Nghiên cứu đặc điểm hình thái của đồi thị ở người trưởng thành bình thường bằng cộng hưởng từ khuếch tán 3.0 tesla

Nội dung text: Nghiên cứu đặc điểm hình thái của đồi thị ở người trưởng thành bình thường bằng cộng hưởng từ khuếch tán 3.0 tesla

1. T¹p chÝ y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI CỦA ĐỒI THỊ Ở NGƢỜI TRƢỞNG THÀNH BÌNH THƢỜNG BẰNG CỘNG HƢỞNG TỪ KHUẾCH TÁN 3.0 TESLA Phạm Thành Nguyên*; Lâm Khánh**; Nguyễn Duy Bắc*** TÓM TẮT Mục tiêu: mô tả đặc điểm hình thái đồi thị của người trưởng thành bằng cộng hưởng từ (CHT) khuếch tán 3.0 tesla. Đối tượng và phương pháp: xác định kích thước và thể tích của đồi thị trên hình ảnh chụp sọ não bằng CHT khuếch tán 3.0 tesla cho 50 người trưởng thành, từ đó so sánh các thông số kể trên giữa hai bên bán cầu và giữa hai giới. Kết quả: có sự khác nhau về kích thước của đồi thị giữa bên phải và bên trái, trong đó thể tích đồi thị bên phải lớn hơn bên trái. Thể tích đồi thị của nam lớn hơn của nữ ở cả hai bán cầu. Kết luận: bước đầu cung cấp bảng thông số tham chiếu kích thước và thể tích của đồi thị trên người trưởng thành người Việt Nam, là cơ sở quan trọng giải thích và tìm hiểu hoạt động của não bộ cũng như rất có ý nghĩa trong thực hành lâm sàng. * Từ khóa: Đồi thị; Cộng hưởng từ khuếch tán 3.0 tesla; Đặc điểm hình thái; Người trưởng thành. Anatomical Characteristics of Thalamus in the Adult Human Brain using Diffusion Tensor Tractography at 3.0 Tesla Scanner Summary Objectives: To describe the morphologic features of the thalamus in adult with diffuse magnetic resonance by diffusion tensor tractograph (DTI) at 3.0 tesla scanner. Subjects and methods: 50 cranial imagings of the adults acquired by diffusion tensor tractograph at 3.0 tesla scanner to determine the size and volume of the thalamus, thereby compare the above parameters between the two hemispheres and between the sexes. Results: There was a difference in the size of the thalamus between the right and left, in which the volume of the thalamus on the right is significant higher than that on the left. The volume of the thalamus in male is greater than in females in both hemispheres. Conclusion: The findings from this study initially provide a reference index for the size of the thalamus and the volume of the thalamus of adults in both sexes of Vietnamese, which is an important basis for interpretation and understanding the brain's activity as well as of great significance in clinical practice. * Keywords: Thalamus; Diffusion tensor tractograph 3.0 0 tesla; Morphologic features; Adults. * Đại học Y Dược Hải Phòng ** Bệnh viện TWQĐ 108 *** Học viện Quân y Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Văn Bắc (bachvqy@yahoo.com) Ngày nhận bài: 20/07/2017; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 20/08/2017 Ngày bài báo được đăng: 25/08/2017 64
