健康老年人脑容量的计算机辅助CT面积测量
作者：于慧玲 王鲁宁 马志忠 刘海一 赵芳启
单位：于慧玲 王鲁宁 马志忠 刘海一 赵芳启 100853 北京，中国人民解放军总医院南楼神经内科
关键词：老年人脑；体层摄影术；X线计算机；人体测量术；图像解释；计算机辅助
中华神经科杂志990307 【摘要】 目的 为了解健康老龄脑生理性改变，并为痴呆患者脑萎缩提供诊断依据，寻找敏感、实用的反映脑容量的测量方法。方法 收集81名健康老年人的颅脑CT片，将它们放在摄像头下方，图像输入计算机后定好标尺即可用鼠标器划定被测面积，再输入计算机，得出具体数值。结果 脑实质指数、第三脑室面积、鞍上池指数、干池比例、外侧裂指数和侧脑室指数的增龄性变化均有统计学意义(P<0.05)。结论 健康老年人脑容量有明显的增龄性变化，包括幕下的小脑。脑室指标的变化比脑实质的变化更敏感,可作为重点检测的指标。
, 百拇医药
The computer-assisted area measurement of the brain volume on CT films in healthy aged individuals
YU Huiling， WANG luning, MA Zhizhong,et al. Department of Neurology,PLA General hospital, Beijing 100853
【Abstract】 Objective To understand the physiological changes of healthy aging brain,to supply the diagnosetic basis for the patients with dementia and to detect a practicable measuring method that can sensitively reflect the changes of the brain volume. Method We collected 81 brain CT films of the healthy elderly persons,put the brain CT films under the camera,input the pictures in the screen of the computer, set the size of the gauge and delimited the area of being measured with mouse. Results The area changes of the brain substances and the third ventricles were significant statistically (P<0. 05). The changes of the indexes of supra sellar cistern、fissures of sylvius and the lateral ventricles and the proportion of the brain- stem to pon -cistern were all significant statistically(P<0.05). Conclusion There were obvious aged changes of the brain volumes including the cerebellum in healthy aged individuals.The changes of the ventricular areas, except the fouth ventricle, were more sensitive than those of the brain substances. It was suggestted that the indexes of the ventricular might serve as the more important observational indexes in the healthy aged individuals.
, 百拇医药
【Key words】 Aged brain Tomography, X-ray computed Anthropometry Image interpretatio, computer assisted
