ESWAN及DTI序列在高血压患者脑微出血中的定量评估.pdf

M M IMONTHLYVol 32No.6Jun.2023论著M M I-1019一ESWAN 及 DTI 序列在高血压患者脑微出血中的定量评估张新仑，张凤翔（通讯作者），杨金花，卢东霞1.内蒙古科技大学包头医学院（内蒙古包头0 140 0 0）2.鄂尔多斯市中心医院影像科（内蒙古鄂尔多斯0 17 0 0 0）【摘要】目的：探讨ESWAN及DTI序列在原发性高血压患者脑微出血（CMBs）中的定量评估价值。方法：收集43例患有CMBs的原发性高血压患者（EH)作为研究组，并将43例对侧正常大脑作为对照组，分别记录、测量位于基底节/丘脑、幕下、皮层皮层下CMBs的数目及相应PV值、FA值、ADC值。对比分析各区域CMBs的PV值、FA值、ADC值之间的相关性。结果：在43例患有CMBs的高血压患者中发现病灶共计16 1个，以基底节/丘脑患病率最高，其次为幕下、皮层皮层下；基底节/丘脑的PV值低于幕下及皮层皮层下；各区域CMBs的PV值及FA值均低于对照组，而ADC值高于对照组；总体CMBs及基底节/丘脑区域CMBs的PV值与FA值呈正相关。结论：ESWAN及DTI序列可以对高血压患者CMBs的诊断和脑白质微观结构的损伤程度进行定量评估。关键词：脑微出血；磁共振成像；DTI；ESW A NQuantitative Evaluation of ESWAN and DTI Sequences in Cerebral Microbleedsin Hypertensive PatientsZhang Xinlun,Zhang Fengxiang(corresponding author),Yang Jinhua,Lu Dongxia?1.Baotou Medical College,Inner Mongolia University of Science and Technology(Baotou,Inner Mongolia 014000)2.Imaging Department,Ordos Central Hospital(Ordos,Inner Mongolia 017000)Abstract】O b j e c t i v e:T o i n v e s t i g a t e t h e q u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n v a l u e o f ESW A N a n d D T I s e q u e n c e s i n c e r e b r a lmicrobleeds(CMBs)in patients with essential hypertension.Methods:Forty-three patients with essential hypertension(EH)with CMBs were enrolled as the study group,and forty-three contralateral normal brains as the control group.Thenumber of CMBs located in basal ganglia/thalamus,subtentorial,and cortical to subcortical CMBs as well as their PV,FA andADC values were recorded and measured respectively.The correlation between PV value,FA value and ADC value of CMBs ineach region was analyzed.Results:A total of 161 lesions were found in 43 hypertensive patients with CMBs.The basalganglia/thalamus had the highest prevalence,followed by subatentorial and subcortical lesions.The PV value of basal ganglia/thalamus was lower than that of subatentorial and subcortical.The PV and FA values of CMBs in each region were lower thanthose in the control group,while ADC values were higher than those in the control group.PV values of CMBs and FA values ofCMBs in basal ganglia/thalamus region were positively correlated.Conclusion:ESWAN and DTI sequences can be used fordiagnosis of CMBs and quantitative evaluation of damage degree of white matter microstructure in hypertensive patients.Key words:cerebral microhemorrhage;magnetic resonance imaging;DTI;ESWAN作者简介：张新仑，男，内蒙古自治区鄂尔多斯人，医师，研究生，研究方向：中枢神经影像学。