基于新技术的多模态磁共振成像在阿尔茨海 默症及轻度认知功能障碍患者脑评估中的应用价值

摘要

目的：（1）探讨3D CUBE T1并压缩感知HyperSense技术在海马及双侧颞叶结构成像中的应用价值；（2）探讨3D CUBE T1并压缩感知HyperSense技术在AD及MCI患者脑结构成像中的应用价值；（3）探讨集成磁共振成像MAGiC技术在AD及MCI患者脑弛豫定量中的应用价值。　　方法：（1）搜集正常志愿者35例，其中男性17例，女性18例，年龄18-29岁，平均年龄24.6岁。所有研究对象均在3.0T超导磁共振仪完成扫描，扫描序列包括3D CUBE T1并HyperSense及Bravo。扫描结束后，对3D CUBE T1并HyperSense及Bravo图像进行主客观评价，其中主观评价采用“五分法”从图像均匀度、伪影、双侧颞叶显示的完整性、双侧海马显示的完整性、图像整体质量进行评分，结果采用秩和检验进行统计分析；客观评价主要从3D CUBE T1并HyperSense及Bravo图像海马及颞叶灰、白质信噪比及灰白质对比噪声比进行评判，结果采用两样本比较的t检验进行统计分析；除此以外采用OVBM进行后处理，并测量3D CUBE T1并HyperSense及Bravo双侧海马及双侧颞叶体积的概率值，结果采用两样本比较的t检验进行统计分析。（2）搜集2018年12月∽2019年9月在中国人民解放军总医院就诊并经过临床综合评分系统及PET诊断为AD及MCI患者共102例，其中AD患者共61例，年龄56∽86岁，平均年龄（67.41±4.87）岁；MCI患者共41例，年龄55∽85岁，平均年龄（70.53±6.91）岁。同期选取健康老年人30例作为对照组，年龄55∽80岁，平均年龄（71.66±5.12）岁。所有研究对象均在3.0T超导磁共振仪完成扫描，扫描序列为常规序列（T1WI/T2WI/T2Flair/DWI）、3D CUBE T1并HyperSense及MAGiC序列。扫描结束后，将3D CUBE T1并HyperSense序列原始数据经OVBM分析后测量双侧海马、颞叶体积概率值，并比较AD、MCI及正常对照组之间差异，结果采用方差分析进行统计，P＜0.05时，差异具有统计学意义。（3）将MAGiC序列图像上传至MAGiC100.1.1后处理软件进行后处理，并以勾画感兴趣区的方式测量实验组及对照组颅脑前额叶、海马、内侧颞叶、豆状核、尾状核、丘脑、胼胝体的T1及T2弛豫值。采用方差分析对AD组、MCI组以及正常对照组T1、T2值差异性进行统计分析，P＜0.05时，差异具有统计学意义；绘制ROC曲线，评价T1Mapping及T2Mapping对AD及MCI的诊断效能并比较AD组、MCI组以及对照组髓磷脂分数。　　结果：（1）3D CUBE T1并HyperSense、Bravo序列原始及重建后图像主观评分分别为：图像均匀度四分位数（P25，P75）为（4,5），（4,5），Z=1.31，P＞0.05；伪影四分位数（P25，P75）为（4,5），（3,4），Z=2.77，P＜0.05；双侧颞叶显示完整性四分位数（P25，P75）为（4,5），（3.25,4），Z=3.43，P＜0.05；双侧海马显示完整性四分位数（P25，P75）为（4,5），（3.25,4.25），Z=2.57，P＜0.05；图像整体质量四分位数（P25，P75）为（4,5），（3,4），Z=2.14，P＜0.05；3D CUBE T1并HyperSense、Bravo序列原始图像客观评价结果为：海马区SNR（128.54±16.65）（119.98±15.41），F=12.14，P＞0.05；颞叶白质SNR（171.69±14.13）（176.54±18.31），F=6.98，P＞0.05；颞叶灰质SNR（113.45±10.67）（117.61±15.12），F=6.19，P＞0.05；颞叶灰白质CNR（52.88±6.12）（50.65±9.91），F=1.58，P＞0.05；CUBE T1并HyperSense、Bravo序列经OVBM处理后双侧海马及双侧颞叶体积概率值统计结果：左侧海马体积（2.50±0.33）（2.28±0.13），t=2.66，P＜0.05；右侧海马体积（2.57±0.21）（2.31±0.11）t=5.60，P＜0.05；左侧颞叶体积（6.07±0.49）（5.29±0.45），t=7.18，P＜0.05；右侧颞叶体积（6.41±0.59）（5.60±0.15），t=7.59，P＜0.05。（2）AD组、MCI组及同年龄段正常对照组双侧海马区体积分别为：左侧海马（2.13±0.60）（2.33±0.25）（2.52±0.19）,F=5.18,P＜0.05，右侧海马（2.19±0.54）（2.38±0.36）（2.61±0.17）,F=8.65,P＜0.05；AD组、MCI组及同年龄段正常对照组双侧颞叶体积概率值分别为：左侧颞叶（5.43±0.32）（5.76±0.50）（6.09±0.72）,F=7.77,P＜0.05；右侧颞叶（5.32±0.54）（5.78±0.98）（6.11±0.98）,F=8.61,P＜0.05。（3）AD组、MCI组及同年龄段正常对照组颅脑前额叶、海马、内侧颞叶、丘脑、胼胝体T1及T2弛豫值差异具有统计学意义，且T1Mapping及T2Mapping对AD及CML具有较高的诊断效能，AD组、MCI组及同年龄段正常对照组MYF差异有统计学意义。　　结论：（1）3D CUBE T1并HyperSense技术在脑结构成像中发挥重要的作用，相比于传统基于IR-FSPGR的Bravo序列，其图像质量及精准性更高。而且得益于压缩感知HyperSense技术，其扫描时间较Bravo更短。因此，3D CUBE T1并HyperSense技术有望在未来取代Bravo等技术，成为脑结构成像的主流序列。（2）3D CUBE T1并压缩感知HyperSense技术在AD及MCI患者双侧海马及颞叶显示及体积测量中有重要价值，可精准评估AD及MCI患者脑结构体积改变，为AD及MCI的诊断及鉴别诊断提供有意义的指导价值。（3）集成磁共振成像MAGiC技术在AD及MCI患者脑弛豫定量测量中有重要价值，可指导AD及MCI早期诊断，从而早期实施临床干预。

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