健康人和多发性硬化(MS)脑铁代谢的磁敏感加权成像(SWI)研究

摘要

目的：
　　 对大样本健康志愿者脑内结构的相位（phase）值进行测量，初步确立国人脑铁浓度随年龄、性别及侧别变化规律；定量测量MS患者脑灰质核团、白质斑块以及周围“正常表现白质”（normal-appearance white matter，NAWM）脑铁浓度，动态观察病灶内微循环变化与铁沉积的关系，探讨脑铁对病情演变评估能力。
　　 材料与方法：
　　 1.对100例健康志愿者（20-69岁）行SWI检查，分别测量双侧尾状核头（headof caudate nucleus，HCN）、苍白球（globus pallidus，GP）、壳核（putamen，PUT）、丘脑（thalamus，THA）、丘脑枕部（pulvinar thalamus，PT）、黑质（substantia nigra，SN）、红核（red nucleus，RN）以及额叶白质（frontal white matter，FWM）、顶叶白质（parietal white matter，PWM）、枕叶白质（occipital white matter，OWM）的整体phase值（PH1）、高铁区（RⅡ区，PHRⅡ）phase值以及RⅡ区面积（ARⅡ）；将所测数值与年龄、性别以及侧别分别行相关和对照分析。
　　 2.对照分析MS患者（31例）及年龄、性别相匹配的健康对照组（30例）双侧HCN、GP、PUT、SN、RN、THA及PT的PHt、PHRⅡ以及ARⅡ；并分析每一结构的PHt、PHRⅡ以及ARⅡ与发病时间、扩展型残疾状态评分（Expanded DisabilityStatus Scale，EDSS）的相关性。
　　 3.动态观察、分析MS斑块的SWI特征，评估其phase值和灌注参数（rCBF和rCBV）的演变规律；测量并分析斑块周围NAWM的phase值改变，并分析其与发病时间、EDSS评分的关联度。
　　 结果：
　　 1.正常脑铁代谢规律：脑内灰质核团的[Fe]t、[Fe]RⅡ及与ARⅡ与年龄具有明显相关性（P<0.05）；HCN和PUT的脑铁浓度变化呈二项式分布，40岁是其拐点；双侧额叶白质的铁浓度低于顶叶与枕叶，但无显著性差异（P>0.05），双侧顶叶及枕叶的铁浓度与年龄呈显著线性相关（P<0.05）；HCN和RN铁浓度具有明显左右差别（P<0.05），其他结构则无显著差别（p>0.05）。
　　 2.与年龄匹配的对照组相比，MS患者的双侧GP、PUT、HCN、RN、SN、THA和PT的PHt、PHRⅡ普遍下降，且在双侧RN和SN有显著性差异（P<0.05）；MS组灰质核团内ARⅡ较对照组增加，且在双侧SN、RN以及PT尤为明显（P<0.05）。SP-MS组的双侧SN的PHRⅡ较RR-MS组明显降低（P<0.05）。所有核团的PHt、PHRⅡ以及ARⅡ与发病时间均无明显相关性（P>0.05）；而双侧SN、GP和PT的PHRⅡ、ARⅡ与EDSS评分明显弱相关（P<0.05）。
　　 3.MS斑块在“滤过后”相位图（filtered phase image，FPI）多呈有或无小静脉穿行的低信号灶；在21例随诊病例中，6例（28.57％，随诊时间平均为7.0月）发现有脱髓鞘斑块从仅表现为异常血管区演变到出现明确的低信号灶，其phase值的变化与rCBF、rCBV相一致。
　　 4.MS患者NAWM的phase值显著低于对照组（P<0.05）；而双顶叶phase值与EDSS有显著中度相关（右侧：r2=0.36，P=0.03；左侧：r2=0.48，P=0.02）；双额、顶叶的phase值与其rCBF值也存在明显相关（P<0.05）。
　　 结论：
　　 1.正常成人脑厌质核团以及白质的铁生理性沉积具有年龄依赖性，40岁可以视为脑铁变化的拐点。
　　 2.每个灰质核团内铁分布是不均匀的，高铁区（RⅡ区）的phase值及面积定量测量对脑铁代谢的评估更有意义。
　　 3.MS患者脑深部灰质核团的铁沉积比对照组增多，尤其在双侧黑质（SN）、红核（RN）和丘脑枕核（PT）；不同MS亚型之间灰质核团的铁沉积明显不同。
　　 4.MS患者灰质核团内RⅡ区的phase值、面积与神经功能状态（EDSS评分）明显相关，可以定量评估MS患者病情变化。
　　 5.SWI相位图（FPI）上低信号伴有小静脉穿行是MS脱髓鞘斑块的特征性表现，而仅有小静脉异常预示早期改变，随着血流灌注下降，斑块内铁的沉积加剧，并有向不可逆损伤发展的趋势。
　　 6.MS患者NAWM的phase值显著低于正常人，与微循环血流改变具有一致性；NAWM的phase值与EDSS具有相关性，可以预测病情演变。