一10 2 0 一脑微出血（CMBs），是一种以微小血管出血为主要特征的亚临床脑实质病变，也是继腔隙性脑梗死(LI)和脑白质病变(WML)之后的又一种脑小血管病(CSVD)。增强梯度回波T2加权血管成像(ESWAN)是在磁敏感加权成像（SWI)基础上出现的新型序列，能敏感地发现CMBs并通过测量PV值来定量分析CMBs。D T I 序列的FA值及ADC值能反映大脑白质结构的完整性及微观结构的变化。本文旨在通过测量原发性高血压患者(EH)CMBs 的PV值、FA值及ADC值，来研究ESWAN及DTI序列在CMBs中的定量评估价值。1资料与方法1.1一般资料搜集2 0 2 0 年11月至2 0 2 1年12 月在我科经MRI检查发现存在CMBs 的高血压患者43例作为研究组，男2 2 例，女2 1例，年龄40 7 8 岁，平均年龄（6 2.6 8.6）。纳入标准：符合中国2 0 18 年高血压防治指南诊断标准 2 ；经ESWAN序列检查发现CMBs。病例排除标准：脑肿瘤、脑外伤、继发性高血压、海绵状血管瘤、脑动脉瘤、颅内血管畸形、出血倾向、脑淀粉样血管病及其他MRI检查禁忌证。将研究组中患者大脑以中线结构分为左、右侧大脑半球，选取CMBs的对侧正常大脑作为对照组。将CMBs发生位置分为三部分，依次为基底节/丘脑、幕下、皮层皮层下，分别记录、测量各区域CMBs的数量及各区域内CMBs的PV值、FA值及ADC值。1.2扫描方法使用CE公司DiscoveryMR7503.0T磁共振扫描仪，8 通道颅脑线圈，常规扫描：轴位T1WI-FLAIR:TR:2000ms、T E:2 4m s、F0 V:2 4 24cm、矩阵：32 0 2 2 4、带宽41.6 7 KHz、激励次数：1、层厚5mm；轴位T2WIFLA I R：T R：8800ms、T E：135m s、F0 V：2 42 4c m、矩阵:256224、带宽31.2 5KHz、激励次数：1、层厚5mm；轴位T2-PROPELLER：T R：8 2 57 m s、T E:103ms、F0 V：2 42 4c m、矩阵：448 2 2 4、带宽62.5KHz、激励次数：1、层厚5mm；轴位DWI：TR:3000ms、T E：M in im u m、F0 V:2 42 4c m、矩阵：12 8 12 8、带宽2 50 KHz、层厚5mm；角度与现代医用影像学2 0 2 3年6 月第32 卷第6 期前后联合间线（AC-PC)平行。ESWAN:TR:27.1ms、T E:3.7 m s、FO V:2 424cm、矩阵：32 0 2 8 8、带宽6 2.5KHz、间隔：0层厚：3mm。DTI(25个方向）：TR：46 0 0、T E：M i n i mu m、F0V：2 42 4c m、矩阵：12 8 130、带宽2 50 KHz、间隔：0 层厚：3mm。ESW A N与DTI序列扫描层厚、间隔、FOV完全一致。1.3图像分析使用GE公司的ADW4.6工作站进行图像后处理与图像分析，包括：(1)将ESWAN图像经Functool的ESWAN后处理软件处理，移动滑块选取2 0 0 9 530 MR单元阈值，使用低通滤波技术去除由背景场引起的相位位移。获得幅值图及相位图。(2）将采集2 5个方向的DTI图像经Functool的DTI后处理软件处理，移动滑块选取合适阈值来消除在原始图像中平面回波成像所发生的扭曲，然后选定合适MRI单位的范围，在校正变形后计算获得FA图及ADC图。1.4影像学诊断CMBs的诊断指南，（1）直径小于10 mm，（2）卵圆形、球形、圆形或点状，（3)边界清楚，（4）SWI及ESWAN上明显的低信号，（5）除外其他相似影像学表现的疾病（铁表明沉着症、出血、钙化、血管流空影)3。在ESWAN序列获得的校正相位图中选取CMBs，并手工勾画感兴趣区（ROI），再将对称轴置于中线结构位置，可以在同层面健侧脑组织内生成大小一致的ROI。然后对 CMBs病灶及同层面健侧脑组织内ROI的PV值重复三次测量，最后取平均值；（图1）同时记录CMBs的数量及发生位置。