2. T¹p chÝ Y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 ĐẶT VẤN ĐỀ Những hiểu biết cơ bản về đặc điểm hình thái và chức năng của đồi thị trên Nội đồi (đồi thị) là một phức hợp các hạt nhân nằm ở não trung gian. Những MRI có vai trò quan trọng trong giải thích tiến bộ gần đây của công nghệ hình ảnh và tìm hiểu hoạt động của não bộ cũng thần kinh đã cho chúng ta cái nhìn mới về như rất có ý nghĩa trong thực hành lâm cấu trúc giải phẫu của não người và đang sàng, tuy nhiên vấn đề này hiện chưa làm thay đổi hiểu biết của con người về được nghiên cứu tại Việt Nam. Mục tiêu: đồi thị. Hiện nay có thể phân định các cấu Mô tả đặc điểm hình thái đồi thị của người trúc dưới nhân đến kiểm tra kết nối chức trưởng thành bằng CHT khuếch tán 3.0 năng các khu vực khác nhau của não tesla. thông qua chụp CHT chức năng (fMRI), ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP thông qua nghiên cứu về não bộ trên NGHIÊN CỨU khám nghiệm tử thi hay qua thí nghiệm 1. Đối tƣợng nghiên cứu. trên động vật [1, 2, 3, 4, 5]. 50 người bình thường, ≥ 18 tuổi, Vai trò của đồi thị cho đến nay mặc dù không có bất cứ bệnh lý nào về não bộ đã có những hiểu biết nhất định, tuy hoặc tổn thương về thần kinh. nhiên vẫn còn nhiều tranh cãi. Đồi thị được biết đến như là một “cửa ngõ” tới vỏ * Tiêu chuẩn chọn BN: não, do hầu như tất cả thông tin tiếp nhận Tất cả đối tượng nghiên cứu được được trước khi tới vỏ não đều phải đi qua khám lâm sàng, chụp MRI với các chuỗi đồi thị. Những hiểu biết hiện nay cho thấy xung cơ bản và xung DTI cùng với xét đồi thị liên quan đến chuyển tiếp các tín nghiệm cần thiết để loại trừ BN sa sút trí hiệu cảm giác, vận động, điều hòa ý thức tuệ do những nguyên nhân khác nhau và giấc ngủ. Ngoài cảm giác về mùi, tất (như Alzheimer, Parkinson, đột quỵ, u cả quá trình cảm giác đều đi qua các não, não úng thủy, bệnh Huntington và nhân của đồi thị, sau đó chuyển đến khu bệnh Pick). vực vỏ não có liên quan. Đồi thị cũng giữ * Tiêu chuẩn loại trừ: vai trò trong việc kiểm soát hệ thống vận Loại trừ khỏi nhóm nghiên cứu khi BN động như vận động tự chủ và phối hợp mắc một trong các bệnh như bệnh vận động. Trong thức tỉnh và ngủ, các chuyển hóa, bệnh nội tiết, bệnh tự miễn nhân của đồi thị liên kết chặt chẽ với vỏ hay giang mai hay bất cứ một tổn thương não tạo thành mạch kết nối đồi thị-vỏ não- hệ thần kinh nào... đồi thị được cho là điều chỉnh ý thức và đồi thị đóng một vai trò quan trọng trong 2. Phƣơng pháp nghiên cứu. kích thích và tỉnh táo. Tổn thương đồi thị * Thiết kế nghiên cứu: mô tả cắt ngang. liên quan đến nguy cơ rơi vào tình trạng * Phương tiện nghiên cứu: máy chụp hôn mê [6]. Trên thế giới đã có nhiều CHT Achieva 3T (Phillips, Hà Lan) có coil nghiên cứu có thể xác định nhân của đồi sọ 16 kênh và phần mềm chụp DWI và thị thông qua chụp CHT khuyếch tán DTI. Trạm xử lý hình ảnh với phần mềm (DW-MRI) [1, 7]. Toshiba Software Vitrea. 65
