.com 《中国医学影像技术》 2000年第2期
     高旭光 嘎沙那 李绍英 黎庶 高思佳 孙文阁 金安玉

    摘 要 目的 采用MR扫描检测海马结构(HF)体积,建立标准化后HF体积的正常范围,探讨HF体积与年龄、性别、颅腔容积以及脑实质体积等因素的相互关系。方法 连续积累61例不同年龄的健康人(男29例,女32例),年龄6~82岁(平均37.8岁),用叠加法计算出双侧HF体积。以颅腔容积进行HF体积标准化,并求得HF体积的正常值范围。结果 右侧HF体积正常范围为2.196~2.952cm3,左侧为2.062~2.706cm3;HF体积与年龄及性别无关(P>0.05);右侧HF大于左侧(P<0.001)。结论 HF体积与年龄及性别无关;右侧HF大于左侧。

     关键词:海马结构 MR成像 体积测量
, 百拇医药
    癫痫是神经科常见病之一,一部分患者可能成为难治性癫痫,其中绝大部分为颞叶癫痫。65%~75%的颞叶癫痫存在一侧或双侧海马硬化。近年来MR海马体积测量广泛用于临床,成为颞叶癫痫术前定位定侧敏感而特异的神经影像学检查方法。建立标准化的海马结构(hippocampal formation;HF)体积正常值尤为重要。本文以颅腔容积作为校正因素对HF体积进行标准化,旨在探讨健康人HF体积MR测量的正常值,为今后神经影像学及神经内、外科临床工作提供一定的客观资料。

    1 材料与方法

    1.1 研究对象 选择符合以下8条的健康人进行MR检测:①体格检查无神经系统阳性体征,除外脑血管病;②无抽搐、小儿热痉挛史,无脑炎或脑膜炎史;③无各种原因所致的智能障碍;④无脑乏氧史;⑤无长期低血糖史;⑥无脑外伤史;⑦无精神病史;⑧符合以上7条行头颅MR常规扫描未见病灶者。

    1.2 分组 共61例,男29例,女32例,年龄6~82岁(平均37.8岁)。按年龄分为4组:6~20岁16例,平均13.4岁(其中14岁以下13例,15~20岁3例);21~40岁20例,平均35.4岁;41~60岁14例,平均49.1岁;61~82岁11例,平均66.3岁。
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    1.3 MR扫描方法 采用G E公司1.5 T Sigma MR扫描机及其工作站。每例研究对象行MR头颅扫描,定位于正中矢状位,作平行于脑干长轴的冠状斜切面扫描,后界通过四叠体中间部、相当于后连合水平,前界达胼胝体膝部、相当于白质前连合。扫描序列:反转恢复序列(IR)。扫描参数:TR=800ms,TE=20ms,TI=600ms,Nex=2,FOV=22×16,矩阵=256×192,层厚度5mm,无间隔。头部线圈为接收线圈。

    1.4 HF体积测量方法及HF体积标准化

    (1)HF定界及HF体积测量:准确合理地划定海马界限是HF体积测量的关键条件。经过熟悉HF及其周围结构的解剖关系后,根据HF冠状斜切面解剖,结合其他研究者的定界方法并稍加改进。其方法是在有HF的层面上用鼠标描绘HF边缘。海马体部与尾部的边缘较清楚,但海马头部与尾状核、钩无明显界限,描记时以侧脑室前端为标志,在海马旁回内缘作垂直线,线外为海马,线内为钩,钩前部为杏仁核。描绘的图像由MR工作站计算各层HF面积,将面积乘以层厚即为体积。
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    (2)颅腔容积及脑实质体积的测量:测量HF体积的同时,在同一冠状面上进行颅腔容积及脑实质体积的测量,利用扫描轴位的参考线定下界。脑实质体积测量是沿着脑皮质外缘描绘其边界并减掉脑室、脑沟及脑池,以平桥脑上缘的参考线为下界,平桥脑上缘扫描线以下的脑干结构不计算在内。颅腔容积测量方法是沿着头皮下脂肪内缘(含颅骨在内)描出颅腔边界至平桥脑上缘参考线下两个层面(15mm)为止。颅腔容积和脑实质体积的计算均用各层面积乘层厚度。为保证测量的一致性及尽量减少误差,61例的测量工作均由一人完成,且每例测量三次取其平均值,三次测量值误差小于10%。

