MR定量磁敏感图评估脑小血管疾病与脑灰质核团铁沉积的交互作用

发布时间：2020-10-26 04:21

　　 目的:应用MRI及磁共振定量磁敏感图(Quantitative susceptibility mapping,QSM)分析脑CSVD中的影像学标志如腔隙性脑梗塞(lacunar infarction,LI)、脑微出血(cerebral microbleed,CMB)、脑白质高信号(white matter hyperintensity,WMH)及脑萎缩等与老年人颅内灰质核团铁含量相关性,并进一步探究CSVD与脑深部灰质核团铁沉积的相互关系。材料和方法:收集天津市第一中心医院2013年11月~2018年11月期间因头部不适进行核磁共振检查,但未检出如急性缺血、出血、软化灶等明显结构性病变,磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)上发现脑实质内一个或多个CMB灶的89名患者及SWI图像无CMB灶的39名患者共计128名患者入组。入组所有病人均有完整的常规T1加权像(T1-weighted image T1WI)、T2加权像(T2-weighted image T2WI)、表面弥散系数图(apparent diffusion coefficient,ADC)、弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)、SWI等影像学资料。记录患者临床资料如性别、年龄、既往高脂血症、高同型半胱氨酸血症、糖尿病病史、冠心病病史、高血压病史及既往梗塞病史。后处理SWI图像得到定量磁敏感图(QSM),使用SPIN(signal processing in nuclear magnetic resonance)软件于QSM图像上测量双侧脑深部包括双侧尾状核头、壳核、苍白球、背侧丘脑、红核、黑质及齿状核共14个核团磁敏感值。于SWI上记录CMB位置及个数,于QSM图像上使用spin软件半自动测量CMB容积。于T2WI图像根据Fazekas量表对患者WMH严重程度进行评分、根据皮层脑萎缩评分量表对脑萎缩严重程度进行分级、参考国外LI计数方法于T2WI图像对LI进行评价并计数。使用组内相关系数(ICC)并使用BlandAltman绘图分析观察者内及观察者间对于核团铁沉积值测量的可重复性;采用Spearman检验分析各灰质核团磁敏感值与各脑小血管标志物的相关性;使用多元线性逐步回归分析探讨各核团相对铁沉积值与CMB数目、容积、WMH、LI、脑萎缩等脑小血管疾病标志物的相关性。按照CMB个数CMB=0、CMB=1-5、CMB=6-10,CMB10将所有病人分成4组,使用单因素方差分析按照CMB数目分组后四组间临床资料及各灰质核团磁敏感值间差异。结果:(1)使用QSM测量核团铁沉积可行性:使用QSM测量48名无CMB受试者脑内深部灰质核团平均磁敏感值,其结果与文献中报道的对尸体脑组织获得的相应脑铁浓度具有明显正相关(r=0.857,p=0.014),表明使用QSM测量核团铁沉积值具有可行性。(2)观察者内及观察者间对于测量核团磁敏感值可重复性结果:观察者内及观察者间测量可重复性较好(观察者内ICC=0.987,观察者间ICC=0.920)。(3)各核团磁敏感值与脑小血管疾病MRI影像的相关性:(1)左侧尾状核磁敏感值与CMB总体积呈统计学显著正相关(r=0.242,p=0.006**)(2)右侧背侧丘脑与幕下CMB数目、幕下CMB体积、CMB总数、CMB总体积、深部-幕下CMB数目、深部-幕下CMB体积呈统计学显著正相关(r=0.283,p=0.001**;r=0.300,p=0.001**;r=0.296,p=0.001**;r=0.261,p=0.003**;r=0.253,p=0.004**;r=0.256,p=0.004**)(3)右侧黑质与幕下CMB体积、深部-幕下CMB体积、CMB总数、CMB总体积呈明显正相关(r=0.243,p=0.006**;r=0.232,p=0.009**;r=0.253,p=0.004**;r=0.261,p=0.003**)。(4)各核团铁相对含量危险因素的多元线性回归分析:多元线性逐步回归分析显示,(1)深部-幕下CMB体积是左侧尾状核铁沉积的独立危险因素(P0.05)。(2)脑室旁WMH是左侧苍白球铁沉积的独立危险因素(P0.05)。(3)LI、深部-幕下CMB数目、深部-幕下CMB体积是左侧壳核铁沉积的危险因素(P0.05)。(4)脑萎缩是右侧壳核铁沉积的独立危险因素(P0.05)。(5)深部CMB数目、CMB总数是左侧背侧丘脑铁沉积的危险因素(P0.05)。(6)幕下CMB数目是右侧背侧丘脑铁沉积的独立危险因素(P0.05);(7)幕下CMB体积是左侧黑质铁沉积的独立危险因素(P0.05);(8)幕下CMB数目是右侧黑质铁沉积的独立危险因素(P0.05)。(5)脑CSVD危险因素的多元线性回归分析:以脑小血管疾病MRI影像标志物作为因变量,各核团铁沉积值作为自变量分析核团铁含量对脑CSVD的影响。多元线性逐步回归分析显示:右侧丘脑铁含量是所有小血管疾病的危险因素(P0.05)。右侧丘脑、右侧黑质铁含量是幕下CMB总数及体积、深部-幕下CMB总数及体积、深部WMH的危险因素(P均0.05)。右侧丘脑、左侧苍白球铁含量是脑室旁WMH的危险因素(P0.05)。右侧丘脑、右侧黑质、左侧苍白球铁含量是WMH总分的危险因素(P0.05)。右侧丘脑、右侧壳核铁含量是脑萎缩的危险因素(P0.05)。(6)按照CMB数目分组后受试者临床资料:纳入研究的128例受试患者中,包括1组(CMB=0,n=39),2组(CMB=1-5,n=34),3组(CMB=6-10,n=24),4组(CMB10,n=31)。四组间年龄、性别、既往高脂血症、糖尿病、冠心病及既往梗塞病史无差异。四组间高同型半胱氨酸血症及高血压病史差异具有统计学意义,其中1组和2组高同型半胱氨酸血症患者人数低于4组(Bonferroni校正,P0.0167)。1组高血压患者人数低于3组和4组(Bonferroni校正,P0.0167)。(7)四组间各核团磁敏感值单因素方差分析:左侧尾状核头(p=0.016)、右侧背侧丘脑(p=0.002)、左侧黑质(p=0.026)、右侧黑质(p=0.043)、黑质均值(p=0.011)四组间磁敏感值差异具有统计学意义。在左侧尾状核头、双侧黑质核团中,CMB任何阳性组与阴性组相比,核团铁沉积值均明显增高。在右侧背侧丘脑中,颅内CMB数目大于10时,核团铁沉积值明显增高。结论:(1)QSM图像能直观地对组织内的磁化率信息进行量化,可应用于深部脑灰质核团铁沉积的定量检测,(2)脑深部核团尾状核、壳核、背侧丘脑、黑质及齿状核铁沉积与多种脑小血管疾病的严重程度呈正相关,(3)与WMH、LI等其他小血管疾病相比,CMB与灰质核团(尾状核、壳核、背侧丘脑及黑质)铁含量关系更为密切,(4)右侧丘脑、右侧黑质、右侧壳核、左侧苍白球的铁过载可能参与了包括CMB、WMH、LI及脑萎缩在内的CSVD的发生或发展,(5)CMB一旦出现,左侧尾状核、双侧黑质中铁含量明显增加。颅内CMB达到一定数目时,右侧背侧丘脑中铁含量明显增高。
【学位单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R445.2;R743
【部分图文】：

