慢性乙肝肝硬化患者背側(cè)丘腦的二維氫質(zhì)子磁共振波譜成像.pdf

1、研究目的：
　　 1、應(yīng)用二維氫質(zhì)子磁共振波譜(2D-1HMRS)檢測(cè)慢性乙肝肝硬化患者丘腦代謝情況;
　　 2、探討慢性乙肝肝硬化患者2D-1HMRS與認(rèn)知功能改變的關(guān)系，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)探討其改變的機(jī)制。
　　 材料和方法：
　　 1、研究對(duì)象
　　 入選對(duì)象包括2011年4月至2011年11月在廣東省第二人民醫(yī)院就診的慢性乙型肝炎肝硬化患者28名和同時(shí)段在影像科健康體檢者23名。28名肝硬化患

2、者及23名匹配健康體檢者均行常規(guī)1.5TMRI和2D-1HMRS檢查。其中肝硬化組男性24名，女性4名，年齡27～66歲，平均44.5歲，均為慢性乙型肝炎患者，病史9月～31年。影像學(xué)診斷或肝臟穿刺病理診斷肝硬化，肝功能根據(jù)Child-Pugh分級(jí)分為A、B、C三級(jí)，分別11、11、6例。對(duì)照組為同期相同性別、學(xué)歷以及年齡相差不超過3歲的健康體檢者。全部入組對(duì)象要求排除高血壓，繼發(fā)性神經(jīng)心理功能異常如顱內(nèi)占位病變、硬膜下血腫、腦梗塞、明

3、顯腦白質(zhì)變性，其他神經(jīng)系統(tǒng)綜合征，如Wernicke's病等，代謝性異常如電解質(zhì)紊亂，糖尿病，酒精及藥物中毒。
　　 2、檢查儀器和設(shè)備
　　 本研究所用設(shè)備為飛利浦公司(Philip)的Achieva Nova-Dual1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀，常規(guī)序列采用頭顱16通道線圈;2D-1HMRS掃描采用波譜成像專用單通道正交線圈。
　　 3、MRI檢查方法
　　 體位和固定:受檢者仰臥位，頭部置于線圈

4、內(nèi)，頭顱兩側(cè)及枕部放置塑性海綿固定填充，要求被檢者下巴輕度下壓狀態(tài)，使前、后連合的連線接近軸位，定位線置于雙側(cè)眉毛中間。
　　 常規(guī)MR序列掃描:常規(guī)頭顱T1加權(quán)成像(T1WI)、T2加權(quán)成像(T2WI)、水抑制成像(T2 Flair)及擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)掃描。掃描平面為與胼胝體嘴及壓部的切線平面（該切線與前、后連合連線以及丘腦最大徑平行），掃描范圍為全腦。掃描參數(shù)如下:T1WI(TR/TE:487.6/15.0ms)，層厚

5、10mm，層間距0mm，矩陣320×256，F(xiàn)OV=79.68mm2，NEX=2;T2WI(TR/TE:3979/110ms)，層厚10mm，層間距0.3mm，矩陣512×288，F(xiàn)OV=90.625mm2，NEX=2;T2Flair(TR/TE:9600/110ms)，層厚10mm，層間距0.3mm，矩陣288×224，F(xiàn)OV78.85mm2，NEX=1;DWI(TR/TE:6000/120ms)，擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)（b值）為1000s/m

6、m2，層厚10mm，層間距0mm，矩陣192×192，F(xiàn)OV78.64mm2，NEX=2。常規(guī)行橫斷面掃描，部分加掃冠狀位及矢狀位。
　　 2D-1H-MRS掃描:波譜采集方式采用二維多體素(multivoxel，MV)技術(shù)，脈沖序列選擇點(diǎn)分辨波譜成像(point resolved spectroscopy,PRESS)，TR/TE:2000/35ms，層間距10mm，體素厚度10mm，采集次數(shù)(NEX)為2次，F(xiàn)OV18cm×

