磁共振一站式弛豫定量图谱技术对多发性硬化的研究

庄 仲，杨 涛，郭 强，彭晓刚（通信作者）

（齐齐哈尔市第一医院磁共振室 黑龙江 齐齐哈尔 161005）

多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种由自身免疫系统引起的退行性中枢神经系统疾病[1]。在病理上表现为炎性反应引起的微胶质细胞及脑白质周围巨噬细胞的浸润、轴突及少突胶质细胞损伤等[2]。常规MRI为主要的影像检查方法，典型表现为脱髓鞘改变[3]。但常规MRI仅能反映病灶的分布和信号强弱，并且对于MS病灶信号强弱程度存在判读者的主观性；常规MRI不能定量分析病灶内部组织的改变和病灶周围脑白质相关特异性改变[4]。

一站式弛豫定量图谱技术（magnetic resonance image complication，Magic）采用120°交叉层面选择饱和脉冲及多回波采集方式，通过一次多动态回波扫描并重建获得多种不同对比度的图像（T1WI、T2WI、PDWI等），同时可以测量组织生物生理特性的定量参数[5]。通过测量MS病灶的定量参数，避免判断者对于常规MR信号强弱的主观性。磁共振Magic技术利用自旋回波信号填充K空间，使该序列不易产生磁敏感伪影[6]。同时，Magic技术重建的T1WI图像质量优于常规MRI的T1WI[5]。

本研究应用磁共振Magic技术对比常规MRI，探讨多发性硬化斑块局部髓鞘体积（the myelin partial volume，Ⅴmy）和局部水肿体积（excess parenchymal water partial volume，Ⅴepw）的定量参数，分析该技术对多发性硬化的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年7月—2022年1月齐齐哈尔市第一医院收治的因多发性硬化接受磁共振检查的住院患者61例，其中女性57例，男性4例，平均年龄（32.0±8.6）岁。纳入标准：①根据2017年修订的Mcdonald标准诊断为MS[7]；②行常规MRI检查和Magic检查。排除标准：①年龄≥46岁者；②有其他神经退行性病变及代谢性疾病者；③有酗酒史；④有高血压史、高血脂史、糖尿病史者；⑤图像质量差者；⑥近期有抗抑郁药服用史者。剔除标准：非GE SINGNA Pioneer 3.0T磁共振获取的常规MRI图像。

1.2 方法

应用GE公司的SINGNA Pioneer 3.0T磁共振扫描仪和32通道头部线圈（型号：MC 3003G-32R），获取常规MRI图像和Magic图像。扫描序列包括横轴位Magic和常规MRI（包括：横轴位T1WI、横轴位T2WI、横轴位T2FLAIR）。扫描参数：常规MRI（FOⅤ均为240 mm×240 mm，Spacing均为2.0，层厚均为5 mm，层数24层），Magic检查（FOⅤ为240 mm×240 mm，Spacing为1.0，层厚3 mm，层数36层，Auto TR为4 500，TE为100）。

1.3 图像分析

将常规MRI和Magic数据传到GE工作站，从原始数据生成T2WI、Ⅴmy图、Ⅴepw图、R1图、R2图和PD图，并将这些数据进行分析。由两名资深影像医生勾画感兴趣区（region of interest，ROI）并测量该区域信号值。MS斑块（斑块定义为≥5 m m）的ROI在常规T2WI图像和合成T2WI图像上确定，并测量该ROI的信号值；斑块周围白质（periplaque white matter，PWM）的勾画以MS斑块为中心，四周对称勾画4个等大的ROI并测量计算各个ROI信号值的平均值，如ROI与脑室或脑灰质重叠，这个ROI将被放弃；选取MS斑块对称大脑半球的ROI为看似正常脑白质（normal appearing white matter，NAWM），勾画并测量该区域的信号值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析，计量资料以（）表示，行t检验；计数资料以频数（n）、百分比（%）表示，行χ2检验，P＜0.05则差异有统计学意义。

2 结果

2.1 入组患者基本资料

本研究共纳入61例因多发性硬化接受磁共振检查的住院患者，其中1例因常规MRI非GE SINGNA Pioneer 3.0T磁共振获取被剔除。最后总共60例（198个MS斑块）纳入研究，患者平均年龄（31.0±8.2）岁，其中女性57例（95%）。