图1.1.1 CMB示例：（a）示左侧额叶SWI图像类圆形性质均一的低信号影，T1WI（b）及T2WI（c）于相应位置均看不到异常信号。病例纳入标准：2013 年 11 月至 2018 年 11 月具有 SWI 图像患者45 岁以上临床及影像资料完整，具有 T1WI、T2WI、DWI、SWI 检查数据影像未见明显病变 如急性梗塞、出血、软化灶等排除标准：合并中枢系统病变如：脑出血、脑肿瘤、先天性血管畸形等合并可导致颅内铁异常沉积的疾病如：脱髓鞘病变、帕金森病、阿尔斯海默病等具有外伤或颅内术后史。具有精神类药物使用或滥用史。有 MRI 检查禁忌症纳入人数：n=128

RN）、黑质（substantia nigra，SN）及齿状核（dentate nucleus，DN）共14个核团（图1.3.1-图1.3.8），测量并记录各核团磁敏感值。核团ROI选择及勾画标准：参考核团解剖结构，结合MIP图像，根据在QSM上所显示的核团边界勾画，同时避开核团周围因铁沉积双极效应所产生的高信号，并避开位于核团内的CMB。一名神经影像诊断医师单独勾画测定患者的各核团磁敏感值，间隔一月后重复测量一次，使用组内相关系数分析观察者内测量可重复性，并使用两次测量平均值作为最终测量结果。

2左、右侧苍白球ROI勾画
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本文编号：2856483