在DTI后处理软件生成FA图和ADC图后，将相位图调入后处理软件中，系统会自动匹配相似层面，然后在相位图上再次手工勾画CMBs的ROI，即可在FA图及ADC图上的到相对应的ROI,再同样以对称轴的方式，重复测量三次并取平均值，最终获得患侧和健侧的FA值及ADC值。（图2)CMBs的判别由2 名经验丰富的影像科医师独立完成，对诊断意见不一致的病灶进行协商并给出最终结果。PV值、FA值及ADC值的测量由一人单独完成。M M IMONTHLYVol 32No.6Jun.2023204037207401021-0008214.109-4.1109L1081.0215030.1401aRO图1（a)右侧基底节区CMBs的相位图(b)CMBs的PV值测量示意图，在CMBs上勾画ROI，测量相应PV值=-1.0 2（c)在中线位置做对称轴得到健侧同区域PV值=-0.0 6 7 8。FA(coi)26.61bFAAvDC(m-/s)OrdosteOrdosCerF58YXd(coi)848:33PMDoB:JanEX:NoV24.00578OrdoscF58YXOcoi)MDoB:JanEx:Nov6.6X-091cAvDC(m/sF58YXcoi)3:48:38PMDoB:JarEX:No4.0VWaOrdosceF58YX003:MDoB:JanEx:NoVRO12-M1.0:0.8002V=8AV-8.028-105d-1.310RO11:0.8mmAV-1.0386d-1340-11ROI1mm/5.0sp图2（a）、（c)分别为DTI序列的FA图及ADC图，在左侧基底节区CMBs内勾画ROI，测的FA值=0.0 7 15，ADC值=1.0310-；（b）、（d)分别为通过中线位置做对称轴得到健侧同区域FA值=0.2 17，ADC值=0.8 0 2 10-1.5统计学分析采用SPSS26.0统计分析软件，PV值、FA值及ADC值数据（计量资料）均以均数标准差表示。研究组不同区域CMBs的患病率组间比较采用卡方检验；研究组不同区域CMBs的PV值均数比较采用方差分析；研究组CMBs的PV值、FA值及ADC值与对照组之间的差异性比较，采用配对样本t检验；采用Spearman秩相关分析研究组不同区域CMBs的PV值与FA值和ADC值的相关关系；P0.05为差异有统计学意义。2结果43例患有CMBs的高血压患者中发现病灶共计161个。其中基底节/丘脑区域共检出病灶10 6 例，占6 5.8%；其次为幕下，检出病灶30 例，占18.6%；分布于皮层-皮下层区域2 5个，占15.5%，结果显示不同部位的CMBs患病率有显著差异（P0.001），其中基底节/丘脑区域患病率最高，其次为幕下，皮层皮层下患病率较低。（见表1）。2amm/5.0sp2bm/5.0sp患病率18(41.9)38(88.4)21(48.8)方差分析结果显示各个区域CMBs的PV值差异有统计学意义（F=3.71，P 0.0 5）（见表2），采用LSD检验行事后比较结果显示，基底节区/丘脑的PV值低于幕下及皮层皮层下，差异有统计学意义(P0.05)。表2 不同区域CMBs的PV值差异性分析PV值变量N皮层-皮层下25基底节区/丘脑106幕下30采用配对样本t检验比较病灶PV值、FA值及ADC值与对侧正常部位（对照组)PV值、FA值及ADC值的差异，结果显示病灶PV值低于对照组PV值，差异有统计学意义（t=38.16，P 0.0 0 1)；2cM=4.00E-09nm/5.0sp表1不同区域CMBs患病率的比较皮层一基底节幕下皮层下区/丘脑均数标准差0.79 0.363.71-0.95 0.260.92 0.272d文P20.710.001FP0.03一10 2 2 一病灶FA值低于对照组FA值，差异有统计学意义（t=19.6 9，P 0.0 0 1）；病灶ADC值高于对照组ADC值，差异有统计学意义（t=11.81，P 0.0 0 1)(见表3)。表3CMBs的PV值、FA值及ADC值较对照组的差异分析病灶部位对侧正常部位PV值0.92 0.28FA值0.27 0.13ADC值1.00 0.35采用Spearman秩相关分析不同区域CMBs的PV值与FA值、ADC值之间的相关关系，结果显示，总体病灶PV值与病灶FA值呈正相关（P0.05）。基底节区/丘脑病灶FA值与病灶PV值呈正相关(P0.05)（见表4)。表4不同区域CMBs的PV值与FA值、ADC值的相关分析病灶PV总体皮层-皮层下基底节区/丘脑幕下节区3结论CMBs是一种较为常见的脑小血管病，其病理学特征是血液成分经受损血管壁渗出、漏出，这会导致含铁血黄素和吞噬含铁血黄素后的巨噬细胞在局部脑组织聚集。41研究表明，CMBs与认知功能障碍、脑出血、脑梗死或短暂性脑缺血发作和复发有关。5 目前临床应用的常规颅脑MRI低估了CMBs的真实数量，研究表明，在大约6 5%的病例中，死后经组织病理学尸检发现了CMBs 的存在 6 。在其众多病因中，高血压相关性的CMBs 是最常见的类型，7 其病理学基础是高血压引起的脂质透明质病和纤维透明质病会影响深穿支小动脉，导致血管壁细胞外基质和血管平滑肌细胞的破坏和降解，最现代医用影像学2 0 2 3年6 月第32 卷第6 期终血液成分漏出到周围组织内。