文摘
摘要目的:确定临床和结构磁共振成像标记预测患者的认知障碍(CI) neuromyelitis视(动)。
方法:54个动27健康对照组患者进行了广泛的神经心理测试和多通道3.0 t磁共振成像。病人组分为CI或认知保存(CP),使用标准≤1.5 SD至少两个认知域。核磁共振测量包括白质病变(WM)体积,灰质(GM), WM,通用汽车和深度(为副总经理)体积,皮层厚度、和WM呼吸道的严重程度和范围扩散指标改变基于分数各向异性和意思,轴向和径向扩散系数。使用多元一般线性模型组比较,和相关的临床和MRI测量平均认知z分数部分相关性和逐步线性回归模型。
结果:26动(48.2%)患者分为CI和显示WM束扩散异常,尤其是径向扩散系数增加,和通用汽车尤其是为副总经理萎缩与健康对照组相比。患者分为CP还显示改变WM束扩散,但通用汽车没有显著萎缩。与CP组相比,CI患者表现出更低的教育水平和降低海马体积。在整个病人组,平均认知z分数是最好的预测的教育水平和海马体积(R2= 0.46,p< 0.001)。
结论:动,患者WM系统完整性破坏被确认在CP和CI组。通用萎缩,特别是在为副总经理,只有发现CI组。海马体积的主要MRI预测认知在动。
术语表
- 广告=
- 轴向扩散系数;
- AQP4=
- aquaporin-4;
- CI=
- 认知障碍;
- CP=
- 认知保存;
- 为副总经理=
- 深部灰质;
- eds=
- 扩大残疾状态量表;
- 足总=
- 分数各向异性;
- 通用汽车=
- 灰质;
- HC=
- 健康的控制;
- MACFIMS=
- 最小的评估认知功能在多发性硬化症;
- 医学博士=
- 意思是扩散系数;
- 女士=
- 多发性硬化症;
- NDGMV=
- 归一化深度灰质体积;
- NGMV=
- 规范化的灰质体积;
- 动=
- 视neuromyelitis;
- 理查德·道金斯=
- 径向扩散系数;
- SDMT=
- 符号位模式测试;
- T2LV=
- T2病灶体积;
- WCST=
- 威斯康辛卡片分类测试;
- WM=
- 白质
视Neuromyelitis(动)是一种中枢神经系统脱髓鞘astrocytopathy经常与视神经炎和纵向呈现广泛的横向脊髓炎。1认知障碍患者(CI)被描述在动,1,2患病率约54%至57%,3,- - - - - -,7并对日常生活的许多方面产生不利影响。类似于多发性硬化症(MS),8动成为主流的影响认知领域信息处理速度和情景记忆。然而,CI的病理基础和MRI基质动尚不清楚。
脑损伤,9白质(WM)扩散异常,10和脑萎缩11,- - - - - -,13确定患者的正常时差,显示变量在动校正与认知功能障碍的关系。然而,少数研究探索认知功能障碍的MRI衬底动显示不一致的研究结果,主要是基于单一成像形态与相对较小的样本大小(从10到30个病人)。3,14认知障碍的病理衬底动似乎是复杂的,不能完全解释为一个MRI测量。15集成的多峰性MRI是必要的来提高我们对CI的动校正的机制的理解。
因此,本研究的目的是确定的主要MRI预测在动使用CI multiparametric结构磁共振成像。为此,我们相比相对较大的动,健康对照组患者(高碳钢)广泛的认知测试,临床测量和核磁共振成像参数。我们调查是否CI WM病变,主要是相关WM扩散变化,和/或灰质(GM)体积测量。
方法
标准协议的审批、登记和病人同意。
这项研究是当地机构医学伦理委员会批准,所有参与者给书面知情同意。
参与者。
54个病人动是自愿和连续招募了来自天津医科大学总医院。诊断是根据修改后的动诊断标准确定。2所有患者完成认知评估和MRI检查在这项研究。排除水肿的混杂效应或药物对大脑核磁共振测量,所有参与的患者需要无复发,没有疾病修饰治疗药物或类固醇在MRI扫描前的2周。主要的人口和临床特点包括扩大残疾状态量表(eds)得分,16复发年率,和疾病持续时间的病人被有经验的神经学家(L.Y.)评估。Anti-aquaporin-4 (AQP4)抗体测试根据转染HEK293细胞重组免疫荧光测定。1727岁,性,和education-matched高碳钢没有神经功能障碍的历史,没有另外包括MRI可见异常。