随着影像学研究的不断深入,人们已由原先单纯的观察图像的变化而进入到定量研究的领域,尤其在脑容量的研究方面,国外已有不少使用立体定向方法定量分析的报道[1,2]。1995～1996年,我们使用计算机图像分析系统对81名健康老年人的脑CT片进行了脑容量面积测量和统计学分析,并对测量方法的实用性进行了讨论。
临床资料
一、样本来源
1.被测量的老年人均来源于健康体检者,符合中华医学会老年医学学会1982年建议的健康老年人标准[3]，被测者依据年龄分为三组:60～69岁组30名,平均67.3岁;70～79岁组30名,平均72.3岁;80岁以上组21名,平均81.4岁。全部被测者均经过神经系统检查及神经心理检查,结果正常。
, 百拇医药
2.头颅CT片的来源采用常规取样,精确标定听眦线为0线,层厚10 mm,层距10 mm,共扫描9个层面。
二、测量方法及结果表达式
1.方法:使用我院计算机室的图像分析系统,将被测CT片放在摄像头下方,通过传导系统放大,使图像在计算机屏幕上出现,利用图像分析系统内部的标尺依据头颅CT片给予的比例尺将脑CT片放大至实际头颅大小,用鼠标器逐一层面划定被测面积,再输入分析系统,得出具体面积值。
2.测量结果的表达式:人类的头颅形态各异,大小不均,直接用面积的具体数值来表示不具备良好的可比性。因此,除第三脑室外,所有数值均换算成相对值。表达式如下:
层面一 第四脑室指数:第四脑室面积/后颅凹面积×100
层面二 脑干指数:脑干面积/后颅凹面积×100
, 百拇医药
干池比例:脑干面积/桥池外侧缘面积×100
层面三 鞍上池指数:鞍上池面积/颅腔面积×100
层面四 第三脑室面积
外侧裂指数:两外侧裂面积之和/颅腔面积×100
层面五 侧室指数A:侧室前、后角面积之和/颅腔面积×100
层面六 侧室指数B:侧室面积/颅腔面积×100
层面七 侧室指数C:侧室面积/颅腔面积×100
层面八 脑实质指数A:脑实质面积/颅腔面积×100
层面九 脑实质指数B:脑实质面积/颅腔面积×100
, http://www.100md.com
结果
1.脑实质的变化及各年龄组间的比较(表1): 脑实质指数A、脑实质指数B及干池比例均有明显差异,脑干指数无明显变化。
表1 81名健康老年人脑实质的变化(
±s) 年龄
(岁)
脑实质
指数A
脑实质
指数B
脑干指数
干池比例
, 百拇医药
60～69
90.35
±3.12
85.43
±3.67
6.67
±0.65
72.86
±6.46
70～79
87.23
±2.77
78.22
, 百拇医药
±4.82*
6.33
±0.61
61.95
±7.11*
≥80
76.19
±3.94***▲
68.98
±7.84***▲▲
6.07
, 百拇医药
±0.65
49.12
±5.83***▲▲
注：t检验:与60岁组比较，*P<0.05，**P<0.01，*** P<0.001；与70岁组比较，▲P<0.05，▲▲P<0.01，▲▲▲P<0.001，2.脑脊液间隙的变化及各年龄组间的比较(表2):除第四脑室指数外,第三脑室面积、各侧脑室指数及脑沟、脑裂指数的增龄性变化均有统计学意义。
表2 81名健康老年人脑脊液间隙的变化(±s) 年龄(岁)
第四脑室指数
第三脑室面积
, http://www.100md.com
鞍上池指数
外侧裂指数
侧脑室指数A
侧脑室指数B
侧脑室指数C
60～69
2.35±0.49
1.80±0.43▲
3.57±0.68
4.29±0.72
5.82±1.05
8.76±1.38▲
, http://www.100md.com
4.21±1.29
70～79
2.36±0.71
3.38±1.65**
4.84±0.71*
5.91±0.98*
7.50±2.01**
14.72±3.05***
7.23±4.06*
≥80
, 百拇医药
3.61±1.21
4.85±1.16***▲
6.21±0.91***▲
7.99±0.94**▲▲
9.27±1.88***▲▲
19.86±3.98***▲▲▲
13.15±2.63***▲▲▲
注: t检验: *与60岁组比较，* P<0.05，** P<0.01，***P<0.001;与70岁比较，▲ P<0.05，▲▲P<0.01，▲▲▲P<0.001
, 百拇医药
讨论
一、计算方法的评价
普通颅脑CT扫描一般为9个层面,层厚约10 mm,精确定位可使测量工作的准确性得到极大的保障,但颅内结构的不规则使线性测量存在一定的局限性。本项处理是基于计算机图像分析系统能够随意划定所需计算的面积而设计,根据颅内各部分面积的分别计算,达到间接反映脑实质容量的目的,较线性测量法更直接、更敏感;而且,本设计无需通过复杂的计算公式,只需将划出的面积输入计算机,几秒钟内即可计算出该面积的具体数值,简便、快捷;另外,本设计不需要复杂的手术操作,减少了病人的痛苦,临床医师可以根据需要自己选择测量的指标,为脑容量的定量分析指出了一条新的途径。