3. T¹p chÝ y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 * Kỹ thuật chụp CHT DTI: Đo chiều dài, chiều rộng của đồi thị bên Thực hiện các lớp cắt ngang từ nền - trái và bên phải trên phim axial (hình 1). đỉnh sọ với chuỗi xung cơ bản T1W, Đo chiều cao của đồi thị bên trái và T2W, FLAIR. Thực hiện chuỗi xung DWI bên phải trên phim coronal (hình 2). và chuỗi xung DTI 32 SENSE với các Tính thể tích của đồi thị bên trái và bên thông số: TR: 10172 ms, TE: 93 ms, phải bằng cách xác định vị trí, giới hạn Gradient thăm dò khuếch tán ở 32 của đồi thị trên phim MRI ở cả 3 bình diện 2 hướng, b0 và b1000 s/mm , ma trận 128 (axial, coronal, sagittal) bằng phần mềm x 128, FOV: 230 x 230 mm, chiều dày lớp chuyên dụng Toshiba Software Vitrea cắt 2 mm, cắt liên tiếp, kích cỡ voxel 1,8 x sẽ tái tạo hình ảnh 3 chiều của đồi thị 1,8 x 2 mm. cũng như thể tích của đồi thị hai bên * Nội dung nghiên cứu: (hình 3, 4, 5). A B Hình 1: Kích thước chiều dài, chiều rộng, chiều cao của đồi thị. A: chiều dài và chiều rộng trên phim axial; B: chiều cao đồi thị trên phim coronal. Hình 2: Xác định giới hạn của đồi thị trên phim sagital. 66
4. T¹p chÝ Y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 Hình 3: Xác định giới hạn của đồi thị trên phim coronal. Hình 4: Xác định giới hạn của đồi thị trên phim axial. A B C Hình 5: Tái tạo hình ảnh 3D của đồi thị và thể tích đồi thị bên phải, trái. 67
5. T¹p chÝ y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 * Phương pháp xử lý số liệu: số liệu nghiên cứu được xử lý và tính toán bằng thuật toán test student (t-test) và one-way analysis of variance (ANOVA) trên phần mềm SPSS. Giá trị của các chỉ số được trình bày dưới dạng số trung bình, độ lệch chuẩn ( X ± SD), khác biệt có ý nghĩa thống kê khi p < 0,05. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm tuổi và giới của đối tƣợng nghiên cứu. Bảng 1: Thống kê nhóm, độ tuổi, giới tính và sự phân bố tương ứng của đối tượng nghiên cứu. Tuổi Độ tuổi Cộng 20 - 39 40 - 59 ≥ 60 Nhóm n % n % n % n % Nam 9 18 13 26 2 4 24 48 Nữ 13 26 10 20 3 6 26 52 Tổng 22 44 23 46 5 10 50 100 Chúng tôi chia đối tượng nghiên cứu thành 3 nhóm tuổi: 20 - 39, 40 - 59 và ≥ 60. Trong đó phần lớn đối tượng nằm ở hai nhóm 20 - 39, 40 - 59 tuổi (90%). Như vậy, đa số đối tượng nghiên cứu nằm trong độ tuổi trưởng thành và trung niên, được phân bố tương đối đều ở hai giới (nam 48% và nữ 52%). 2. Đặc điểm về kích thƣớc và thể tích của đồi thị. * Đặc điểm về kích thước của đồi thị: Bảng 2: Chiều dài đồi thị bên phải và bên trái. Chiều dài (mm) Nhóm SD (n) p Chiều dài bên phải 31,23 1,57 50 0,756 Chiều dài bên trái 31,12 1,82 50 Chiều dài của đồi thị bên phải (31,23 mm) tương đương với bên trái (31,12 mm) với p = 0,756. Như vậy, độ dài của đồi thị trên hình ảnh CHT khuếch tán tương tự nhau. Bảng 3: Chiều rộng đồi thị bên phải và bên trái. Chiều rộng (mm) Nhóm SD (n) p Chiều rộng bên phải 16,464 0,697 50 0,979 Chiều rộng bên trái 16,468 0,825 50 Chiều rộng của đồi thị hai bên tương đương nhau, p = 0,979. 68