神经心理评估。
认知功能评估MRI会话使用测试的2周内修改最小的评估认知功能在多发性硬化(MACFIMS)电池。18这个电池包括加州言语学习测试版本(非文字记忆),短暂的视觉空间的内存Test-Revised(空间情景记忆),符号位模式测试(SDMT)(信息处理速度),线方向的判断测试(空间处理),控制的口头词联想测验(语言)和威斯康辛卡片分类测验(WCST)(执行功能)。为了避免学习效应,节奏的听觉串行测试19被排除在研究,因为前重复政府。我们使用了WCST取代Delis-Kaplan执行功能系统(D-KEFS)排序测试MACFIMS测试执行功能,因为更好的信度和效度在中国人口D-KEFS相比。20.所有这些测试是验证在中国(细节在附录e 1半岛投注体育官网®网站半岛投注体育官网Neurology.org)。为每个域,原始分数转换成神经心理测试z得分的均值和SDs HC参与者的分数。随后,平均认知z分数被平均计算z分数的所有单独的认知领域。病人至少1.5 SDs得分低于高碳钢的平均在2个或更多的认知域被认为是CI。21,22
核磁共振成像。
3.0 t MRI进行全身系统(发现MR750;通用电气、密尔沃基、t2加权像WI),包括轴向(切片厚度3毫米),三维(3 d) t1影像(1毫米各向同性)和扩散张量图像(2毫米各向同性)。脉冲序列的细节依照附件所示。
分析WM病变。
标志和测量hyperintense大脑病变(T2病灶体积[T2LV])在T2加权像上是由一个有经验的neuroradiologist (Y.L.)使用MRIcro软件(http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/mricro.html)。
整个大脑,通用、WM深通用卷,皮质厚度的措施。
标准化的整个大脑,通用(NGMV)和WM卷使用3 d t1影像和SIENAX计算。23避免损伤分类作为通用,T2病灶面具coregistered到3 d t1影像进行损伤脑组织体积分割之前填满。24
深GM(为副总经理)卷被首先,量化25提供卷丘脑、尾状核、壳核、苍白球、海马、杏仁核和伏隔核。每个为副总经理的左和右卷结构被从SIENAX V-scaling平均和规范化。后来,规范化为副总经理卷(NDGMVs)总NDGMV汇集形成。
皮质厚度测量使用FreeSurfer 5.1处理流。26皮质分割都是手动检查由一位经验丰富的neuroradiologist (Y.L.)。没有情况需要手动编辑或重新运行。
WM束扩散的措施。
扩散指标(分数各向异性[FA],意思是,轴,和径向扩散系数(MD、广告和RD),分别)是使用diffusion-weighted量化图像和Tract-Based空间统计数据。27足总均值图像阈值为0.2,场大病。每个参与者的FA、MD、广告和RD价值观投射到意味着FA骨架。平均FA, MD、广告和RD的整个骨架值计算为每个参与者。
因为WM骨架的异质性,我们进一步分析了Tract-Based空间获得统计结果严重程度和程度上每个扩散的损伤指标。28简而言之,获得每个参与者,严重性整个WM骨架全身骨骼的影响大小进行了转换所有扩散指标z分数在体素的基础上。为每个框架体素的一个病人,HC组的平均价值减去,除以HC组SD的体素。这时,一个全身骨骼的意思(unthresholded)z分数计算为每个扩散参数,代表每个参与者严重性整个WM骨架。
调查不同的WM损害的程度,个人voxel-wisez分数(见上图)在阈值p< 0.001,z> 3.1(医学博士,广告,和RD)或z< 3.1 (FA)相比,HC组。随后,体素超过这个阈值计算。
统计分析。