二、健康老年人的脑容量及脑脊液间隙
健康老年人脑容量随年龄增长而逐渐减少这一现象国内、国外均有肯定的报道[4-10]。本组测量结果从各项指数(脑实质指数A、脑实质指数B、干池比例)观察,随着年龄的增长，各年龄组间的脑容量变化(包括小脑)存在着显著差异的,尤以70岁以上变化明显,与文献报道[4-10]基本一致。以往的观点认为幕下结构的增龄性变化不明显[9,10]，但本组资料显示,脑干面积与后颅凹面积之比各年龄组间无显著差异,而干池比例——脑干面积与桥池面积之比各年龄组间却有显著差异(P<0.05),说明在脑干面积基本不变的前提下,桥池面积有了较大的变化,间接地提示了小脑面积的改变。因此,我们判断小脑的面积也有增龄性变化,有统计学意义,与以往的观点不同[9,10]。这一结果对临床工作有较大的指导意义,易发于老年人的站立不稳及行走不稳以往常常用后索的退化及变性来解释,但是有些老年人客观检查并无后索受损的证据,因此,本文这一结果也许可以对此类症状的解释有所帮助。
, 百拇医药
脑脊液间隙包括侧脑室、第三脑室、第四脑室和蛛网膜下腔。对于健康老年人来说,随着年龄的增长,脑细胞的衰老直接影响脑室大小及形态变化,老年人有脑萎缩时多有脑室增大[5]，但并不是很明显，但脑室的扩大可以间接地反映颅腔内容相对减少。因此有作者提出：脑室的变化提供了一个比脑实质变化更敏感的指标[4]。本组资料中的各脑室测量结果表明:四脑室的变化在各年龄组间无显著差异,第三脑室及侧脑室增龄性变化则差异有显著性意义(P<0.05),与文献报道相同[9,10]。能够反映蛛网膜下腔变化的外侧裂指数及鞍上池指数均有增龄性变化(P<0.001),鞍上池指数、外侧裂指数应能够反映特定脑区蛛网膜下腔的变化,其临床意义有待进一步探讨。
根据以上结果,我们得出结论:健康老年人脑萎缩是不可避免的,临床上常无症状和体征,无智能障碍;以往认为变化不大的幕下结构——主要是小脑亦有增龄性改变;脑室指标的增龄性变化比脑实质变化更敏感；可作为重点监测的指标。
, 百拇医药
参考文献
1 Lyden PD,Zweifler R,Mahadavi Z,et al. A rapid,reliable,and valid method for measuring infarct and brain compartment volume from computed tomographic scan.Stroke,1994,25: 2421-2428.
2 Pakkenberg B,Boesen J,Albect M,et al.Unbiased and efficient estimation of total ventricular volume of the brain obtained from CT-scans by stereological method.Neuroradiology，1989,31:413-417.
3 吕维善,宗迪,陈家驹,等.我国四省四市健康老年人五项生理参考值的调查.中华老年医学杂志, 1985,4:214-222.
, http://www.100md.com
4 Coffey CE,Wilkinson WE,Parashos LA,et al. Quantitative cerebral anatomy of the aging human brain: a cross-sectional study using magnetic resonance imaging.Neurology，1992, 42: 527-536.
5 刘怀军,冯永平,杨桦,等.国人脑室及脑池等系统的CT测量.河北医学院学报, 1992,13:37-39.
6 王金环,鲍尧堂,王维炯,等.年龄与生理性脑萎缩关系的CT测量值分析.蚌埠医学院学报,1995,20:153-155.
7 刘斌,谢学斌,方昆豪.国人正常脑-脑脊液间隙大小的CT研究.中国神经精神疾病杂志,1993,19:51-53.
8 李敏,胡振民.成人侧脑室容量和线性指标的CT测量.南通医学院学报, 1995,15 :108-110.
9 高富强,姜宗衡,张念察,等.老年人脑萎缩的CT定量研究.中华放射学杂志,1990,24:238-239.
10 于慧玲,汤洪川,赵红,等.健康老年人脑容量的CT线性测量参考值.中华老年医学杂志,1994,13:80-83.
