定量磁敏感图对终末期肾病患者脑铁沉积的定量研究

于旻昊，张 妮，贾中正，周学军，陈 悦，葛 敏，胡 月

南通大学附属医院医学影像科，江苏 南通 226001

终末期肾病（end⁃stage renal disease，ESRD）可导致中枢神经系统多种功能损伤，其中以认知功能障碍与急性脑血管病多见。到目前为止，其损伤机制尚不明确，可能与多种因素有关，ESRD患者脑内铁沉积过多可能是原因之一。有研究显示，脑内铁沉积过多可能引起认知功能下降［1］。所以，无创性检测ESRD患者脑内铁沉积具有重要的临床价值。

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是诊断中枢神经系统疾病最常用的影像方法。目前场强依赖弛豫成像法（field⁃dependent relaxometry imaging，FDRI）技术与磁敏感加权成像（susceptibili⁃ty weighted imaging，SWI）技术可以评估脑内铁沉积。但是，FDRI 技术扫描时间较长，空间分辨率较低，数据偏差较大；SWI 技术可以定性检测铁沉积，但不能进行定量分析，所以临床上需要一种无创的MRI技术用于定量评估ESRD患者脑内铁沉积。

定量磁敏感图（quantitative susceptibility map⁃ping，QSM）是在SWI基础上发展起来的可以定量测量人体组织磁化率的MRI 技术［2］。目前，QSM 技术最常用于无创评估肝脏铁含量。QSM 技术在中枢神经系统应用较少，现在主要用于帕金森病、阿尔兹海默症、多发性硬化等，在ESRD脑内铁沉积方面的应用很少［3-5］。

①H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间、不同温度下的有机碳脱除率如图1所示。80℃后脱除率变化的原因:___。

本研究应用QSM技术测量ESRD患者大脑深部灰质核团的磁敏感值（magnetic susceptibility value，MSV），分析ESRD患者脑铁沉积的特点及脑铁沉积与认知障碍之间的相关性，探讨QSM 技术评估ESRD患者脑铁沉积方面的价值。

1 对象和方法

1.1 对象

ESRD 组双侧RN、SN、CA、PU 的MSV 均大于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组间的双侧GP 及TH 的MSV 差异无统计学意义（P＞0.05，表1，图2）。

1.2 方法

1.2.1 MRI检查

1.2.2 图像的处理与分析

本研究应用3.0T MR 扫描仪（GE Signal 750w），采用16 通道头颈联合线圈。受试者头部用海绵衬垫固定，防止移位。QSM 扫描以梯度回波序列为基础进行多体素横断面扫描，扫描参数如下：TR/TE 32.5 ms/3.3 ms，层厚1mm，翻转角20°，FOV 256 mm×256 mm，矩阵256×256，接受带宽62.50 HZ/PX。QSM扫描范围为中脑黑质区及基底节区，两侧对称，避免颅底鼻窦气体、颅骨、血管、脑脊液等影响。定位后先进行预扫描，当自动匀场达到半高线宽98%以上，方可开始扫描。另外，在QSM 扫描前先进行T1WI、T2WI 和T2FLAIR 常规图像扫描用以筛查各类脑疾病。

除了课上经常奔波在各个博物馆之间，宴姝私下也常去观展。让她印象最深刻的是，中国的台北故宫博物院组织的一场关于雅宋风流的展览。展览中并没有选择那些让人耳熟能详的名画，而是展示了一张张小小的花签，通过花签上的书法、印章和花样变化，呈现那些闺阁淑媛们聚在一起抽花签、吟风月、诵志趣的雅趣。

现有各系统之间相互独立，数据不能实现互联互通，仅能对某一范围内的内容进行监控，不能实现系统间自动核查及对一项业务全过程的监控。如国库支付系统仅能对财政资金支付进行，而资金支付的财务核算是否合法、合规，需要到水利财务业务管理信息系统才能核查；达到政府采购规定限额的事项是否执行政府采购程序,是否纳入政府采购预算、计划，需要到政府采购信息系统核查；资金支付是否在预算范围内，又需与预算软件及批复文件等进行核对。

1.2.3 认知能力评估

方法1 第一步：运用转化划归的思想方法．将问题转化为求方程f(x)-ax=0恰有两个不同的实根时a的取值范围．

本研究的感兴趣区（region of interest，ROI）设置为双侧红核（red nucleus，RN）、黑质（substantia nig⁃ra，SN）、尾状核头部（caudate head，CA）、壳核（puta⁃men，PU）、苍白球（globus pallidus，GP）、丘脑（thala⁃mus，TH）。由2名经验丰富的神经影像医师测量每一个ROI 的MSV，取平均MSV 作为最后的计算值，测量时选取解剖层面清晰的最大层面，避开颅骨、大血管、脑脊液（图1）。