通过使用SPSS分析软件(版本18;SPSS,芝加哥,IL)。Kolmogorov-Smirnov直方图被用来评估测试和视觉检查正常的变量。对于正态分布的变量,组差异评估使用多元一般线性模型,用年龄、性别和多年的教育不。为变量,不是正态分布,Mann-Whitney或克鲁斯卡尔-沃利斯检验,是适当的,或者对数据进行对数转换参数测试。的值p< 0.05被认为是具有统计学意义。Bonferroni调整调整申请多个测试时适用。部分相关性被用来探索平均认知之间的关系z分数和MRI措施,之间不同的核磁共振成像的方法,纠正了年龄,性别,和多年的教育。只有那些重要的协变量是随后进入病人组中逐步线性回归分析预测认知功能。
结果
人口统计学和临床特点和认知。
病人组平均病程6.58(±6.75)年平均eds得分为3.5分。动(70.4%)患者38 AQP4抗体阳性。年龄、性别、教育水平和动和HC组之间的比较(表1)。
整个病人组与高碳钢相比平均认知表现更差。26(48.2%)的患者54动被列为CI。多元一般线性模型分析表明主要影响的组数域包括口头记忆(加州言语学习测试版),空间情景记忆(短暂的视觉空间的内存Test-Revised),信息处理速度(SDMT)、语言(口语单词联想测试控制),和执行功能(WCST),所有这些仅仅是重要的病人分为CI。CI组,障碍是最强的信息处理速度(SDMT)。用于描述,个人认知得分中提到表1。
当比较认知组、CI患者教育水平要低于患者分为认知保存(CP)和高碳钢(p< 0.001和p= 0.004),老年的趋势(p= 0.071)和男性优势(p与CP = 0.095)相比,但无显著差异确定了AQP4抗体状态、eds得分,CI和CP组之间和疾病持续时间。没有明显差异在人口测量包括年龄,性别,和教育之间的CP组和高碳钢。
脑损伤和萎缩。
32(59.3%)的患者54动了脑MRI异常包括非特异性WM异常(小圆WM hyperintensities t2加权成像,并没有满足成像特征或标准[24例,75%])女士,MS-like病变(特征为典型的病变包括女士位置(如juxtacortical或室旁),卵圆形,形状和信号强度(4例,12.5%)),和典型动病变(约第三或第四脑室[4病人,12.5%])。没有在大脑的频率异常(χ的差异2= 1.391,p= 0.275)或T2LV (t=−0.980,p= 0.336)CI与CP组(表2)。
整个动组显示低规范化的脑容量,NGMV, NDGMV,特别是丘脑,海马,伏隔核卷而高碳钢。CI患者显示所有重要萎缩测量确定在整个集团与高碳钢和另外显示低核体积,而CP患者未表现出显著差异与高碳钢的体积测量(表2)。只有海马体积的差异是显著的直接比较CI和CP组(p= 0.009)。为副总经理代表图像分割包括海马CI患者,患者CP,高碳钢所示图1。
WM扩散变化。
与高碳钢相比,只有严重的RD显著异常在整个动组。CI之间未发现显著差异,CP, HC组。WM呼吸道损伤的程度的扩散指标是异常患者动而高碳钢。CI患者认知组比较,显示明显异常WM呼吸道损伤程度在所有扩散指标,而病人CP组显示类似的异常除了FA与高碳钢。之间没有显著差异扩散指标确定了CI和CP组(表2)。
脑损伤之间的关系,WM扩散变化,和通用汽车萎缩。
在病人组,协会之间确定了通用萎缩特别是为副总经理和WM扩散变化。具体来说,丘脑和海马体积显示显著的相关性WM系统完整性(表3)。之间没有显著相关性观察病灶体积与WM扩散指标或大脑体积测量在动。
CI的决定因素。
在病人组,平均认知z分数与多年的教育(r= 0.56,p< 0.001)(图2一个随着年龄的增长)和显示的趋势协会(r=−0.25,p= 0.07)。
全球认知之间的相关性分数(平均z分数)和多年的教育(A)、规范化GMV (B), NDGMV (C),归一化海马体(D),伏隔核(E),硬膜(F)尾状(G)、丘脑(H)卷动。黑点:动和CI患者;红点:动但患者认知保留。所有的核磁共振测量之间的相关性和平均认知z分数修正对年龄、性别、和教育。CI =认知障碍;GMV =灰质体积;NDGMV =规范化深部灰质体积;动= neuromyelitis视。