    (3)HF体积的标准化:为减少或消除头颅大小对HF体积的影响,利用Jack等介绍的协方差分析方法进行HF体积的校正,以颅腔容积为校正因素。HF体积校正值按以下公式计算:AHV=OHV-Grad(CVi-CVmean),公式中AHV为校正后HF体积;OHV为校正前HF实际体积;Grad为HF实际体积(OHV)与颅腔容积之间直线回归曲线的回归系数;CVi为各例颅腔容积;CVmean为61例颅腔容积的平均值。
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    2 结果

    表1为各年龄组及不同性别校正前后HF体积的统计数值表。经统计学分析,校正前HF体积与年龄及性别无关(P>0.05),右侧HF体积大于左侧(P<0.001),两侧相差3.2%~6.8%。6~20岁16例,颅腔容积为415054±37917mm3,脑实质体积为297243±24051mm3;21~40岁20例,颅腔容积与脑实质体积分别为431337±27118mm3和292013±15182mm3;41~60岁14例,其值分别为410203±37965mm3和272970±19110mm3;61~82岁11例,其值分别为415846±34946mm3和270220±24681mm3。对4个年龄组进行方差分析,颅腔容积与年龄无关(P>0.05),而脑实质体积与年龄相关显著(P<0.01)。41~60岁组的脑实质体积小于40岁以下的两个年龄组(P<0.01)。61~82岁组与41~60岁年龄组之间无统计学差异,61~82岁组亦小于40岁以下的两个年龄组(P<0.05)。脑实质体积与年龄之间相关非常显著,相关系数(r=-0.48),而颅腔容积与年龄之间无确切的直线相关关系(r=-0.04)。表2为颅腔容积与HF体积之间的回归系数及其相关回归方程。校正后HF体积与年龄及性别无关(P>0.05),右侧HF体积仍大于左侧HF体积(P<0.001),两侧相差1.8%~6.9%。校正后HF体积平均值加减2个标准差,其正常值范围右侧为2.196~2.952cm3,左侧为2.062~2.706cm3
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    Table 1 Statistics Volume of Hippocampal Formation in Precorrect and Postcorrect

    Total

    n

    61

    Right HF(x±s)

    Left HF(x±s)

    Total HF(x±s)

    Precorrect

    Postcorrect

    Precorrect
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    Postcorrect

    Precorrect

    Postcorrect

    2.574±0.198*

    2.574±0.189*

    2.384±0.170*

    2.384±0.161*

    4.958±0.324*

    4.958±0.303*

    Sex
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    Male

    29

    2.630±0.235

    2.590±0.230

    2.415±0.196

    2.3 79±0.189

    5.045±0.405

    4.970±0.392

    Female

    32

    2.530±0.143

    2.558±0.144
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    2.356±0.140

    2.3 88±0.134

    4.879±0.204

    4.946±0.197

    Age Group (years)

    6~20

    16

    2.605±0.233

    2.612±0.230

    2.420±0.192

    2.42 6±0.186
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    5.025±0.367

    5.039±0.357

    21~40

    20

    2.587±0.153

    2.566±0.139

    2.387±0.146

    2.368±0.137

    4.975±0.265

    4.935±0.239

    41~60

    14
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    2.597±0.262

    2.613±0.220

    2.402±0.173

    2.415±0.137

    4.998±0.400

    5.029±0.314

    61~82

    11

    2.475±0.089

    2.481±0.145

    2.305±0.172

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    4.780±0.205

    4.791±0.273

    F=1.145

    F=1.339

    F=1.084

    F=1.402

    F=1.456

    F=1.857

    P>0.05

    P>0.05

    P>0.05
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    P>0.05

    P>0.05

    P>0.05

    *NS:t-test between male and female group P>0.05

    t-test between left and right HF volume P<0.001 (precorrect P:0.000008,postcorrect P:0.000005) Table 2 Cranial Volume-HF Volume Regressive

    Coefficient and Regressive Equation

    Regressive Coefficient
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    Regressive Equation

    Cranial Volume-right HF Volume

    0.176

    Right HF Volume=1836+0.17 6×PCRA

    Cranial Volume-left HF Volume

    0.156

    Left HF Volume=1730+0.156 ×PCRA

    Cranial Volume-total HF Volume

    0.332
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    Total HF Volume=3567+0.332 ×PCRA

    3 讨论

    海马属于边缘系统,左右各一,象两个逗号围绕着中脑,突入侧脑室的颞角。HF原是胚胎学名词,包含胼胝体下回、胼胝体上回、齿状回和海马,由于前两者已成为不甚明显的退化痕迹,故HF一般指海马本身(也叫Ammon's角)和齿状回。