(收稿：1998-06-25 修回：1999-02-25), http://www.100md.com
单位：于慧玲 王鲁宁 马志忠 刘海一 赵芳启 100853 北京，中国人民解放军总医院南楼神经内科
关键词：老年人脑；体层摄影术；X线计算机；人体测量术；图像解释；计算机辅助
中华神经科杂志990307 【摘要】 目的 为了解健康老龄脑生理性改变，并为痴呆患者脑萎缩提供诊断依据，寻找敏感、实用的反映脑容量的测量方法。方法 收集81名健康老年人的颅脑CT片，将它们放在摄像头下方，图像输入计算机后定好标尺即可用鼠标器划定被测面积，再输入计算机，得出具体数值。结果 脑实质指数、第三脑室面积、鞍上池指数、干池比例、外侧裂指数和侧脑室指数的增龄性变化均有统计学意义(P<0.05)。结论 健康老年人脑容量有明显的增龄性变化，包括幕下的小脑。脑室指标的变化比脑实质的变化更敏感,可作为重点检测的指标。
, 百拇医药
The computer-assisted area measurement of the brain volume on CT films in healthy aged individuals
YU Huiling， WANG luning, MA Zhizhong,et al. Department of Neurology,PLA General hospital, Beijing 100853
【Abstract】 Objective To understand the physiological changes of healthy aging brain,to supply the diagnosetic basis for the patients with dementia and to detect a practicable measuring method that can sensitively reflect the changes of the brain volume. Method We collected 81 brain CT films of the healthy elderly persons,put the brain CT films under the camera,input the pictures in the screen of the computer, set the size of the gauge and delimited the area of being measured with mouse. Results The area changes of the brain substances and the third ventricles were significant statistically (P<0. 05). The changes of the indexes of supra sellar cistern、fissures of sylvius and the lateral ventricles and the proportion of the brain- stem to pon -cistern were all significant statistically(P<0.05). Conclusion There were obvious aged changes of the brain volumes including the cerebellum in healthy aged individuals.The changes of the ventricular areas, except the fouth ventricle, were more sensitive than those of the brain substances. It was suggestted that the indexes of the ventricular might serve as the more important observational indexes in the healthy aged individuals.
, 百拇医药
【Key words】 Aged brain Tomography, X-ray computed Anthropometry Image interpretatio, computer assisted
