文摘gydF4y2Ba
背景和目的:gydF4y2Ba正常脑组织(NABT)组织学损害成立于多发性硬化症,光谱学先生磁化传递成像和扩散张量成像(DTI)。然而,这一现象是否可以检测到在复发neuromyelitis视(RNMO)仍不清楚。本研究的目的是利用DTI调查RNMO病人NABT损伤的存在及其可能机制。gydF4y2Ba
方法:gydF4y2Ba常规成像先生和DTI扫描进行16 RNMO没有可见的病变患者大脑成像和先生在16个性别和年龄健康对照组。直方图分析的意思是扩散系数(MD)和分数各向异性(FA)是在整个大脑组织(BT),白质(WM)和灰质(GM)。感兴趣的区域(ROI)分析MD和足总也在WM地区与脊髓白质束或视神经(包括延髓、大脑脚、内囊,和光学辐射),在胼胝体与他们没有直接的联系,和在一些通用的地区。gydF4y2Ba
结果:gydF4y2Ba从直方图分析,我们发现RNMO组有更高的平均BT的MD, WM,和通用汽车,较低的平均MD峰高和更高的平均MD通用的峰值位置,和更高的平均FA峰高的WM比对照组。从ROI分析,与对照组相比,RNMO患者有更高的平均MD和较低的平均FA ROI的WM与脊髓白质束或视神经和正常平均MD和FA胼胝体与他们没有直接的联系。此外,高平均MD在顶叶通用汽车在这些患者被发现。gydF4y2Ba
结论:gydF4y2Ba我们发现证实存在异常扩散RNMO和表明,辅助患者脑组织变性引起的脊髓和视神经病变可能是这个异常的一个重要机制。gydF4y2Ba
视Neuromyelitis(动)是一种严重的脊髓脱髓鞘疾病的特点是选择性的参与和视神经。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba动可能遵循单相或多相的模式;后者被称为复发动(RNMO)。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba在许多患者,RNMO最初误诊为多发性硬化症(MS)因为相似的临床表现。众多功能,然而,区分RNMO女士,包括发病的年龄,更多的女性优势,病变局限于脊髓和视神经,更大的攻击严重程度,一般正常的大脑成像先生发现,纵向广泛的脊髓病变,CSF,病理结果,和病理学特征。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba12gydF4y2Ba
常规MR成像技术已被广泛用于评估异常改变患者的脊髓和视神经动。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba一些先前的研究,1.5 t磁共振用于调查异常脑组织(BT)的变化,发现大多数动病人没有大脑成像异常先生,和一些有轻微病变与年龄相关的变化或其他疾病相关。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba一些作者使用了定量成像先生调查动神秘损伤患者是否在正常脑组织中发现(NABT)。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba一项研究gydF4y2Ba19gydF4y2Ba使用磁化传递成像(MTI)调查的神秘伤害NABT 8复发患者动,发现患者和对照组之间没有区别。另一项研究gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba使用MTI和扩散张量成像(DTI)探讨正常白质异常变化(NAWM)和灰质(NAGM)患者在10动,发现磁化传递率降低(地铁)和增加表观扩散系数(ADC)的患者NAGM动,暗示这些患者的灰质损害的存在。此外,异常模式的乐章皮质激活患者被报道动利用功能磁共振成像,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba暗示的出现适应重组在这些病人的功能性皮质。gydF4y2Ba
最后2研究gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba表明可能存在细微的异常的患者NABT动。这种畸形是通过二次变性引起的脊髓损伤和视神经或小,离散病变,它超出常规MR成像的分辨率被检测出来。是临床上重要的确定存在的神秘BT损害患者RNMO及其可能的机制。如果NABT RNMO没有神秘的损坏,我们可以使用这些信息来区分RNMO女士如果RNMO只有神秘NABT损伤引起的继发性变性,它可以被视为一个独特的疾病如果RNMO神秘女士NABT造成的损害,此信息表明RNMO亚型女士我们的研究有两个主要目的:1)全球调查RNMO患者是否有神秘BT损害利用DTI直方图分析和2)来检测异常感兴趣的区域通过使用区域(ROI)的分析来阐明BT RNMO患者损害的可能机制。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
