脑卒中后梗死区磁共振酰胺质子转移成像与所支配下肢肌肉磁共振磷谱研究

发布时间：2020-05-27 12:02

【摘要】：(第一部分)正常颅脑基底节层面和急性脑梗死患者酰胺质子转移成像检查的可重复性评价目的:酰胺质子转移(Amideprotontransfer,APT)成像作为近年来一种新的MR成像方法,在临床应用中得到越来越多的关注。了解其可重复性是将该技术更好地应用于临床的前提,但是关于APT成像的可重复性研究报道较少。因此本研究目的:(1)探讨APT成像在正常颅脑基底节层面测量APTw值的观察者内重复性和观察者间重复性;(2)探讨正常颅脑基底节层面不同位置APTw值的差异性;(3)探讨APT成像测量急性脑梗死病灶APTw值的观察者间重复性。研究对象与方法:应用Philips公司3.0TAchieva磁共振成像系统,头部8通道线圈,对11例正常志愿者在不同时间段(7天～30天)进行两次APT成像,并对9例急性脑梗死患者(发病小于24小时)进行一次APT成像。扫描完成后应用交互式数据语言(interactive data language,IDL)的内部开发软件进行处理和分析APT图像。由一名有经验的放射科医生仔细划定两次扫描颅脑基底节层面的感兴趣区域(ROI),另一位放射科医师按照同样的标准只测量正常志愿者的第一次检查图像。应用组内和组间相关系数(Intra-and Interclass Correlation Coefficients,ICCs)和 Bland-Altman 法评价测量者自身和测量者之间的一致性和可重复性;应用配对t检验比较测量者自身和测量者之间两次测量结果的差异性;应用单因素方差分析比较基底节层面4个ROI的APTw值的差异性;应用ICC和Bland-Altman法评价测量脑梗死病灶APTw值测量者之间的一致性和可重复性。结果:额叶脑白质、豆状核、尾状核、丘脑测量者自身ICC分别为0.977(0.913～0.994),0.954(0.833～0.988),0.935(0.760～0.983)和 0.917(0.805～0.986);测量者之间 ICC 分别为0.951(0.816～0.987),0.915(0.685～0.977),0.879(0.551～0.968)和 0.853(0.455～0.961)。Bland-Altman分也显示出良好的可重复性,测量者自身只有2次测量超出95%置信区间,测量者之间只有3次测量超出95%置信区间。测量者自身和测量者间两次测量所得到的APTw值无显著性差异。额叶脑白质、豆状核、尾状核及丘脑平均APTw值分别为(-0.174±0.215)%、(0.939±0.120)%、(0.980±0.144)%、(1.051±0.155)%。单因素方差分析额叶脑白质的平均APTw值均低于尾状核、豆状核和丘脑(P0.001),尾状核、豆状核和丘脑之间的差异无统计学意义(P0.05)。采用ICC评价脑梗死病灶测量者间的一致性,两次测量相关系数为0.966(0.848～0.992);Bland-Altman分析显示出良好的可重复性,所有测量均在95%置信区间。结论:初步研究结果表明,APT成像测量正常颅脑基底节层面及急性脑梗死病灶均有良好可重复性;颅脑基底节层面不同位置APTw值存在差异性。(第二部分)酰胺质子转移磁共振成像在缺血性脑梗死分期中的应用及其影响因素目的:酰胺质子转移(amide proton transfer,APT)成像可以对组织中pH变化进行无创性评价,其在反映脑梗死组织pH变化方面具有较好的应用前景。本研究目的是分析(1)APT成像发现病灶的阳性率及其影响因素;(2)各期患者病灶APTw值与对侧正常脑白质区(normal appearing white matter,NAWM)APTw值的差异性,及不同时期之间APTw值的差异;(3)病灶APTw值与病灶大小的关系;(4)病灶APTw值与发病时间的关系。研究对象与方法:本研究纳入我院2014～2017年间18例脑梗死患者,男性14例,女性4例,所有患者均进行至少2次追踪MR检查,根据发病时间分为三期:急性期(发病24 h)9例、亚急性期(24 h～7d)16例、慢性期(7d)14例。APT成像参考DWI选择病灶最大面积层面扫描,分析3.5ppm处不对称磁化转移率(magnetic resonance ratio asymmetry,MTRasym),获得 APTw值。病灶区选取 5 个 ROI 测量 APTw值,其中最大APTw值定义为APTw(max),最小APTw值定义为APTw(min),平均值定义为APTw(ave),最大与最小的差值定义为APTw(max-min),NAWM ROI的APTw值定义为APTw(con)。