随着影像学研究的不断深入,人们已由原先单纯的观察图像的变化而进入到定量研究的领域,尤其在脑容量的研究方面,国外已有不少使用立体定向方法定量分析的报道[1,2]。1995～1996年,我们使用计算机图像分析系统对81名健康老年人的脑CT片进行了脑容量面积测量和统计学分析,并对测量方法的实用性进行了讨论。
临床资料
一、样本来源
1.被测量的老年人均来源于健康体检者,符合中华医学会老年医学学会1982年建议的健康老年人标准[3]，被测者依据年龄分为三组:60～69岁组30名,平均67.3岁;70～79岁组30名,平均72.3岁;80岁以上组21名,平均81.4岁。全部被测者均经过神经系统检查及神经心理检查,结果正常。
, 百拇医药
2.头颅CT片的来源采用常规取样,精确标定听眦线为0线,层厚10 mm,层距10 mm,共扫描9个层面。
二、测量方法及结果表达式
1.方法:使用我院计算机室的图像分析系统,将被测CT片放在摄像头下方,通过传导系统放大,使图像在计算机屏幕上出现,利用图像分析系统内部的标尺依据头颅CT片给予的比例尺将脑CT片放大至实际头颅大小,用鼠标器逐一层面划定被测面积,再输入分析系统,得出具体面积值。
2.测量结果的表达式:人类的头颅形态各异,大小不均,直接用面积的具体数值来表示不具备良好的可比性。因此,除第三脑室外,所有数值均换算成相对值。表达式如下:
层面一 第四脑室指数:第四脑室面积/后颅凹面积×100
层面二 脑干指数:脑干面积/后颅凹面积×100
, 百拇医药
干池比例:脑干面积/桥池外侧缘面积×100
层面三 鞍上池指数:鞍上池面积/颅腔面积×100
层面四 第三脑室面积
外侧裂指数:两外侧裂面积之和/颅腔面积×100
层面五 侧室指数A:侧室前、后角面积之和/颅腔面积×100
层面六 侧室指数B:侧室面积/颅腔面积×100
层面七 侧室指数C:侧室面积/颅腔面积×100
层面八 脑实质指数A:脑实质面积/颅腔面积×100
层面九 脑实质指数B:脑实质面积/颅腔面积×100
, http://www.100md.com
结果
1.脑实质的变化及各年龄组间的比较(表1): 脑实质指数A、脑实质指数B及干池比例均有明显差异,脑干指数无明显变化。
表1 81名健康老年人脑实质的变化(
±s) 年龄(岁)
脑实质
指数A
脑实质
指数B
脑干指数
干池比例
, 百拇医药
60～69
90.35
±3.12
85.43
±3.67
6.67
±0.65
72.86
±6.46
70～79
87.23
±2.77
78.22
, 百拇医药
±4.82*
6.33
±0.61
61.95
±7.11*
≥80
76.19
±3.94***▲
68.98
±7.84***▲▲
6.07
, 百拇医药
±0.65
49.12
±5.83***▲▲
注：t检验:与60岁组比较，*P<0.05，**P<0.01，*** P<0.001；与70岁组比较，▲P<0.05，▲▲P<0.01，▲▲▲P<0.001，2.脑脊液间隙的变化及各年龄组间的比较(表2):除第四脑室指数外,第三脑室面积、各侧脑室指数及脑沟、脑裂指数的增龄性变化均有统计学意义。
表2 81名健康老年人脑脊液间隙的变化(
±s) 年龄(岁)第四脑室指数
第三脑室面积
, http://www.100md.com
鞍上池指数
外侧裂指数
侧脑室指数A
侧脑室指数B
侧脑室指数C
60～69
2.35±0.49
1.80±0.43▲
3.57±0.68
4.29±0.72
5.82±1.05
8.76±1.38▲
, http://www.100md.com
4.21±1.29
70～79
2.36±0.71
3.38±1.65**
4.84±0.71*
5.91±0.98*
7.50±2.01**
14.72±3.05***
7.23±4.06*
≥80
, 百拇医药
3.61±1.21
4.85±1.16***▲
6.21±0.91***▲
7.99±0.94**▲▲
9.27±1.88***▲▲
19.86±3.98***▲▲▲
13.15±2.63***▲▲▲
注: t检验: *与60岁组比较，* P<0.05，** P<0.01，***P<0.001;与70岁比较，▲ P<0.05，▲▲P<0.01，▲▲▲P<0.001
, 百拇医药
讨论
一、计算方法的评价
普通颅脑CT扫描一般为9个层面,层厚约10 mm,精确定位可使测量工作的准确性得到极大的保障,但颅内结构的不规则使线性测量存在一定的局限性。本项处理是基于计算机图像分析系统能够随意划定所需计算的面积而设计,根据颅内各部分面积的分别计算,达到间接反映脑实质容量的目的,较线性测量法更直接、更敏感;而且,本设计无需通过复杂的计算公式,只需将划出的面积输入计算机,几秒钟内即可计算出该面积的具体数值,简便、快捷;另外,本设计不需要复杂的手术操作,减少了病人的痛苦,临床医师可以根据需要自己选择测量的指标,为脑容量的定量分析指出了一条新的途径。