主题gydF4y2Ba
从2003年4月到2004年12月,我们前瞻性研究100例复发性脱髓鞘疾病。其中,20名患者满意的诊断标准动gydF4y2Ba6gydF4y2Ba;16这些20患者正常的大脑成像,其中4脑损伤(3例表现出frontoparietal白质中的多个病变被认为是异常的年龄;一个病人有内囊腔隙梗死)。动要求所有绝对的诊断标准(视神经炎;急性骨髓炎;没有证据表明临床疾病之外的视觉神经或脊髓)和一个主要支持标准(负大脑成像先生出现不符合标准的徽章等gydF4y2Ba22gydF4y2Ba女士);脊髓MR成像与信号强度异常延长至少3椎段;CSF脑脊液细胞增多> 50白细胞计数/毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba或5 >中性粒细胞/毫米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)或2小支持标准(双边视神经炎;严重视神经炎与固定视力低于20/200至少一只眼睛;严重,固定,attack-related弱点(医学研究理事会(MRC)年级≥2]在一个或多个肢体)。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba研究NABT RNMO患者是否有神秘的损伤和排除其他伴随疾病的影响,我们招募了16个病人(1人,15位女性)与正常大脑成像先生进一步研究。他们的平均年龄为35.4±11.8年(范围、19-55年),疾病的平均持续时间为4.7±2.4年(范围1.0 - -8.0年),和平均Kurtzke扩大残疾状态量表(eds)评分为3.4±1.2(范围1.5 - -5.0)。十六岁性别和年龄健康志愿者(1人,15位女性)与无神经系统疾病史和正常的神经系统检查作为对照组。他们的平均年龄为35.4±11.8年(范围、19-55年)。没有参与RNMO患者出现急性复发或正在接受皮质类固醇,获得图像。当地伦理委员会批准和书面知情同意从所有受试者获得先生前考试。gydF4y2Ba
图像采集先生gydF4y2Ba
先生的大脑图像通过使用1.5 t磁共振扫描器(奏鸣曲;西门子、德国埃朗根)。以下序列具有相同截面位置,数量的部分(30)截面厚度(4毫米)和交叉差距(0.4毫米)得到:1)涡轮旋转回声(TSE) t2加权成像(重复时间(TR), 5500;回波时间(TE), 94;数量的励磁的(NEX), 3), 11 echo-train长度、256×224矩阵,240×210毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba的视野(FOV));2)t1旋转回声成像(650/6/3 [TR / TE / NEX], 256×224矩阵,240×210毫米gydF4y2Ba2gydF4y2BaFOV);3)Fluid-attenuated反转恢复(天赋)序列(8500/150/1 (TR / TE / NEX);反转时间(TI), 2200;8 echo-train长度;256×224矩阵,240×210毫米gydF4y2Ba2gydF4y2BaFOV);和4)旋转回声单发echo-planar脉冲序列(5000/100/10 [TR / TE / NEX], 128×112矩阵,和240×210毫米gydF4y2Ba2gydF4y2BaFOV)。总共有7图像集收购:6 noncollinear扩散加权梯度和b值1000 s /毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,一个没有扩散加权。gydF4y2Ba
图像分析gydF4y2Ba
图像分析进行离线工作站。谢霆锋t2加权图像和天赋是用来排除患者病变RNMO患者的大脑。扩散张量计算为每个像素根据以下方程gydF4y2Ba23gydF4y2Ba:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba我gydF4y2Ba是测量信号强度,gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba0gydF4y2Bat2加权信号强度,gydF4y2BaggydF4y2Ba我gydF4y2Ba敏化梯度扩散,gydF4y2BaDgydF4y2Ba是一个3×3扩散张量。扩散张量估计统计,通过使用数据的对数线性拟合,最小二乘法的基础上。gydF4y2Ba23gydF4y2Ba对角化后的张量,平均扩散系数(MD)和分数各向异性(FA)派生为每个像素根据以下方程gydF4y2Ba24gydF4y2Ba:gydF4y2Ba 其中λgydF4y2Ba我gydF4y2Ba(gydF4y2Ba我gydF4y2Ba= 1,2,3)是扩散张量的特征值。然后,t2影像的DTI扫描coregistered t1影像基于归一化互信息方法通过使用SPM2 (Wellcome成像神经科学部门,伦敦,英国)。相同的转换参数被用来coregister MD和FA图像。gydF4y2Ba