核磁共振测量的相关性平均认知zNGMV分数被发现(r= 0.29,p= 0.04)(图2 b)和NDGMV (r= 0.39,p= 0.004)(图2 c),校正年龄、性别和教育水平。为副总经理,海马体(r= 0.47,p= 0.001)(图2 d),伏隔核(r= 0.38,p= 0.005)(图2 e),硬膜(r= 0.35,p= 0.01)(图2 f),尾状(r= 0.32,p= 0.029)(图2 g)、丘脑(r= 0.29,p= 0.04)(图2 h显示相关性平均认知z患者组的分数。之间没有联系T2LV、皮质厚度或WM扩散测量和平均认知z分数被确定(p> 0.1)。
逐步线性回归分析进行识别独立的临床和MRI的预测平均认知。在整个病人组,模型预测平均认知z成绩最好的包括多年的教育(β= 0.51,t53= 4.90,p< 0.001)和海马体积(β= 0.38,t53= 3.64,p= 0.001),解释方差的46% (F= 21.32,p< 0.001,R2= 0.46,调整R2= 0.43)。
讨论
在这项研究中,我们发现有48.2%的患者动CI根据标准的异常分数至少2域基于一个广泛认知的电池。WM异常扩散和脑萎缩被确定在整个动集团,而通用汽车萎缩,尤其是为副总经理,只有CI患者中发现。患者分为CP显示WM扩散异常没有显著的脑萎缩。通用汽车体积,特别是为副总经理体积,与平均认知z分数。海马体积,加上教育水平,可以解释46%的平均认知得分的方差在动。
在我们的群体中,患者动表现糟糕,一些认知域与高碳钢包括口头和空间情景记忆、信息处理速度、和执行功能,与先前的动的研究是一致的,3,4,13女士的CI表现出类似的模式。8
CI患者有较低的教育水平比CP和高碳钢、男性主导地位的趋势和老年。这一发现是一致的与动女士一些以往的研究显示,受教育程度较低,29日老的年龄,30.和男28导致CI。教育水平是唯一的变量在人口和临床特点的动生存患者在线性回归模型预测平均认知。这强调了教育的重要性水平的认知功能障碍在动,这可能是由于更大的大脑储备高等教育患者见女士。31日
在我们小组中,59.3%的患者大脑动显示WM异常,主要是特异性的WM病变,与先前的研究一致的动校正的脑损伤。15与之前的研究一致,我们没有确定一个脑损伤和词之间的联系,3,7,13暗示WM病变可能不会发展中CI动的主要因素。这种消极的发现表明可能不同的机制发展的CI在动校正和女士之间,轻微脑损伤量之间的相关性和CI观察。8另外,缺乏相关性损伤卷和CI也可能是由于小病变范围的卷动。
动显示脑萎缩患者和扩散异常,表明通用和WM参与动。12,13,32脑萎缩的测量,我们发现强调为副总经理尤其是在丘脑和海马萎缩,已报道。33,34邻近WM丘脑和海马是坐落在心室,确认收到高AQP4的表达35这使得他们更容易参与动。相比之下,为副总经理损伤的主要病理基础是髓鞘脱失女士和退化。36在WM,微妙的扩散变化动观察,使用的测量范围和严重程度的损失,如先前所述的研究。28这些扩散变化主要由异常RD而不是广告,表明主要是髓鞘脱失,相对于轴突损伤在WM动。10
分类后病人CI和CP, WM异常被发现在两组患者暗示微妙的WM髓鞘脱失是一种常见的功能动和CI患者可能独立于WM损伤。通用萎缩,特别是在为副总经理,只在CI患者被确认,表明转基因萎缩作为发展中CI动校正的关键因素。为副总经理结构中,海马体积是唯一独立的mri测量预测线性回归模型中的认知能力。海马体在认知一个已知的关键作用包括情景记忆、视觉空间的学习,和整合,其贡献发展中CI女士之前被报道。37最近的一项研究也表明海马体积大,对早年生活的知识浓缩有关,是一个关键组成部分的神经解剖学的基础储备女士对记忆衰退。38进一步的研究是必要的定义海马的作用在患者的认知功能正常时差。
除了海马、丘脑等为副总经理结构和内果皮还显示萎缩CI组和中度协会平均认知z分数,这意味着额外的其他为副总经理结构在认知功能障碍中的作用在动。值得注意的是,我们并没有发现显著的皮质厚度变化之间的CI和CP组,表明为副总经理萎缩对CI比皮质萎缩动在这个阶段的疾病。