本研究应用蒙特利尔认知评估量表（montreal cognitive assessment，MoCA）对ESRD 患者的认知能力进行评分，包括视觉空间与执行力、命名能力、记忆力、注意力、语言能力、抽象能力、延迟记忆和定向力等7项。由1名经验丰富的神经内科医师以同一标准单独评分。

1.3 统计学方法

应用SPSS 22.0统计软件对数据进行统计分析，所有计量资料均以均数±标准差（）表示。应用Mann⁃WhitneyU检验分析ESRD组与对照组各部位的MSV 差异；应用受试者工作特征（receiver operat⁃ing characteristic，ROC）曲线分析诊断ESRD 患者脑内铁沉积的切峰值、敏感性与特异性；应用Spear⁃man 相关性分析评估ESRD 患者各部位MSV 与Mo⁃CA评分亚项之间的相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 ESRD组与对照组各部位MSV的比较

本研究以25例ESRD患者［男13例，女12例，年龄范围39～71岁，平均（57±12）岁］作为ESRD组，及25例年龄性别相匹配的健康对照者［男13例，女12例，年龄范围37～73 岁，平均（57±10）岁］作为对照组。入组标准：ESRD 患者的入组条件符合美国肾脏病基金会对ESRD 患者的诊断标准［6］。所有ESRD组与对照组均为右利手。所有患者均为透析患者，并同时患有贫血及补铁治疗，平均透析时长7年8 个月。排除标准：①其他各种与铁沉积相关的脑疾病；②其他可以引起脑铁异常沉积的各类疾病；③近期服用影响铁代谢食物或药物；④MRI 检查禁忌证。本研究经本院医学审查委员会批准，患者均知情同意。

表1 ESRD组与对照组的MSV比较Table 1 Comparison of the MSV between the ESRD and control group（）

表1 ESRD组与对照组的MSV比较Table 1 Comparison of the MSV between the ESRD and control group（）

图2 ESRD患者与对照者磁敏感图对比Figure 2 Comparison in susceptibility mapping between the ESRD patient and control

2.2 ESRD组与对照组MSV的ROC曲线分析

双侧RN、SN、CA、PU 的MSV 可以鉴别诊断ESRD 组与对照组（P均＜0.05），其中当右侧PU 的MSV 为0.085 时，曲线下面积（area under the curve，AUC）最大，敏感性为67%，特异性为91%（表2，图3）。

关节镜下Suture Bridge双排法和SCOI单排法缝合修复中型肩袖撕裂的疗效比较（高旭仁，等）22：2107

表2 ESRD组与对照组MSV的ROC曲线分析Table 2 The ROC curve analysis of MSV between ESRD and control group

图3 ESRD组与对照组MSV的ROC曲线分析Figure 3 The ROC curve analysis of MSV between ESRD and control group

2.3 ESRD组各部位MSV与MoCA评分及其亚项的相关性分析

右侧RN 的MSV 与语言能力（P=0.023，r=-0.056）、抽象能力（P=0.012，r=-0.608）呈负相关，左侧CA的MSV与注意力（P=0.042，r=-0.513）、语言能力（P=0.019，r=-0.579）呈负相关，左侧GP的MSV与视觉空间与执行能力（P=0.037，r=-0.524）呈负相关。ESRD 组各部位MSV 与MoCA 评分总分无相关性（P＞0.05）。

桥梁模板是高速公路桥梁建设施工时用来固定桥梁的，同时也是施工中最重要的。在构架桥梁模板之前，首先需要计算机模拟技术构建出空间立体图纸，根据图纸进行模板拼接。模板构架材料一般采用可塑性较好的钢材，每节模板高度约为1.5m。模板材料定形以后，为了保证模板拼接后的稳定性还需对模板材料进行二次加工，保证模板表面光滑、平整，同时也方便模板的拆装。