从t1影像像素包含extracerebral组织被使用半自动的MRIcro提供的技术(gydF4y2Bahttp://www.sph.sc.edu/comd/rorden/mricro.htmlgydF4y2Ba)。大脑灰质(GM),白质(WM)和脑脊液从t1加权图像自动分割使用multicontext模糊聚类技术,gydF4y2Ba25gydF4y2Ba因为它的强度不均匀性不敏感。每个像素分类为通用、WM或脑脊液,BT派生的像素求和的通用和WM。因此,BT的面具,WM和通用的对象被创建,所有受试者的BT的绝对体积测量。gydF4y2Ba
结果BT、WM和通用面具被叠加在MD和FA图像。然后相应的医学博士和FA BT的图像,WM和通用汽车。柱状图,其中包含1000箱,从这些图像被创建。为了弥补大脑大小的变化,每一本被压导致的总数规范化直方图。从每一个柱状图,提取下列措施:平均值,直方图峰高和直方图峰值位置。gydF4y2Ba
检测异常区域的关键一步澄清脑组织损伤的可能机制。我们测量了平均MD和FA在4种ROI: (1) ROI的WM(包括延髓、大脑脚、内囊和光学辐射)与脊髓白质束或视神经;(2)roi的WM(包括胼胝体压部和膝)与脊髓或视神经没有直接联系;(3)roi的通用汽车(包括核、丘脑);和(4)roi的皮质通用汽车(包括额叶、顶叶、颞叶与枕叶GM)。roi都是手工描述和衡量一个neuroradiologist知道病人图像所属。前3种roi定义在足总图像(gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba)和最后一种ROI决心在医学图像。双方的一个特定的结构被认为是一个专用的区域。感兴趣的每个区域的边界是仔细定义实现一致性之间的权衡ROI和部分容积效应的影响。roi Intraobserver再现性的DTI措施也被评估。2次(由至少3个月),同一观察者测量的平均MD和足总认为roi从所有16个对照组。平均intraobserver变异系数对普通医学博士和FA计算roi进行了研究。gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
2-tailed学生gydF4y2BatgydF4y2Ba测试nonpaired数据被用来检查每一个被认为是测量的差异来源于ROI和直方图RNMO患者和对照组之间。类似于以前的研究使用的统计方法gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba27gydF4y2Ba反映了大量的比较和避免II型错误,gydF4y2BaPgydF4y2Ba值≤。005were considered statistically significant.
结果gydF4y2Ba
BT的平均体积为1135.6±67.3毫升RNMO患者和对照组1086.8±109.0毫升。这两组之间没有显著差异,表明缺乏脑萎缩患者与对照组相比RNMO。intraobserver的变异系数为0.73%,平均为1.32% MD和延髓的足总;0.85%和1.06%的平均MD和FA大脑脚;0.74%和1.17%的平均MD和足总内部胶囊;1.15%和1.37%的平均MD和FA光学辐射;0.43%和1.02%的平均MD和FA胼胝体压部;0.52%和1.18%的平均MD和FA胼胝体膝;0.67%和1.09%的平均MD壳核、丘脑;和1.34%,1.29%,1.45%,和1.37%的平均额的MD,通用顶叶、颞叶与枕叶。gydF4y2Ba
与对照组相比,我们发现从患者的平均MD直方图BT RNMO转移到正确的峰高较低(gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba)。然而,没有发现明显的差异在足总平均直方图之间的病人和对照组(gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba)。根据进一步分析,我们发现,平均MD直方图的通用和WM RNMO转移到正确的患者较低的峰值高度(gydF4y2Ba无花果4gydF4y2Ba和gydF4y2Ba5gydF4y2Ba),平均FA直方图的WM RNMO患者转移到左边与更高的峰高(gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
