联合定量磁敏感图及质子交换速率成像技术在体研究铁沉积和氧化应激在MS发病机制中的作用

作     者：叶海琪 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈唯唯

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

主      题：多发性硬化 视神经脊髓炎谱系疾病 定量磁敏感图 中央静脉征 磁敏感值 质子交换速率成像 铁沉积 氧化应激 活性氧物质 

摘      要：第一部分:多发性硬化(MS)和视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)的定量磁敏感图(QSM)研究目的:研究QSM技术对多发性硬化(MS)及视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)两种脱髓鞘疾病的鉴别诊断价值。材料与方法:收集我院2017年12月至2019年5月间临床确诊的MS患者31例及有颅内病灶的NMOSD患者17例。所有患者均行常规MRI(Axi FSE T2W,T2FLAIR)及三维多回波GRE序列。从GRE原始数据后处理重建出QSM图像。T2W图像上的高信号灶被定义为MS或NMOSD病灶。采用随机盲法阅片分析所有病灶在QSM图上的信号特点,形态及中央静脉征(CVS),并勾画ROI定量测量病灶的磁敏感值。组间差异比较采用卡方检验和两独立样本t检验,评估各征象对于鉴别MS和NMOSD病灶的敏感性和特异性。结果:本研究31名MS及17名NMOSD患者分别检出488个MS病变及150个NMOSD病变。488个MS病灶中,411个(84.2%)MS病灶在QSM图上呈顺磁性高信号表现,77个(15.8%)呈等信号。411个QSM高信号的MS病灶中,201个(48.9%)呈较均匀的结节状高信号,210个(51.1%)呈环形高信号。所有MS患者均有至少一个QSM高信号病灶。156个(32%,156/488)MS病灶CVS征呈阳性,且77.4%(24/31)的MS患者有至少一个CVS征阳性病灶。150个NMOSD病灶中,仅3个(2%)NMOSD病灶在QSM图上呈顺磁性结节状高信号表现,来自于2名(11.8%,2/17)NMOSD患者。NMOSD组所有病灶CVS均为阴性。MS的QSM高信号病灶(84.2%vs 2%,p0.001)和CVS阳性病灶(32%vs 0,p0.001)显著多于NMOSD。采用≥1个QSM高信号病灶鉴别MS与NMOSD的敏感性及特异性分别为100%(95%CI:86.3%-100%)和88.2%(95%CI:62.3%-97.9%)。采用≥1个病灶在QSM上具有CVS征象鉴别MS与NMOSD的敏感性及特异性分别为77.4%(95%CI:58.5%-89.7%)及100%(95%CI:77.1%-100%)。MS病灶的磁敏感值显著高于NMOSD病灶(24.65±16.75ppb vs 3.07±5.68ppb,p0.001),CVS征阳性的MS病灶的磁敏感值显著高于CVS征阴性的MS病灶(30.4±17.3ppb vs 22.0±15.9ppb,p=0.004)。结论:QSM高信号灶及中央静脉征是MS特异的影像学征象,QSM成像鉴别MS与NMOSD这两种炎性脱髓鞘疾病的准确性高。第二部分:联合应用定量磁敏感图技术及质子交换速率成像探索MS病灶内铁与氧化应激的相关性目的:通过联合使用定量磁敏感图(QSM)及质子交换速率成像(kex MRI)来研究MS病灶内的氧化应激水平以及铁含量及氧化应激水平之间的关系。材料与方法:纳入我院2018年8月至2019年5月临床证实的16例MS患者。所有患者均行T2WI、CEST序列及三维多回波GRE序列成像。从原始CEST及GRE数据中分别重建出kex mapping及QSM图像;T2加权图像上的高信号灶被定义为MS病灶,采用单独随机盲法阅片观察所有病灶在QSM图及kex mapping图上的信号特点。并勾画ROI计算病灶及NAWM的磁敏感值及Kex值。病灶与NAWM之间以及QSM上高信号与等信号的病灶之间的kex值差异通过两独立样本t检验进行比较,对MS病灶的QSM值与kex值进行Spearman相关分析。p0.05为差异具有统计学意义。结果:16名MS患者共检出153个MS病灶。kex图像上,136个(88.9%)病灶Kex升高,17个(11.1%)病灶Kex不升高。MS病灶的平均kex值显著高于NAWM(931.2±136.1 s-1 vs 742.3±57.2 s-1,p0.001)。QSM图上,130个(85%)病灶表现为高信号,23个(15%)病灶呈等信号。QSM高信号的MS病灶的磁敏感值显著高于QSM等信号的病灶(949.6±130.7 vs 829.9±111.1,p0.001)。联合QSM及kex mapping图,MS病灶呈现三种影像模式:QSM高信号+kex增高(113/153,73.9%);QSM高信号+kex无明显变化(17/153,11.1%);QSM等信号+kex增高(23/153,15%)。Spearman相关分析显示病灶磁敏感值与质子交换速率kex值呈中度正相关(r=0.514,p0.001)。结论:MS病灶内普遍存在氧化应激增加的现象;且氧化应激水平与病灶的磁敏感值之间存在着正相关关系。