6. T¹p chÝ Y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 Bảng 4: Chiều cao đồi thị bên phải và bên trái. Chiều cao (mm) Nhóm SD (n) p Chiều cao bên phải 16,79 1,19 50 0,946 Chiều cao bên trái 16,77 1,16 50 Chiều cao của đồi thị bên phải (16,79 mm) tương đồng với bên trái (16,77 mm), p = 0,946. * Đặc điểm về thể tích của đồi thị: Bảng 5: Thể tích của đồi thị bên phải và bên trái. Thể tích (ml) Nhóm SD (n) p Thể tích bên phải 6,43 0,53 50 < 0,05 Thể tích bên trái 6,42 0,52 50 Thể tích đồi thị bên phải (6,43 ml) lớn hơn có ý nghĩa thống kê so với bên trái (6,42 ml) p < 0,05. 3. Sự khác nhau về kích thƣớc và thể tích của đồi thị giữa hai giới. * Khác nhau về kích thước giữa 2 giới: Chúng tiến hành khảo sát liệu có sự khác biệt giữa hai giới về các thông số kích thước và thể tích của đồi thị. Bảng 6: So sánh chiều dài của đồi thị giữa hai giới. Giới Đồi thị Nam Nữ p (mm) SD n (mm) SD n Chiều dài bên phải 31,258 1,47 24 31,196 1,69 26 0,891 Chiều dài bên trái 31,158 1,69 24 31,085 1,69 26 0,888 Chiều dài của đồi thị bên phải và bên trái ở nam đều lớn hơn ở nữ, tuy nhiên khác biệt chưa có ý nghĩa thống kê. Bảng 7: So sánh chiều rộng của đồi thị giữa hai giới. Giới Đồi thị Nam Nữ p (mm) SD n (mm) SD n Chiều rộng bên phải 16,775 0,555 24 16,17 0,7 26 0,002 Chiều rộng bên trái 16,08 0,68 24 16,154 0,83 26 0,004 Khi so sánh chiều rộng của đồi thị, kết quả cho thấy chiều rộng đồi thị của nam lớn hơn có ý nghĩa thống kê so với nữ ở cả bên phải và bên trái, p lần lượt là 0,002 và 0,004. 69
7. T¹p chÝ y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 Bảng 8: So sánh chiều cao của đồi thị giữa hai giới. Giới p Đồi thị Nam Nữ (mm) SD n (mm) SD n Chiều cao bên phải 16,77 0,69 24 16,81 1,53 26 0,913 Chiều cao bên trái 16,75 0,66 24 16,80 1,50 26 0,888 Chiều cao đồi thị của nam thấp hơn của nữ ở cả hai bên, tuy nhiên khác biệt không có ý nghĩa thống kê. * Khác nhau về thể tích giữa hai giới: Bảng 9: So sánh thể tích của đồi thị giữa hai giới. Giới Đồi thị Nam Nữ p (mm) SD n (mm) SD n Thể tích bên phải 6,67 0,45 24 6,2 0,5 26 0,001 Thể tích bên trái 6,67 0,44 24 6,2 0,5 26 0,001 Chúng tôi tiến hành so sánh thể tích đồi thị bên phải và bên trái, kết quả cho thấy thể tích đồi thị của nam cao hơn của nữ ở cả hai bên, khác biệt có ý nghĩa thống kê với p = 0,001. BÀN LUẬN não, cho thấy thể tích của đồi thị bên phải lớn hơn bên trái, kết quả này tương đồng Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành khảo sát riêng rẽ kích thước của đồi với một số nghiên cứu trước đó [8, 9, 10]. thị bao gồm chiều dài, chiều rộng, chiều Tuy nhiên, trong nghiên cứu của Damle cao và so sánh các chỉ số đó giữa hai bán và Ahsan kết quả hoàn toàn khác nhau cầu não. Kết quả thu được cho thấy kích thể tích đồi thị bên trái lớn hơn bên phải thước về chiều dài và chiều cao bên phải [11, 12]. Sự khác nhau giữa các nghiên lớn hơn bên trái, ngược lại chiều rộng cứu có thể liên quan đến độ tuổi của đối bên phải nhỏ hơn bên trái, tuy nhiên, tượng, vì có sự liên quan giữa tuổi và thể khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Điều tích của đồi thị ở hai bên bán cầu não này có thể do số lượng nghiên cứu chưa hoặc phương pháp nghiên cứu [11]. Thay đủ lớn. Kết quả thu được từ nghiên cứu đổi về thể tích đồi thị theo tuổi có thể liên là chỉ số tham chiếu đầu tiên về kích quan đến giảm, thoái hóa các tế bào thước của đồi thị trên đối tượng người neuron hoặc các synap kết nối giữa tế trưởng thành khỏe mạnh của Việt Nam. bào thần kinh [13], tuy nhiên cơ chế thần Trong nghiên cứu này, chúng tôi so sánh kinh về sự bất đối xứng ở hai bên bán thể tích của đồi thị giữa hai bên bán cầu cầu não cho đến nay vẫn chưa rõ. 70
