青藏高原號稱“世界屋脊”,是我國面積最大,海拔最高,居住人口最多的高原地區。缺氧是高原環境影響人體的最關鍵的因素之一。近年來,有關高原低氧對腦部影響的文獻報道比較多,例如對慢性高原病患者腦部的病理生理及神經影像學表現進展[1]做一綜述;研究發現,慢性高原病患者灰質體積增加的腦區為右側舌回、后扣帶回、雙側海馬及左側顳下回[2];平原移居至青藏高原地區并適應生活2年的正常成人的不同腦區灰、白質結構發生變化[3];也有學者發現,長期生活在海拔2600~4200 m地區的正常成人下達平原地區1年的腦灰白質結構發生改變[4].但是久居高原從未下達平原地區的正常成人的腦結構的變化尚未報道。
基于體素形態學測量(voxel-based morphometry,VBM)技術是一種全自動化、客觀進行全腦形態分析的技術,能夠定量和全面的評估大腦結構差異[5];此技術已經廣泛地應用于研究多種疾病導致的腦形態學改變[6].筆者應用優化的VBM技術,對高原及平原地區正常成人進行全腦結構的形態學測量,分析全腦結構變化。
1 材料與方法
1.1 臨床資料
1.1.1 研究對象搜集兩組正常成人參與本次研究,并均為漢族人;高原組共計16例,來自兩代以上均出生并長期居住在高原地區[居住海拔高度平均為(3628.88±295.72) m]的正常成人,其中男8 例,女8例,年齡18~24歲,平均(21.81±2.07)歲;受教育時間平均(11.69±0.48)年。平原組共計20例,其中男7例,女13例,平均年齡(21.85±1.90)歲,居住海拔高度平均為(391.72±373.24) m;受教育時間平均(13.50±3.56)年。兩組的平均年齡和受教育時間差異無統計學意義(P值分別為0.96和0.59)。
所有受檢者在檢查時均就讀于青海大學醫學院,到青海后1周內進行MRI檢查,檢查前均了解了檢查內容和意義并簽署知情同意書,并由青海省倫理委員會批準。
1.1.2 納入標準和排除標準納入標準:(1)常規頭顱MRI掃描無其他腦實質病變;(2)患者無MRI檢查的相關禁忌證;(3)臨床各項檢查確認無精神異常等;(4)均為右利手。排除標準:(1)有慢性高原??;(2)被確診的腦神經失調;(3)過去有腦部損傷致意識喪失。
1.2 MRI檢查方法
應用3.0 T超導MR成像系統(PHILIPS),標準頭顱8通道相控陣線圈完成所有掃描序列;研究對象首先進行常規頭部MR成像獲得T1WI和T2WI;同時采用超快速場回波(TFE)序列獲取3D-T1結構像,TR 7.5 ms,TE 3.7 ms,層厚2 mm,層間隔–1 mm,矩陣256 × 256,激發角度7°,掃描全腦將連續獲得176層矢狀面圖像;所有的掃描均由同一名資深影像科醫師操作完成。
1.3 數據處理及統計分析
將所有被試的原始數據導入個人電腦工作站,采用統計參數圖(SPM8)的嵌套軟件VBM8toolbox進行數據處理;計算和處理圖像矩陣在Matlab平臺上運行;數據處理包括:(1)對頭位偏差大的圖像進行位置校正;(2)每個被試3D-T1圖像分割成灰質、白質、腦脊液后,將所有被試者的MR圖像都配準至模板圖像,進行空間標準化處理;(3)采用半高全寬為8 mm的三維高斯核進行圖像平滑,并對處理后的結果進行統計分析。采用兩樣本t檢驗進行比較(檢驗參數t>3.7459,P<0.05;校正),選取相鄰像素(voxels)大于389個以上的組塊(cluster)才視為有差異的腦區,將檢驗結果疊加到T1結構圖的模板上,分析研究對象全腦結構體積的變化。