应用Fisher确切概率法比较DWI和APT成像发现病灶阳性率;应用独立样本 t 检验比较病灶各 APTw 值(APTw(max)、APTw(min)、APTw(ave)和APTw(max-min)值)与APTw(con)的差异;应用单因素方差分析比较急性期、亚急性期和慢性期之间各APTw值的差异;应用Person相关性分析APTw值与病灶大小、发病时间的关系。结果:与常规图像比较,部分病灶于APT图像未见明确显示,表现为APT等效应,包括急性期2(2/9)例、亚急性期3(3/16)例、慢性期3例(3/14)。病灶各APTw值与APTw(con)值比较其差异均显示统计学意义。急性期、亚急性期、慢性期三期之间病灶APTw(max)值、APTw(min)值和APTw(ave)值的差异存在统计学意义,而APTw(max-min)值和APT w(con)值的差异无统计学意义;急性期APT w(max)值、APTw(min)值和APT w(ave)值与病灶面积存在相关性(r=-0.792、-0.809、-0.849,p=0.011、0.008、0.004),APTw(max-min)值和APTw(con)与病灶面积无相关性;亚急性期APTw(min,值和APTw(max-min)值与病灶面积存在相关性(r=-0.733、0.761,p=0.025、0.017),APTw(max)值、APTw(ave)值和APTw(con)与病灶面积无相关性;慢性期病灶APTw(max)值、APTw(min)值和APTw(ave)值、APTw(max-min)值和APTw(con)与病灶面积均无相关性;亚急性期和慢性期病灶APTw(max)值、APTw(min)值和 APTw(ave)值、APTw(max-min)值与发病时间均无相关性。结论:虽然APT成像基于pH变化检测脑梗死病灶,但仍不能发现所有脑梗死病灶。APT成像可用于脑梗死的分期,急性和亚急性期梗死病灶与NAWM相比APTw值降低,证明组织酸中毒的存在,随着发病时间延长,病灶中酸性环境缓解。此外,急性期和亚急性期病灶APTw值还与病灶面积存在相关性。(第三部分)磁共振磷谱对脑梗死患者下肢骨骼肌线粒体功能的研究目的:研究表明脑梗死后所支配骨骼肌也会发生显著的结构和代谢变化,康复治疗可以改善肌肉功能。然而31p-MRS是否能够评估脑梗死患者肌肉代谢变化及评价预后仍然未知。因此,我们的目的是研究(1)通过31P-MRS无创性测量脑梗死患者梗死区所支配下肢骨骼肌物质能量代谢,并与对侧比较,观察其物质能量代谢是否不同;(2)经过康复治疗后,观察梗死区所支配下肢肌肉物质能量代谢较治疗前是否发生变化;(3)31P-MRS测量的梗死区所支配于下肢康复治疗前、后的代谢变化能否反映出改良的改良 ashworth 分级(Modified Modified Asworth Scale,MMAS)的变化和 Fugl-Meyer下肢运动功能评分(Fugl-Meyer assessment-lower extremity,FMA-LE)的变化。研究对象与方法:选取13例脑梗塞患者,对其梗死区所支配和对侧下肢骨骼肌进行31P-MRS分析,以对侧骨骼肌作为自身对照;经过5～6周康复治疗后,对梗死区所支配下肢骨骼肌物质代谢重新分析,对磷酸肌酸(PCr)、无机磷(Pi)的峰下面积进行定量分析,计算PCr/Pi,通过生化反应平衡公式计算细胞内pH值;康复治疗前、后、31P-MRS检查前,对梗死区所支配下肢进行MMAS分级和FMA-LE评分。对康复治疗前梗死区所支配下肢与对侧下肢骨骼肌物质能量代谢、康复治疗前和治疗后梗死区所支配下肢骨骼肌物质能量代谢进行比较;并应用Spearman相关分析康复治疗前后物质能量代谢的改变与MMAS分级和FMA-LE评分变化的相关性。结果:脑梗死患者康复治疗前梗死区所支配下肢骨骼肌PCr、PCr/Pi含量低于对侧,而Pi、pH值与对侧比较差异无统计学意义;康复治疗后梗死区所支配下肢PCr、Pi、PCr/Pi、pH值与治疗前差异无统计学意义,但治疗后MMAS分级和FMA-LE评分显著高于治疗前;康复前后,31P-MRS所测定的能量代谢变化与FMA-LE评分变化没有相关性,但PCr和PCr/Pi的变化与MMAS分级变化存在相关性。结论:脑梗死患者梗死区所支配下肢骨骼肌线粒体氧化磷酸化功能受损,31P-MRS可以评估脑梗死患者的肌肉物质能量代谢变化;康复治疗能够改善脑梗死梗死区所支配下肢的运动功能,但31P-MRS所测量的物质能量代谢改变不明显;31P-MRS所测定的能量代谢变化可反映康复治疗后MMAS分级的变化。
【图文】：