8. T¹p chÝ Y - d•îc häc qu©n sù sè chuyªn ®Ò H×NH TH¸I HäC-2017 Chúng tôi so sánh kích thước của đồi là một bước mới sử dụng công nghệ CHT thị giữa hai giới. Kết quả cho thấy chiều khuếch tán về cấu trúc giải phẫu của đồi dài và chiều rộng đồi thị ở nam lớn hơn thị, đây là một công nghệ mới hiện đại nữ, tuy nhiên khác biệt về chiều rộng có ý đặc biệt ở Việt Nam và cho kết quả chính nghĩa thống kê. Kết quả rất ấn tượng khi xác hơn những phương pháp nghiên cứu chiều cao của nữ lớn hơn của nam, mặc trước đây. dù sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê, đây là điểm mới trong nghiên cứu KẾT LUẬN này, mặc dù cơ chế dẫn đến sự khác Nghiên cứu bước đầu cung cấp bảng nhau đó cần làm rõ trong những nghiên thông số tham chiếu cho kích thước và cứu tiếp theo. Tiến hành so sánh thể tích thể tích của đồi thị trên người trưởng đồi thị bên phải và bên trái, kết quả cho thành ở cả hai giới của người Việt Nam. thấy thể tích đồi thị của nam cao hơn của Kết quả này cho thấy có sự khác nhau về nữ ở cả hai bên, khác biệt có ý nghĩa đặc điểm giải phẫu giữa hai giới, đặc biệt thống kê với p = 0,001. Damle và CS thể tích đồi thị của nam giới lớn hơn nữ nghiên cứu về thể tích của đồi thị, sử giới. dụng phương pháp CHT, kết quả cho TÀI LIỆU THAM KHẢO thấy có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về thể tích giữa hai giới với p = 0,014, cụ 1. Behrens T.E et al. Non-invasive mapping thể nam có thể tích đồi thị lớn hơn nữ of connections between human thalamus and [11], kết quả này tương đồng với nghiên cortex using diffusion imaging. Nat Neurosci. 2003, 6 (7), pp.750-757. cứu của chúng tôi. 2. Ziyan U, D. Tuch, C.F. Westin. Cũng trong nghiên cứu của Damle, khi Segmentation of thalamic nuclei from DTI phân tích chi tiết hơn về giới, tác giả thấy using spectral clustering. Med Image Comput ở nam, thể tích đồi thị bên trái lớn hơn Comput Assist Interv. 2006, 9 (Pt 2), pp.807- bên phải với p < 0,001, tuy nhiên không 814. thấy khác biệt có y nghĩa thống kê thể 3. Zhang. D et al. Intrinsic functional tích đồi thị ở hai bán cầu não ở nữ [11]. relations between human cerebral cortex and Trong khi đó kết quả chúng tôi thu được thalamus. J Neurophysiol. 2008, 100 (4), cho thấy không có sự khác biệt về thể pp.1740-1748. tích giữa đồi thị bên phải và bên trái ở cả 4. Zou. Q et al. Functional connectivity nam và nữ, đây cũng là điểm khác trong between the thalamus and visual cortex under eyes closed and eyes open conditions: a nghiên cứu của chúng tôi. resting-state fMRI study. Hum Brain Mapp. Có một số hạn chế của nghiên cứu 2009, 30 (9), pp.3066-3078. cần được chỉ ra, số lượng mẫu nghiên 5. O'Muircheartaigh J et al. Clustering cứu chưa lớn, đối tượng nghiên cứu tập probabilistic tractograms using independent trung ở nhóm trưởng thành và trung niên. component analysis applied to the thalamus. Tuy nhiên, cách tiếp cận của nghiên cứu Neuroimage. 2011, 54 (3), pp.2020-2032. 71