2.2 MS斑块、PWM、NAWM在不同图谱的信号值

在MS斑块、PWM和NAWM之间Ⅴmy、Ⅴepw、R1、R2和PD值均存在显著差异（P＜0.05）。MS斑块、PWM、NAWM的ROI分析比较结果如表1所示。在Ⅴmy中，MS斑块和PWM均低于NAWM，并且MS斑块最低。在Ⅴepw中，MS斑块和PWM均高于NAWM，并且MS斑块最高。

表1 MS斑块、PWM、NAWM在不同图谱的信号值（ ± s）

表1 MS斑块、PWM、NAWM在不同图谱的信号值（ ± s）

类型 Ⅴmy/% Ⅴepw/%MS斑块 12.49±6.54 5.73±4.64 PWM 28.98±3.69 2.30±2.37 NAWM 23.05±3.01 0.89±1.75类型 R1/s-1 R2/s-1 PD/%MS斑块 0.92±0.23 10.55±1.52 79.99±6.23 PWM 1.33±0.15 12.87±0.76 68.75±2.51 NAWM 1.42±0.09 13.05±0.88 62.95±2.20

2.3 MS斑块和PWM变化百分比

相比于NAWM，MS斑块的Ⅴmy、Ⅴepw、R1变化百分比差异均有统计学意义（P＜0.05），而R2（P=0.31）和PD值（P=0.35）差异无统计学意义（P＞0.05）；PWM的Ⅴmy和Ⅴepw变化百分比具有显著差异（P＜0.05），而R1、R2和PD值变化百分比无显著差异（P＞0.05），具体数值如表2。

表2 与NAWM比较，MS斑块和PWM变化百分比（±s）

表2 与NAWM比较，MS斑块和PWM变化百分比（±s）

类型 Ⅴmy/% Ⅴepw/%MS斑块 -62.21±19.88 14.21×103±4.64×103 PWM -10.01±10.91 50.33×102±142.11×102类型 R1/s-1 R2/s-1 PD/%MS斑块 -34.88±14.03 -20.12±10.33 22.01±10.03 PWM -5.88±7.52 -4.99±6.77 4.37±3.24

3 讨论

多发性硬化是一种中枢神经系统病变，病变主要累及脑白质，病理为脱髓鞘改变，并伴随着神经细胞和轴突的损伤。MRI上病变的分布、形态和信号具有特定的特性。本研究应用磁共振Magic技术，探讨多发性硬化斑块Ⅴmy和Ⅴepw的定量参数。相对于常规MRI检查，磁共振Magic技术通过定量参数Ⅴmy和Ⅴepw可以更加准确评价多发性硬化。

与NAWM相比，MS斑块中R1、R2和PD值的结果与之前的报道一致[8]。West J等通过常规1.5T MRI研究发现，MRI测量的R1、R2和PD可以准确评价MS[8]。另一项研究发现，Magic技术重建的T1WI图像质量优于常规MRI的T1WI，图像上的MS病灶数量高于常规MRI[9]。一项21例小样本量的研究发现，磁共振Magic技术测量Ⅴmy、Ⅴepw、R1、R2和PD值均优于常规MRI。本研究表明，PWM测量值在MS斑块和NAWM值之间，这一结果与病理组织学研究相一致[10-12]。组织学研究表明，脱髓鞘斑块周围发生沃勒变性和细胞体逆行变性。轴突变性会导致髓磷脂降解，从而PWM的Ⅴmy降低[11]。一项研究显示，磁共振Magic技术测量的Ⅴmy和Ⅴepw对MS诊断有统计学意义[10]。

本研究中，MS斑 块 和PWM的Ⅴepw明显高 于NAMW。这可能是为了保护受损组织免受水平衡的破坏，使水通道蛋白-4基因表达上调有关[13]。因而在磁共振上，急性病变比慢性病变水肿更明显[14]。鉴于血脑屏障破裂和水肿形成的相关性，一个更高值Ⅴepw可能表明血脑屏障被破坏了[15]。一项针对MS鉴别诊断的研究发现，MS斑块和PWM测量Ⅴmy和Ⅴepw比R1、R2和PD更敏感[10]。

综上所述，Magic技术在中枢神经系统的多发性硬化具有良好的诊断价值，可以定量分析病灶内部组织的改变和病灶周围脑白质相关特异性改变，对病变的进展和预后有直观评价。