BT的MD和FA histogram-derived措施,通用,WM RNMO患者和对照组gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。RNMO组明显高于平均水平的MD BT (gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施),WM (gydF4y2BaPgydF4y2Ba= 04)和通用汽车(gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施);较低的平均MD峰高(gydF4y2BaPgydF4y2Ba= .003);医学博士更高的平均峰值位置(gydF4y2BaPgydF4y2Ba通用汽车的< 0.001);和更高的平均FA峰高(gydF4y2BaPgydF4y2Ba= WM比对照组的措施)。gydF4y2Ba
MD和FA值平均的roi RNMO患者和对照组gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba。roi的WM与脊髓白质束或视神经,包括延髓、大脑脚、内囊,和光学辐射,RNMO患者明显高于平均MD和较低的平均FA (gydF4y2BaPgydF4y2Ba≤.005)比对照组。roi的WM没有直接连接脊髓或视神经,包括胼胝体压部及膝,然而,没有发现显著差异在平均MD和FA RNMO患者和对照组之间。平均MD的差异不显著的壳核、丘脑RNMO患者与对照组。壁的平均MD通用RNMO患者明显不同(gydF4y2BaPgydF4y2Ba<措施)于对照组。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
起初,RNMO被认为是女士的亚型,因为他们都有复发缓和。然而,越来越多的证据支持这一概念,RNMO是一个独特的障碍。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba12gydF4y2Ba一些先前的研究已经证实,NAWM和NAGM神秘伤害患者。gydF4y2Ba15gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba18gydF4y2Ba这种损坏可能是由于神秘脑组织病变(经病理研究gydF4y2Ba28gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba女士)和继发性变性造成可见的病变。一些作者报道,动神秘损伤患者在通用和自适应功能皮层重组。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba然而,这种损害是否存在于大脑WM及其可能机制(神秘的脑组织损伤,二次变性引起的脊髓和视神经病变,或两者)需要确定。gydF4y2Ba
在这项研究中,我们首先分析了MD和FA直方图BT的全球调查RNMO患者是否有异常脑扩散。我们发现他们有一个更高的平均MD比对照组,这表明BT的神秘的存在损害。我们可以排除的部分体积效应的可能影响脑萎缩导致这个异常的发现没有统计上的显著差异在脑组织体积RNMO患者和对照组之间。然而,这种异常的BT没有检测到先前的研究,gydF4y2Ba19gydF4y2Ba曾经MTI的神秘损害调查NABT 8 RNMO患者,发现患者和对照组之间没有区别。这种差异可能是由于MTI和DTI的区别方法测量(地铁措施磁化交易所之间移动和有界质子和反映残余轴突和髓鞘脱失程度的百分比gydF4y2Ba32gydF4y2Ba;MD措施分子运动和影响细胞的平均尺寸和完整性;FA是各向异性的衡量和反映的程度排列的细胞结构和结构完整性gydF4y2Ba23gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba)。尽管一些病理变化(脱髓鞘和轴突丧失)可能被贸易工业部和MTI的敏感性检测不同病理变化这两个方法之间可能会有所不同。另一项研究gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba发现患者NAGM RNMO减少地铁和ADC增加,这在一定程度上支持我们的结果,但在NABT RNMO患者是否已经检测到异常没有报道。我们认为,这种差异可能是由于灵敏度MTI和DTI方法之间的差异。gydF4y2Ba
