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目的:采用基于体素的分析方法(voxel-based analysis,VBA)探索腰椎间盘突出症患者脑白质损害情况,通过磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)参数改变与患者疼痛程度、病程的相关性分析,了解腰椎间盘突出症所致疼痛的脑结构基础。方法:(1)研究对象:根据纳入和排除标准选取出腰椎间盘突出症组(Lumbar disc herniation,LDH组),并选取与LHD组年龄、性别、右利手、受教育程度相匹配正常对照组(Health control group,HC组),LDH组为我院疼痛科住院患者,根据临床表现、体格检查以及腰椎CT、MRI证实的腰椎间盘突出症18例,正常对照组18例。(2)磁共振扫描:采用GE DISCOVERY MR 750 3.0T扫描仪成像,采集线圈为32通道颅脑线圈,LDH组和HC组均行常规序列全脑扫描,排除脑器质性病变受试者,脑内结构正常者进入实验组DTI数据采集。(3)数据处理:DTI图像处理采用FSL(FMRB’S software Library)软件内的弥散工具箱(FMRB’s Diffusion Tool box)得到本课题中需要的FA(部分各向异性值),MD(平均弥散系数),λ_‖(平行弥散方向本征值)及λ_⊥(垂直弥散方向本征值),再对获得的各参数值分别采用基于MATLAB 2010的SPM 8软件中的双样本t检验模块进行统计分析,得出纤维骨架上FA、MD、λ_‖、λ_⊥存在显著变化的脑区,提取这些有差异脑区相应的扩散指标,然后釆用spearman检验对LDH组FA、MD、λ_‖、λ_⊥值分别与临床病程(月)及视觉模拟评分法(Visual Analogue Scale/Score,VAS)评分行相关性分析。结果:(1)LDH组白质纤维FA值降低的脑区:胼胝体膝部、右侧丘脑、右侧额叶(P<0.001,FEW校正)。(2)LDH组白质纤维FA值升高的脑区:左侧豆状核(P<0.001,FEW校正)。(3)LDH组白质纤维MD值升高的脑区:右侧小脑前叶、左侧小脑前叶、中脑、左侧额下回、左侧豆状壳核、胼胝体膝部、右侧尾状核(P<0.001,FEW校正)。(4)LDH组白质纤维λ_‖升高的脑区:左侧小脑前叶、右侧小脑前叶、右侧额下回、右侧豆状核、右侧尾状核(P<0.001,FEW校正)。(5)LDH组白质纤维参数λ_⊥升高的脑区包括左侧小脑前叶、右侧小脑前叶、中脑、左侧额下回、右侧豆状壳核、胼胝体、左侧豆状壳核、右侧尾状核(P<0.001,FEW校正)。(6)扩散指标FA、MD、λ_‖、λ_⊥与VAS评分之间的相关性分析无统计学意义(P>0.05)。(6)扩散指标FA、MD、λ_‖、λ_⊥与病程(月)之间的相关性分析无统计学意义(P>0.05)。结论:(1)LDH所致疼痛引起多个脑区白质结构异常,涉及疼痛感觉、情绪及认知等多个方面。(2)LDH患者部分脑区FA值増加,这是否提示因疼痛长期刺激,致部分白质纤维传导能力代偿性增强,尚需要进一步的研究。(3)DTI分析技术能为LDH所致慢性疼痛机制的研究提供功能神经解剖学依据。