我们确定为副总经理之间的联系,尤其是海马和丘脑体积,和RD的WM骨架和RD的程度变化,这表明为副总经理萎缩可能WM脱髓鞘的结果。然而,也有一些其他可能的病理机制导致动最近报道为副总经理萎缩病理研究包括中断水与AQP4动力学相关的体内平衡,活化的小胶质细胞,或者通用神经退化。7
目前的研究也有一些局限性。首先,在文献中,阈值来定义CI患者动目前不清楚。我们选择> 1.5 SDs低于正常至少2测试定义词,因为它经常用于女士,甚至能检测更微妙的词。然而,一个更严格的阈值(例如,2 SDs)将提供一个稍微不同的结果,39特别是关于CI的患病率在动。因此需要进一步的研究来定义最优阈值对CI在动,之前我们可以提供一个更明确的声明的CI在动。其次,还有其他因素如抑郁症可能影响患者的认知能力正常时差,40在目前的研究还没有完全排除。第三,这是一个使用结构性MRI测量横断面研究。与多通道测量包括功能磁共振成像的纵向研究来验证当前的发现和调查认知会随着时间而改变。最后,我们使用平均认知得分作为认知结果的措施,主要是全球脑萎缩和WM扩散测量作为独立变量在这个研究。使用更复杂的分割技术未来的研究是必要的澄清个人认知领域和交易量之间的关系和/或特定的大脑区域相对于认知功能。
WM系统完整性破坏被确认在CI和CP组,而通用汽车萎缩尤其是为副总经理才发现CI组。CI主要是预测的教育水平和海马体积在动。
作者的贡献
保证整个研究的完整性:Yaou Liu Fu-Dong史。研究概念:Yaou刘、施Fu-Dong弗雷德里克Barkhof。研究设计:应傅,Yaou Liu Fu-Dong史。知识内容的定义:Yaou Liu Fu-Dong史。文献研究:Yaou Liu Menno Schoonheim。临床研究:傅应,南张Moli粉丝,李阳,Lei苏,沈。数据采集:傅应,南张Moli粉丝,李阳,Qiuhui Wang Ningnannan张Chunshui。数据分析:Yaou Liu Menno m . Schoonheim Lei苏,沈,yap燕。统计分析:Yaou Liu Menno Schoonheim。手稿准备:应傅,Yaou Liu Menno Schoonheim。 Manuscript editing: Yaou Liu, Menno M. Schoonheim, Frederik Barkhof. Manuscript review: Fu-Dong Shi, Frederik Barkhof.
研究资金
这项工作是支持的从ECTRIMS ECTRIMS-MAGNMIS奖学金(Y.L.),中国的国家科学基金会(81571631,81571631,81571631,81471221,81230028),中国的国家基础研究计划(2013 cb966900),北京市自然科学基金(7133244),和北京新星计划(xx2013045)。
信息披露
傅y, y、m . Schoonheim南张m .风扇l . Su沈y, y, l .杨问:Wang Ningnannan张,c . Yu报告没有披露相关的手稿。f . Barkhof作为Bayer-Schering制药公司的顾问,赛诺菲-安万特(sanofi - aventis) Idec, Teva,默克公司Serono,诺华,罗氏,合成纤维,詹森的研究。F-D。史的报告没有披露相关的手稿。去半岛投注体育官网Neurology.org为充分披露。
承认
作者感谢患者以及健康志愿者参与本研究,神经免疫学团队的成员和部门的人员放射学,天津综合医院、天津医科大学、各种支持。
脚注
去半岛投注体育官网Neurology.org为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
- 收到了2015年3月20日。
- 接受的最终形式2015年6月29日。
- ©2015美国神经病学学会的半岛投注体育官网