区域图,脑梗死,脑室,脑脊液

图１邋ｂ：脑梗死病灶ＲＯＩ的选取示范，，以ＤＷＩ图上显示的病灶范围为参考，并逡逑避开脑脊液、脑室区域。逡逑．统计学分析逡逑．１邋ＡＰＴ？＾的检验逡逑使用ＳＰＳＳ邋１９．０数据分析软件包对所有数据进行检验和分析。检验前先对各组数逡逑应用Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ－Ｓｍｉｍｏｖ检验进行正态分布检验和应用Ｌｅｖｅｎｅ检验方差齐性分析。逡逑１８逡逑

尾状核,豆状核,丘脑,额叶

２：邋Ｂｌａｎｄ－Ａｌｔｍａｎ分析显示测量者自身额叶白质、豆状核、尾状核及丘脑两高度一致性（实线表示两次测量差值的平均值，虚线表示差值的９５％的置，０？－逦Ｋｉｌｉ＋１９６？＊？＞：－邋ｗ逡逑———？．．．．．邋邋逦逦——－邋邋逦ｆｉｇ逡逑0邋ｔｔ／ｔｔ＋ｌ逡逑Ｏ逦Ｏ逦＂？■逡逑ｏ逡逑000■逦ｏ逡逑？邋0邋0°邋ｒ邋＿逡逑—0逦Ｂｓａ邋ａ逦0逦0逦０逡逑§邋批邋0邋。逦签＂＂逦逦逦ＥＨ逡逑Ｏ逡逑■Ｋｈ逦0逡逑ｏ邋％逡逑均邋Ｂ邋Ｉ邋９６ｋｍ邋ｇ逦．００－逡逑，ｗ邋？？？？－？？？？？？逦逦逦逦逡逑Ｋｊｔｔ－丨Ｖ逡逑0逦逦逦逦逦逦逦邋Ｓ？Ｓ逡逑逦逦逦逦逦Ｊ逦龙逡逑＊°°逦，＃ｃ逦＇？逦ＴＯ逦ｍ逦￡逦７Ｚ逦ｒｓｒ逡逑？■逦°逦Ｊ00－逡逑均ｆｔ＋１９６１＊■净邋ｆ逡逑逦逦逦逦逦逦Ｅｌ逦均＃＋１邋ｇｓｈ＃邋ｉｔ．逡逑逦逡逑ＭＣ逡逑＇00？邋°邋0逡逑？逦０邋0逦０邋ｉｉ逦０邋0逡逑逦啦ｉ阶一ａ逦逦逦ＥＩＤ逡逑
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R445.2;R743.3

【参考文献】