8 ESWAN序列上CMBs表现为类圆形低信号影，这是由于血液成分的漏出使顺磁性物质（铁)在局部沉积，呈现出在其他常规MRI序列上无法出现的的信号缺失区域。通过ESWAN序列能获取反映组织磁化率差异的相位tP0.01 0.1338.160.0010.38 0.15-19.690.0010.81 0.25 11.8050.001 病灶FA病灶ADCr=0.197r=0.027P=0.012P=0.731T=0.127T=0.073P=0.547P=0.731T=0.207T=0.034P=0.034P=0.733r=0.028r=0.038P=0.881P=0.843图，它与组织间磁性物质的含量有关，与水分含量和质子密度无关。9 从相位图上可以测量定量指标-相位值(PV)，PV是评估与铁代谢相关疾病铁吸收的标记物，是测量铁含量最敏感的指标。10 1 DTI序列能测量各向异性分数（FA）、表观扩散系数（A D C)等定量参数来反映脑白质中水分子的运动，进而评估大脑白质的完整性和微观结构的改变。IFA值反映水扩散方向性的程度，并与轴突、髓鞘的破坏是相关的，FA值降低代表白质结构受损。ADC值能反映组织内水分含量，对细胞质的水肿和坏死较为敏感，MD的增加常代表着细胞损伤后出现的血管源性或细胞毒性水肿。12 本研究分析了43例患有 CMBs 的原发性高血压患者，共计16 1个CMBs病灶，其中以基底节区/丘脑患病率最高，其次为幕下，皮层皮层下患病率较低，这也与之前的相关研究结果一致，其原因可能是高血压引起的脂质透明质病和纤维透明质病常累及大脑深部小动脉，而且深部小动脉管腔较窄，血管阻力较高，所以血液成分容易漏出到周围组织。13 基底节/丘脑区域的CMBs的PV值低于幕下及皮层皮层下区域，意味着位于基底节/丘脑区域内的CMBs铁含量较其他位置更多，究其原因可能是大脑深部白质血供丰富，含铁的血液成分容易经血管壁渗出、漏出；也有研究者认为位于大脑深部的灰质核团成分复杂，有较多的铁、钙、锰、铜等元素在此沉积。141 15 此项研究结果显示高血压患者CMBs的PV值及FA值低于对照组，ADC值高于对照组，这表明CMBs会使局部含铁成分增加，PV值减低；CMBs的发生会使脑白质的微观结构受损，引起FA值的减低，而当脑白质结构受损后细胞就会发生水肿，导致 ADC值的增加。16 通过对多个定量参数相关性分析显示，从CMBs总体来说，PV值越小，FA值越小，位于基底节/丘脑区域CMBs的PV值与FA值也呈正相关，可能意味着该处血管壁损伤较重，血液成分漏出增多致局部铁含M M I MONTHLY量增多，同时对周围脑白质的损伤程度加重。PV值的减小意味着铁含量的增多，FA值的减小意味着白质微观结构的损伤。17 那么从微观层面分析，铁元素可能会引起脑白质一定程度的损伤，但这一结论还有待证实。在皮层皮层下和幕下区域的PV值与FA值、ADC值之间没有发现显著的相关性，原因可能在于收集的样本量太少所致。4小结综上，通过ESWAN及DTI序列对高血压患者CMBs 的定量评估能对各区域CMBs 的诊断提供定量参考信息，并能通过一些定量参数来评估CMBs对脑白质微观结构的损伤程度。但目前临床对CMBs的认识和研究仍不完善，对CMBs的进一步研究还需依靠分子影像学的发展。参考文献1Lyu L,Shen J,Zeng C,Ji J,HuW,Wei T,Mao W.Cerebral microbleeds are associated with blood pressurelevels in individuals with hypertension.Clin Exp Hyper-tens.2020 May 18;42(4):328-334.2王增武，王文中国高血压防治指南(2 0 18 年修订版）解读J中国心血管病研究，2 0 19，17（3）：193-197.3 Petrault M,Casolla B,Ouk T,Cordonnier C,BerezowskiV.Cerebral microbleeds:Beyond the macroscope.Int JStroke.2019 Jul;14(5):468-475.4 Noebauer-Huhmann IM,Pinker K,Barth M,MlynarikV,Ba-Ssalamah A,Saringer WF,Weber M,BeneschT,Witoszynskyj S,Rauscher A,Reichenbach JR,Tratt-nig S.Contrast-enhanced,high-resolution,susceptibil-ity-weighted magnetic resonance 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