进一步确定异常扩散BT的特定区域,我们分析了平均MD直方图的WM和通用和足总平均直方图的WM。从通用汽车的平均MD直方图,我们发现RNMO患者有更多的像素与MD高于对照组,表明“壁垒”限制的减少水分子运动。直方图峰高可能被视为一个剩下的健康组织,指数和直方图峰值高度下降可能表明许多健康的神经元所涉及的疾病。直方图的峰值位置的平均MD值最多的本像素。RNMO患者,增加直方图峰值位置可能代表的平均MD的增加最多的本像素,间接表明许多神经元可能减少数量的“壁垒”限制水分子运动。我们的结果证实了之前的研究。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba此外,通用汽车的平均MD直方图的形状RNMO患者与对照组明显不同,这表明MD histogram-derived测量这两组之间截然不同。类似的结果也出现在WM MD平均直方图,但两组之间的差异的程度小于通用。值得注意的是尽管平均FA直方图的BT RNMO患者与对照组没有明显不同,足总平均直方图的WM患者和对照组之间显然是不同的。我们还发现最显著的地区与降低FA值与高像素FA值,这说明存在的神秘伤害高的白质纤维束FA值。gydF4y2Ba
检测异常区域将解释BT的异常变化,我们进行ROI分析。我们研究最重要的发现是,患者RNMO, roi的WM与脊髓白质束或视神经显著更高的医学博士和FA值较低,与对照组相比,而roi的WM没有直接连接与脊髓或视神经正常平均MD和FA值。这一发现表明,二次变性引起的脊髓和视神经病变可能是可能的机制异常扩散BT的存在。我们并没有发现在统计上有显著差异的壳核、丘脑的平均MD患者和对照组之间的一项研究的结果是一致的。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba这一发现表明要么没有异常患者深通用RNMO或缺乏敏感性的DTI检测可能的异常基底神经节。RNMO患者,我们还发现明显增加MD在顶叶通用与脊髓白质束和略增加MD枕通用与视神经,也支持我们的假设,即大脑异常扩散与继发性变性引起的脊髓和视神经病变。虽然上面的发现支持了二级退化的主要原因是不正常的大脑在RNMO扩散,我们不能完全排除这种可能性的存在主要的BT的参与可能会一定程度上导致大脑异常扩散。在未来,活检检查RNMO可能有助于澄清这个问题。gydF4y2Ba
我们推测,我们的研究结果可能有以下2临床意义。是我们的一项研究证实的概念动女士不同的疾病,因为他们有不同的分配模式NABT反常扩散,这可能表明不同基质的存在这两个障碍。另一个是我们可以监控进展RNMO通过测量MD和FA相关脑区(如延髓、大脑脚、内囊,和光学辐射),因为脑DTI数据很容易获得和二级退化的主要原因是大脑RNMO异常扩散。gydF4y2Ba
尽管我们发现BT损伤患者RNMO,表示其可能机制,存在一些可能的限制在这个研究。据我们所知,没有分割方法可以完全段WM和通用汽车因为部分容积效应的影响,噪音,和相对贫穷的源图像的分辨率。gydF4y2Ba25gydF4y2Ba,gydF4y2Ba34gydF4y2Ba结果,使用分割方法不可避免地带来了一些界面区域的误分类WM和通用汽车在我们的研究中。低足总成分的存在(尤其是FA < 0.2)平均FA直方图的WM还表示这个错误分类。然而,我们仍然相信我们的结果的有效性,因为误分类的比例太小,显著影响我们的结果。gydF4y2Ba
另一个可能的限制是roi的定义。是不可能设置一个相同大小的ROI绝对相同的所有主题的网站在一个专用的结构,因为大脑尺寸的变化。这个解剖界定的困难可能导致误导性的比较研究。此外,小ROI不能反映总体状况的一个专用的结构,所以我们用了一个相对较大的ROI,包括双方的大部分全球专用的结构反映了考虑结构的状态。我们还定义了边缘的ROI内观察到的保证金专用的结构来消除部分容积效应的影响与其他结构。gydF4y2Ba
结论gydF4y2Ba
我们展示了患者存在异常扩散BT RNMO平均MD直方图分析。此外,我们发现异常出现在WM和通用汽车在这些患者中通过分析他们的医学博士和FA直方图。最后,发现了大脑组织的异常变化主要发生在地区与脊髓白质束或患者的视神经RNMO ROI分析。它表明,二次变性引起的脊髓和视神经的损害可能神秘BT损坏的一个重要原因。gydF4y2Ba
脚注gydF4y2Ba
支持部分由中国自然科学基金会(30470519.30425004,60121302),北京自然科学基金(7042026)和国家重点基础研究发展计划(973),(2004 cb318107)。gydF4y2Ba
引用gydF4y2Ba
- 收到了gydF4y2Ba2005年8月3日。gydF4y2Ba
- 接受修订后gydF4y2Ba2005年9月30日。gydF4y2Ba
- 版权©神经放射学的美国社会gydF4y2Ba