European Radiology:多发性硬化症患者脑组织的多参数定量MRI研究

2023-01-15 shaosai MedSci原创 发表于上海

事实上,尽管考虑到同时发生的组织损失的混杂影响,必须谨慎解释铁的累积,但白质(WM)和富含WM的结构(如丘脑)中的铁耗竭可能是由少突胶质细胞功能障碍和损伤导致的,髓鞘化能力和营养支持减少导致神经变性。

近期多项研究证实了在多发性硬化症(MS)中萎缩累积背后的生理病理机制及其对致残的影响。然而,组织微结构异常的性质和临床意义仍然难以捉摸,部分原因是不同的病理过程(脱髓鞘、炎症、轴突损失)并存,对其定性是个挑战。

近年来,临床上引入了半定量和定量MRI(qMR)方法以探索微观结构异常的性质,其中对多发性硬化症特别感兴趣的是对铁和髓鞘的评估。事实上,尽管考虑到同时发生的组织损失的混杂影响,必须谨慎解释铁的累积,但白质(WM)和富含WM的结构(如丘脑)中的铁耗竭可能是由少突胶质细胞功能障碍和损伤导致的,髓鞘化能力和营养支持减少导致神经变性。在定量参数中,组织学验证研究证实了QSM对基底神经节铁含量评估的适用性,其中髓鞘的强度对磁敏感性几乎没有影响。然而,在富含髓鞘的结构中,如WM和丘脑,对磁敏感性改变的解释更具挑战性。

另一个更密切反映组织髓鞘含量的定量参数是纵向弛豫率(R1)。R1与髓鞘和轴突的含量密切相关,但根据脑组织的死后分析,它主要取决于髓鞘含量,是对髓鞘敏感的最可靠的MRI指标之一。 除了磁敏感和R1的变化(作为铁和髓鞘含量的代用指标)可以提供关于多发性硬化症微观结构异常的性质的信息外,这种改变的临床影响仍不明确

近日,发表在European Radiology杂志的一项研究对定量MR进行了多参数分析以及脑容积测定,以显示多发性硬化症大脑中萎缩、R1和χ变化的脑区分布,进一步阐明其对认知和运动障碍的影响。

本项研究117名多发性硬化症患者和53名健康对照者的灰质(GM)和白质(WM)进行了基于体素的形态测量,以及基于体素的R1和χ图的量化分析。使用非参数包络检验评估组间差异,同时评估MRI指标和临床变量(肢体障碍、认知和运动表现)之间的相关性,包括整体和组间比较中出现的集群体素。

多发性硬化症患者表现出广泛的R1减少,而χ的改变较为有限,萎缩主要涉及深部GM、后部和脑膜下区域(P < 0.02)。虽然R1和χ在几个WM束中显示出平行的减少(P<0.001),但GM R1值的减少(P<0.001)与丘脑χ的减少(P<0.001)以及尾状核和前额叶皮质χ的小群增加有关(P<0.02)。除了萎缩外,小脑和放射冠的χ值与肢体障碍和运动表现相关,而局灶性脱髓鞘与认知表现相关(P < 0.04)。
 组间差异的效应大小图。组间差异的效应大小(Cohen's d)图在体积、R1和χ值方面(从左到右)呈现,叠加在MNI空间平均T1加权体积的轴位图上。正的效应大小值指的是MS < HC对比。对于容积、R1和χ图,显示的是GM和WM分析的集合结果

本项研究证实了多发性硬化症中存在广泛的、与临床相关的脱髓鞘现象,影像上表现为R1的减少和相应脑区的萎缩。此外,本仙研究结果表明,组织磁敏感性的有限改变也有临床意义,为临床提供了关于少突胶质细胞功能障碍和损害的信息。

 

原文出处:

Giuseppe Pontillo,Maria Petracca,Serena Monti,et al.Clinical correlates of R1 relaxometry and magnetic susceptibility changes in multiple sclerosis: a multi-parameter quantitative MRI study of brain iron and myelin.DOI:10.1007/s00330-022-09154-y

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