摘要
目的:探讨多发性硬化(MS)和非MS白质脑病变能否通过7t T2*加权MRI表现进行区分。
方法:这是一项观察性研究，包括28例MS患者和17例未患MS的脑白质病变患者。受试者使用7 T T2*加权成像。确定并分析白质病变的体积、位置和静脉周围外观。
结果:在MS患者中发现的901个病变中，80%发生在静脉周围。相比之下，在没有MS的患者中发现的428个病变中有19%出现在静脉周围。7特斯拉T2*加权MRI可靠地区分了所有临床明确的MS(>40%病变出现在静脉周围)与临床无MS(<40%病变出现在静脉周围)的患者。静脉周围病变的外观更能预测MS(优势比[OR] 14，p< 0.001)比皮质下或脑室周围病变位置(or 4.5，p< 0.001, OR 2.4，p= 0.009)。在脱髓鞘临床孤立综合征患者和早期(钆增强)MS病变中观察到静脉周围病变出现的频率相似。
结论:7tt2加权成像显示静脉周围病变位置可预测脱髓鞘的存在。在较低的磁共振场强下优化这种成像技术将有利于MS的诊断。
多发性硬化症(MS)的诊断依赖于多灶性脱髓鞘病变的识别，在发病时间内播散。1脱髓鞘病变在t2加权MRI上很容易被发现为离散的高强度病变。2然而，病灶T2信号改变并非MS所特有，在其他几种情况下也会发生。3.特别是老年或有血管危险因素的患者，脑白质(WM)中多见小的高强度病变。4，5组织学研究显示，这些偶然的WM高强度反映了缺血的病灶。6脱髓鞘和缺血等其他情况的影像学特征重叠可能导致诊断不确定性或侵入性检查。
我们使用高T2*加权的超高场(7t)成像显示，大多数MS病变以小实质静脉为中心。7在这里，我们比较了MS患者和无症状白质病变患者的脑部病变的7t T2*加权MRI外观，以评估静脉周围病变外观是否能区分这些状态。
方法
科目。
2007年8月至2009年8月间，研究人员从诺丁汉大学医院神经病学门诊招募了28名符合国际公认标准的临床确诊多发性硬化症患者。半岛投注体育官网1疾病分类如下:复发缓解12例，原发性进展9例，继发性进展7例。2例脱髓鞘临床孤立综合征(CIS)患者也被纳入研究。此外，17名在临床MRI扫描中偶然发现有WM脑损伤的受试者被纳入研究(称为非ms组)。其中5名受试者是健康的志愿者，他们被偶然发现患有WM脑损伤。其余12例为有多种血管危险因素的患者，临床MRI扫描显示偶发WM病变。非ms组的所有病变均已由神经放射学家复查，这些受试者均未被认为具有中枢神经系统脱髓鞘的影像学或临床特征。患者特征显示在表格．根据10例MS患者和5例非MS患者的初步数据，通过幂次计算确定受试者人数。
标准方案批准，注册和病人同意。
所有受试者均知情同意，该研究获得了当地研究伦理委员会的伦理批准。
图像采集。
受试者使用7 T Achieva扫描仪(Philips Medical Systems, Best, Netherlands)成像，配备全身梯度、16通道SENSE RF接收线圈和仅头部体积发射线圈。利用4层200个横向切片获得三维梯度回波序列，每层重叠10层(192 × 164 × 85 mm视场，0.5 mm各向同性体素，回波时间= 20 msec，重复时间= 150 msec，翻转角度14°)。采用平行成像SENSE因子2(左右方向)和EPI因子3;采集时间为8.8分钟。
此外，22例患者(8例MS, 14例非MS)在本研究招募的2年内使用1.5 T或3t扫描仪进行标准临床MRI检查。
图像分析。
所有7张T图像都转换为Analyze格式，并使用内部软件合并图像堆栈。8所有分析均在主观察者(E.C.T.)对疾病状态不可见的情况下进行。
使用手动定义的边缘阈值技术在7个T T2*量级图像上勾画出MS患者和对照组的白质病变。每个病变都在其出现的轴向切片上画出轮廓，以便计算病变体积。病变分为脑室周围(距离脑室1像素以内)、皮层下(距离皮层1像素以内)或深部WM。
用MRIcro在正交平面上观察7个tt2 *加权星等图像。9对于每个病变，中心静脉的存在或不存在被记录下来。如果1)至少在2个垂直平面上可见到静脉，2)至少在一个平面上呈线性，3)至少在一个平面上完全被高强度信号包围(以避免相邻静脉而不是中心静脉)，则对静脉进行计数。病变被归类为周围静脉，因为它们包含一条或多条中央静脉。
在可能的情况下，分析临床t2加权MRI是否符合Fazekas标准(超过3个病变加上以下2个:一个直径为> 6mm的病变，一个幕下病变，一个毗邻侧脑室体的病变)。10
统计和再现性。