3 讨论

慢性肾病（chronic kidney disease，CKD）是全球性的健康问题，有研究显示，CKD1～5 期患病率达16.8%，其中ESRD 是CKD 最严重的阶段，患病率达0.1%［7］。ESRD患者常伴有贫血，所以常采用红细胞生成刺激药物加快造血速度，并通过输血、饮食等方面进行补充，但这容易引起ESRD 患者的铁过载。铁过载的情况下，机体内游离的铁离子则通过复杂的跨膜转运机制通过血脑屏障，并在特定脑区过度沉积，而脑内铁过度沉积则会加速神经变性［8-9］。因此，无创性地评估ESRD患者脑内铁沉积具有重要的临床价值。目前测量脑铁沉积的主要方法包括正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography，PET）、CT、MRI等。相比于PET与CT，MRI 不但无辐射损伤，而且具有较高的准确率。目前已有多种MRI 技术用于无创性测量铁沉积，而QSM是目前研究脑铁沉积最有效的工具［10］。

本研究应用QSM技术对ESRD患者脑内灰质核团铁沉积进行定量分析，发现ESRD组双侧RN、SN、CA、PU的MSV大于对照组，提示这些部位铁沉积增加。分析铁增加的原因可能是ESRD患者长期透析易导致铁缺失，需要定期进行补铁治疗，所以可能引起铁过载［11］。肾脏的损伤通常伴随着脑血管的病变，尤其是脑内微小出血，从而引起铁沉积增 加［12-13］。Atay 等［14］应用SWI序列研究发现，ESRD 患者脑内微出血灶的比例明显大于正常人，提示铁沉积增多，与本研究结果相似。但是SWI 序列仅限于定性评估脑内铁沉积，而本研究可以对脑内铁沉积同时进行定性及定量测量。本研究结果与报道的研究结果一致，而且本研究进一步发现双侧RN、SN、PU 及CA 的MSV 可以鉴别ESRD 组与对照组，其中右侧PU 的MSV 表现出更高的组间区分能力，特异性为91%［15-16］。因此，QSM技术可以定量评估ESDR 患者脑内异常的铁沉积，有助于临床进一步评估ESRD患者病情程度与治疗方案的调整。

认知功能障碍是CKD患者常见的临床症状，其中ESRD 患者的认知功能障碍最严重［12，17］。本研究应用MoCA评分量表评估ESRD患者认知功能发现，ESRD组右侧RN的MSV与语言能力、抽象能力呈负相关，左侧CA 的MSV 与注意力、语言能力呈负相关，左侧GP 的MSV 和视觉空间与执行能力呈负相关，提示右侧RN、左侧CA 及左侧GP 的铁沉积增多，导致相关核团微结构的改变，引起认知功能的障碍。这与Chai等［16］发现双侧CA的MSV与简易智能精神状态检查量表（mini⁃mental state examination，MMSE）评分呈负相关的结论不一致。大量研究发现，MoCA 评分量表对CKD 患者认知障碍的监测较MMSE 具有更高的敏感性，且MoCA 评分已被指定用于CKD 患者轻度认知障碍的筛查［17-18］。认知功能测试包含多个评分亚项，大脑深部灰质核团也对应不同的功能区，本研究更加细化地探究了大脑深部灰质核团铁沉积与认知功能障碍的相关性。在一项帕金森病的研究中，发现包括GP 在内的纹状体产生的纹状体多巴胺转运蛋白的丢失与认知功能障碍，尤其是视觉空间与执行力障碍密切相关，这与本研究结果相符合［19］。铁异常沉积造成神经元中的DNA、蛋白质、脂质氧化损伤，引起衰老或肥大细胞死亡［8］。有研究发现，Meynert基底核在胆碱能输入到皮层的神经通路的损伤导致语言功能、注意力及抽象能力的障碍［20-21］，与本研究发现的关于右侧RN的MSV与语言能力、抽象能力呈负相关，左侧CA 的MSV 与注意力、语言能力呈负相关一致。因此，本研究认为，ESRD患者的认知功能障碍可能是机体铁代谢异常，大脑深部灰质核团铁沉积过多导致其加速萎缩、神经变性，并且铁沉积越多，相关认知功能越差。

本研究还有一定的局限性。首先，大脑灰质核团ROI 的勾画过程中，很难避免层面不同引起的误差。为了减少误差，选取解剖层面清晰的最大层面，2 名经验丰富的神经影像医师每人测量3 次，取平均值。其次，样本量较小，对于ESRD患者没有根据病程、透析方法进行再分类。在今后的研究中，将扩大样本量进行更详细的分析。

QSM 作为一种无创的评估脑铁沉积的MRI 方法，不仅可以定量分析ESRD患者脑铁沉积程度，而且有助于评估ESRD患者认知功能障碍。