二、健康老年人的脑容量及脑脊液间隙
健康老年人脑容量随年龄增长而逐渐减少这一现象国内、国外均有肯定的报道[4-10]。本组测量结果从各项指数(脑实质指数A、脑实质指数B、干池比例)观察,随着年龄的增长，各年龄组间的脑容量变化(包括小脑)存在着显著差异的,尤以70岁以上变化明显,与文献报道[4-10]基本一致。以往的观点认为幕下结构的增龄性变化不明显[9,10]，但本组资料显示,脑干面积与后颅凹面积之比各年龄组间无显著差异,而干池比例——脑干面积与桥池面积之比各年龄组间却有显著差异(P<0.05),说明在脑干面积基本不变的前提下,桥池面积有了较大的变化,间接地提示了小脑面积的改变。因此,我们判断小脑的面积也有增龄性变化,有统计学意义,与以往的观点不同[9,10]。这一结果对临床工作有较大的指导意义,易发于老年人的站立不稳及行走不稳以往常常用后索的退化及变性来解释,但是有些老年人客观检查并无后索受损的证据,因此,本文这一结果也许可以对此类症状的解释有所帮助。
, 百拇医药
脑脊液间隙包括侧脑室、第三脑室、第四脑室和蛛网膜下腔。对于健康老年人来说,随着年龄的增长,脑细胞的衰老直接影响脑室大小及形态变化,老年人有脑萎缩时多有脑室增大[5]，但并不是很明显，但脑室的扩大可以间接地反映颅腔内容相对减少。因此有作者提出：脑室的变化提供了一个比脑实质变化更敏感的指标[4]。本组资料中的各脑室测量结果表明:四脑室的变化在各年龄组间无显著差异,第三脑室及侧脑室增龄性变化则差异有显著性意义(P<0.05),与文献报道相同[9,10]。能够反映蛛网膜下腔变化的外侧裂指数及鞍上池指数均有增龄性变化(P<0.001),鞍上池指数、外侧裂指数应能够反映特定脑区蛛网膜下腔的变化,其临床意义有待进一步探讨。
根据以上结果,我们得出结论:健康老年人脑萎缩是不可避免的,临床上常无症状和体征,无智能障碍;以往认为变化不大的幕下结构——主要是小脑亦有增龄性改变;脑室指标的增龄性变化比脑实质变化更敏感；可作为重点监测的指标。
, 百拇医药
参考文献
1 Lyden PD,Zweifler R,Mahadavi Z,et al. A rapid,reliable,and valid method for measuring infarct and brain compartment volume from computed tomographic scan.Stroke,1994,25: 2421-2428.
2 Pakkenberg B,Boesen J,Albect M,et al.Unbiased and efficient estimation of total ventricular volume of the brain obtained from CT-scans by stereological method.Neuroradiology，1989,31:413-417.
3 吕维善,宗迪,陈家驹,等.我国四省四市健康老年人五项生理参考值的调查.中华老年医学杂志, 1985,4:214-222.
, http://www.100md.com
4 Coffey CE,Wilkinson WE,Parashos LA,et al. Quantitative cerebral anatomy of the aging human brain: a cross-sectional study using magnetic resonance imaging.Neurology，1992, 42: 527-536.
5 刘怀军,冯永平,杨桦,等.国人脑室及脑池等系统的CT测量.河北医学院学报, 1992,13:37-39.
6 王金环,鲍尧堂,王维炯,等.年龄与生理性脑萎缩关系的CT测量值分析.蚌埠医学院学报,1995,20:153-155.
7 刘斌,谢学斌,方昆豪.国人正常脑-脑脊液间隙大小的CT研究.中国神经精神疾病杂志,1993,19:51-53.
8 李敏,胡振民.成人侧脑室容量和线性指标的CT测量.南通医学院学报, 1995,15 :108-110.
9 高富强,姜宗衡,张念察,等.老年人脑萎缩的CT定量研究.中华放射学杂志,1990,24:238-239.
10 于慧玲,汤洪川,赵红,等.健康老年人脑容量的CT线性测量参考值.中华老年医学杂志,1994,13:80-83.
(收稿：1998-06-25 修回：1999-02-25), http://www.100md.com