χ2用于比较MS患者和非MS患者之间静脉周围病变的频率，使用回归分析(对患者的聚类进行了标准误差调整的logit分析)来确定在控制潜在混杂因素时，静脉周围病变外观对疾病状态(MS vs非MS)的预测程度。因变量为疾病状态(MS或非MS);自变量为病变体积、病变位置、是否存在中央静脉、年龄和性别。病变位置变量分为3类(皮质下、脑室周围和深部)。作为稳健性检查，在第二次回归中，将皮层下和脑室周围病变与深部白质位置进行了合并和比较，以更接近地模拟临床所做的工作。在年龄≥50岁的患者亚组(9例MS和14例非MS)中使用相同的方法进行进一步分析。
人们认识到，有可能在病变分布的基础上解除主要观察者对疾病状态(MS或对照)的失明。为了确保病灶分类不受开盲的影响，随机选择20个病灶进行裁剪，以使病灶图像排除大脑的其余部分。使用裁剪图像，由第二个观察者分析病变是否存在中央静脉(N.E.;对原始结果视而不见)。结果显示几乎完全一致(科恩kappa系数= 0.91，p< 0.001)。
对于具有高病变负荷的患者，我们分析每个病变的方法被认为是耗时的。为了在预测多发性硬化症/非多发性硬化症时保持可接受的准确性，我们应用了超几何分布理论来估计可分析的病变的最小数量。超几何分布描述了当n个项目(在我们的例子中是病变)从总数的n个项目中采样，不进行替换(每个病变只能分析一次)时，各种结果的概率分布。使用该模型，我们调查了取样10个病灶(在任何有>10个病灶的患者中)提供正确结果的频率，其中≤40%的静脉周围病变表示非MS， >40%的静脉周围病变表示MS。
结果
使用7 T T2*加权成像，在28例MS患者的大脑中检测到901个WM病灶(每个患者4-83个病灶，平均33个病灶;平均病变体积0.095 mL)，在17名无MS的受试者的大脑中检测到428个WM病变(每个受试者的病变范围为1-76个;平均25个病灶;平均病变体积0.094 mL)。多发性硬化和非多发性WM病变的例子显示在图1．在MS患者中观察到的白质病变明显比非MS组中观察到的病变更有可能位于静脉周围(80% vs 19%;p< 0.001)。MS个体患者静脉周围病变的比例(平均80%，范围53%-100%)始终远高于无MS个体患者(平均16%，范围0%-34%;图2A).静脉周围病变在CIS、复发缓解型MS、原发性进展型MS和继发性进展型MS患者中同样常见(图2B)。
(A) MS患者的白质病变显示在3个正交平面上，红色准星突出显示。插图是病变在每个平面上的放大版本。病变在每个平面上均可见静脉周围。(B)无多发性硬化症患者的白质病变进行比较。即使在放大图像上，病灶内也没有明显的中央血管。
(A)散点图显示了每个受试者观察到的静脉周围病变的比例。多发性硬化患者和非多发性硬化患者之间缺乏重叠，支持了这一影像学标记的鉴别价值。(B)该散点图显示了在不同临床表型的受试者中观察到的静脉周围病变的比例。CIS =临床孤立综合征;PP =原发性进展性多发性硬化症;RR =复发缓解型多发性硬化症;SP =继发性进展性多发性硬化。
在近期临床图像可用的患者中，8例MS患者中有7例(88%)被发现符合Fazekas标准来预测脱髓鞘的存在。然而，14例无MS的患者中有4例(29%)也符合Fazekas标准。
回归分析证实，在考虑其他潜在因素后，7t T2*加权成像上静脉周围病变的外观高度预测MS的存在(OR 14.0，置信区间9.6-20.3，p< 0.001)。即使在50岁以上患者的亚组分析中，静脉周围病变外观仍然强烈预测MS的存在(OR 13.7)。虽然病变位置也可以预测MS，但这种影响的程度远低于静脉周围外观(脑室周围，OR 2.4，p= 0.009;皮质下，OR 4.5，p与深层白质相比< 0.001)(图3)．当皮质下和脑室周围位置合并并与深部WM进行比较时，OR为3.4(存在中心静脉OR为13.3;p< 0.001)。
在MS患者中，所有3个部位的病变更可能是静脉周围病变。然而，即使在没有MS的受试者中，脑室周围病变也有很大比例包含至少一条静脉。
为了确定在非常早期的脱髓鞘病变中是否可见静脉周围病变，我们对一名活动性复发性ms患者进行了t1加权钆增强图像，这些图像显示了10个强化病变，其中8个是静脉周围病变。3个月后随访，T2*显像证实这些病变仍位于静脉周围。在2例CIS患者中，发现23个病灶，其中19个(83%)位于静脉周围。
超几何分布方法表明，如果每个患者仅抽取10个病灶(在> - 10个病灶的患者中)，45例测试患者中有44例可以正确预测MS/非MS的诊断，准确率为90%。
讨论
常规t2加权MRI在诊断具有适当临床特征的MS患者中继续发挥重要作用。然而，当T2脑高强度病变不能确定地归类为脱髓鞘时，诊断的不确定性就产生了。明确的诊断可以通过进一步的临床旁测试(腰椎穿刺或电生理诱发电位)来实现，但在许多情况下会有一段时间的不确定性。除了诊断延迟让患者和医生都感到不安之外，越来越多的证据表明，在疾病病程早期使用新兴治疗方法是最有益的。11