    随着神经影像学检查技术的进展,MR-海马体积测量已经广泛地被应用于临床,该方法可弥补阅片中不易观察到的海马微细异常改变。因HF的特殊解剖位置,一般神经影像学手段难以检出,不是特殊扫描方式的MR也显示不清。采用平行于脑干长轴的冠状斜切面可清楚地观察到HF的横断面,是比较理想的HF检测方法,加上反转恢复序列软件的应用,使HF及其周围组织的解剖关系直观明了。

    由于采用MR扫描方法、参数以及HF定界的标准不同,文献报道的HF测量大小各异,本文检测的结果比较接近Bigler等报告的数据。Free等报道右侧HF体积平均值为2.80cm3,左侧2.77cm3;Jack等所测的右侧HF体积平均值为2.8cm3,左侧2.5cm3;国内张氏等报道男性右侧HF体积为3.34cm3、左侧2.41cm3,女性右侧HF体积为3.34cm3、左侧2.93cm3。亦有人报道的HF体积较大,如右侧HF体积为5.26cm3、左侧4.9cm3。本文所测的HF体积不包含海马周围其他组织结构,采用固定层面,重复性好,所测的数据误差小,是较理想的检测方法。文献报道的数据存在差异原因的另一种解释是,所测数据与描记者对局部解剖知识掌握的水平以及鼠标运用的熟练程度都有一定的关系。不论何种仪器型号及描绘方法,有一点是基本一致的,即右侧HF体积大于左侧,本文观察的结果也是如此,右侧海马体积比左侧平均约大3.8%,该因素在判定颞叶癫痫患者萎缩侧海马时应将其考虑在内。
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    尽管近年不少文献报道了MR-海马体积测量的正常数据,但多以成人为主,很少有包含各年龄段的资料。本文除21~60岁健康人之外,还补充了6~20岁和61~82岁两组健康人资料。本文结果提出了含小儿及老年健康人HF体积测量值,可能为相关疾病的对照研究提供客观的检测指标和基础工作。

    脑实质体积与年龄有一定的相关性,即随着年龄的增长大脑有不同程度的萎缩,但HF体积并非遵循这种规律。61~82岁脑实质体积小于40岁以下的两个年龄组,提示脑萎缩与年龄增长有一定的联系。HF体积与年龄无相关性,即HF体积不随年龄的增长而萎缩,这一结果可为MR检测不同年龄患者的海马体积提供客观依据。换言之,在HF体积测量中,不必考虑到年龄的因素,各年龄段的患者可放到一起进行比较。

    HF体积除了与年龄无关外,与性别亦无关系。Bigler等报道标准化前男性HF体积大于女性,标准化后女性HF大于男性。但文献中多数报道HF体积与性别无关,本文观察不论是标准化前还是标准化后,HF体积与性别均无关,与国外多数学者报道一致。
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    通过HF体积标准化前后分别进行颅腔容积与海马体积的相关性分析。标准化前HF体积与颅腔容积有一定的相关性,HF体积受头颅大小的影响;标准化后HF体积与颅腔容积相关性明显减小,经标准化处理后可明显缩小这种影响因素。

    作者简介:高旭光,男(1956—),辽宁省丹东市人。中国医科大学第一临床学院神经内科副教授。

    高旭光(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)

    嘎沙那(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)

    李绍英(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)

    黎庶(中国医科大学第一临床学院放射科)

    高思佳(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)
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    孙文阁(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)

    金安玉(中国医科大学第一临床学院神经科,辽宁 沈阳 110001)

    参考文献

    [1]Baulac M,Granat O,Gao X,et al.Hippocampal sclerosis and temporal epilepsy.An MRI study (Fren).Epilepsies,1991,3:245-255.

    [2]Bigler ED,Blatter DD,Anderson CV,et al.Hippocampal volume in normal aging and traumatic brain injury.AJNR,1997,18:11-23.
, 百拇医药
    [3]Cook MJ,Fish DR,Shorvon SD,et al.Hippocampal volumetric and morphometric studies in frontal and temporal lobe epilepsy.Brain,1992,115:1001-1015.

    [4]Jack CR,Twomey CK,Zinsmeister AR,et al.Anterior temporal lobes and hippocampal formations:normative volumetric measurements from MR images in young adults.Radiology,1989,172:549-554.

    [5]张文波,吴恩惠,廉宗微,等.海马结构的MRI体积测量.中国医学计算机成像杂志,1996,2:153-156.

    [6]Watson C,Andermann F,Gloor P,et al.Anatomic basis of amygdaloid and hippocampal volume measuremeat by magnetic resonance imaging.Neurology,1992,42:1743-1750., 百拇医药