影像学标准(Barkhof/Tintore)对于预测独联体患者临床确定MS发展的可能性是有用的。然而，这些标准还没有在一项比较MS患者和缺血患者或缺乏典型CIS病史的患者的研究中得到验证。另一方面，Fazekas标准是专门设计来帮助区分MS和缺血的影像学表现。10回顾性评价表明，Fazekas标准对MS的存在具有高度特异性(96%)和中度敏感性(81%)。12但这些特征并不具有特异性，部分脑缺血患者符合所有Fazekas标准。13
由于脱氧血红蛋白的顺磁作用，T2加权MRI可见病灶中心小静脉。在这里，我们表明使用7 T T2*加权MRI，我们可以可靠地区分所有临床明确的MS(>40%病变出现在静脉周围)与那些没有临床MS(<40%病变出现在静脉周围)的患者。在CIS和ms的所有表型中，静脉周围病变同样常见。综合来看，这些特征表明静脉周围病变的外观可能是脱髓鞘的一个有用的影像学标志。相比之下，当临床图像可用时(n = 22)， Fazekas标准检测MS的敏感性为88%，但特异性仅为71%。
我们的试验并非没有限制。多发性硬化症组和非多发性硬化症组相对较小，年龄有显著差异。在我们的分析中，年龄是受控制的，但尽管如此，更接近年龄匹配的进一步研究可能是可取的。此外，为了预测疾病状态，需要分析所有白质病变。对于病变负荷较大的患者，这种方法耗时较长。然而，在我们的样本中，使用超几何分布方法，仅对除1名患者外的所有患者的10个病变进行采样，就可以预测MS/非MS的诊断，准确率至少为90%。这表明在病变负荷高的患者中，只需要分析一部分病变就可以做出可靠的诊断。一旦这项技术转化为临床扫描仪，还需要进一步的工作来验证可以分析多少病灶来保持较高的诊断可信度。最后，超高场扫描仪缺乏临床应用意味着我们的研究结果不能立即应用于临床实践。我们部门的工作正在进行中，将这项技术转化为临床可用的低场强MRI扫描仪，迄今为止结果很有希望。 In previous work, we found 3 T T2*-weighted imaging to identify 89% of 3 T fluid-attenuated inversion recovery lesions (vs 94% at 7 T). Of the visible lesions, 3 T T2*-weighted imaging identified veins in 45% (vs 87% at 7 T).14我们最近的工作表明，在3 T时，通过改变体素大小和形状以及回声时间，对静脉的敏感性可以显著提高。15使用3 T的敏感性加权成像和限制分析大病变(>3 mm直径)，Lummel等人16在几乎所有的MS病变中都能看到中心血管，但在大多数较大的非MS白质病变中也能观察到血管。因此，需要在较低场强下进行更多的工作，首先确定最佳序列参数，其次建立图像分析方案，以平衡区分MS和非MS病变的准确性和效率。
本研究旨在区分脱髓鞘患者与偶然发生的无症状脑白质病变(大多数被认为是缺血性的)患者。需要进一步的工作来研究多发性硬化症和其他特定疾病(如偏头痛)的病变之间的差异。研究工作正在进行中，通过纵向跟踪CIS患者，确定这一影像学标志物是否可以预测临床确定的MS的发展。
作者的贡献
统计分析由Trudy Owens博士进行。
信息披露
Tallantyre博士获得了英国MRC/MS协会的奖学金支持;并获得了拜耳先灵制药和诺华制药的旅行资金。迪克森医生报告没有披露。唐纳森博士接受了诺华公司的旅费资助。欧文斯博士报告没有披露。摩根博士得到了国家卫生研究院的研究支持。莫里斯教授担任副主编磁共振成像杂志和编辑岩浆；并获得了英国医学研究委员会和多发性硬化症协会的研究支持。他曾担任Bayer Schering Pharma和Merck Serono的科学顾问委员会;获得拜耳先灵制药、默克雪兰诺和诺华的旅行资金;并接受大不列颠及北爱尔兰多发性硬化症协会的研究支持。
鸣谢
作者感谢Su-Yin Lim博士和Cris Constantinescu教授(英国诺丁汉大学临床神经病学系)，他们招募了临床孤立综合征志愿者。半岛投注体育官网此外，作者感谢Timothy Jaspan博士(英国诺丁汉大学医院神经放射科)在图像分析方面的指导和对手稿的评论。
脚注
研究经费:MRC/英国多发性硬化症协会(G0700584)支持。
-
- 独联体
- 临床孤立综合征
- 女士
- 多发性硬化症
- 或
- 优势比
- WM
- 白质
- 收到了2010年5月3日。
- 接受2010年10月1日。
- 版权所有©2011由AAN企业，Inc。
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