7、18cm。具體波譜掃描野(volume of interest，VOI)層面定位于室間孔層面，該層面背側(cè)丘腦面積最大，于T1WI平掃的軸位上進(jìn)行波譜定位，VOI大小選取50mm×30mm，盡量避免腦脊液對(duì)波譜成像質(zhì)量影響。于選擇好的VOI周圍設(shè)定6條飽和帶(VSS)，以減少周圍組織的部分容積效應(yīng)對(duì)波譜質(zhì)量的影響。接受/發(fā)射增益調(diào)節(jié)、體素內(nèi)勻場(chǎng)、水抑制掃描均由自動(dòng)預(yù)掃描程序完成，達(dá)到水的半高帶寬(FWHM)＜10，水抑制達(dá)機(jī)器默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)方開

8、始正式掃描，波譜掃描時(shí)間為13分鐘。
　　 4、圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量
　　 1H-MRS圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量:掃描完成后利用機(jī)器自帶軟件對(duì)所獲得的化學(xué)頻率進(jìn)行自動(dòng)基線校正、、信號(hào)平均、頻率翻轉(zhuǎn)、代謝物識(shí)別，并以總肌酸(Creatine，Cr)的峰為參照物，計(jì)算各代謝物峰下面積與之比較的比值。本研究感興趣的主要代謝物為N-乙酰天門冬氨酸(N-Acetylaminosuccinic acid，NAA)，化學(xué)位移位置為2.01

9、ppm;膽堿化合物(Choline，Cho)，位置為3.20ppm;肌醇(myo-inosital，mI)位置為3.56ppm、肌酸(Creatine，Cr);谷氨酸類化合物(glutamine and glutamate，Glx)包括β，γ-Glx位于2.1～2.4ppm，α-Glx位于3.65～3.8ppm，由于J藕聯(lián)的存在，本研究主要分析3.76ppm的Glx峰;記錄各代謝物峰下面積與肌酸的比值:NAA/Cr、Cho/Cr、Glx

10、/Cr及mI/Cr。于雙側(cè)背側(cè)丘腦各選擇3個(gè)固定體素作為ROI，要求3個(gè)體素信噪比(singal nosieratio，SNR)較高、波譜曲線基線平直且有明顯窄峰，采用3個(gè)體素的平均值作為一側(cè)波譜數(shù)據(jù)的最終值。
　　 5、神經(jīng)心理測(cè)試
　　 根據(jù)第11屆世界胃腸病大會(huì)專家小組提出的《肝性腦病的定義、命名、診斷及定量》建議[1,2]，以下神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試可用于診斷MHE:數(shù)字連接試驗(yàn)A和B(Number Connection

11、 Tests A and B，NCT-A，B)、數(shù)字符號(hào)試驗(yàn)(Digital Symbol Test，DST)以及區(qū)組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(block-design test)。任何兩項(xiàng)或以上測(cè)試異常者，在除外可能引起神經(jīng)心理功能異常的其他因素后，應(yīng)該考慮診斷MHE。本研究采用最常使用NCT-A、DST，所有被試在磁共振掃描前，均在同一研究者說明及記錄下完成，總共完成時(shí)間10～15分鐘。NCT-A是測(cè)定受試者將隨機(jī)排列的1～25個(gè)數(shù)字依次連接起來的

12、時(shí)間（包括糾正錯(cuò)誤時(shí)間）;DST試驗(yàn)是1～9每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一種符號(hào)，受試者按照這種對(duì)應(yīng)關(guān)系盡快在表格內(nèi)填上和數(shù)字對(duì)應(yīng)的符號(hào)，填對(duì)一格記1分，記錄受試者90秒內(nèi)所得分?jǐn)?shù)
　　 6、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
　　 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。各組資料均屬計(jì)量資料，用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（(x)±s）形式表示，行統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)比前進(jìn)行K-S擬合優(yōu)度檢驗(yàn)(1-Sample Kolmogorov-Smirnov Test)檢驗(yàn)各組數(shù)據(jù)是否符

13、合正態(tài)分布，P＜0.05符合正態(tài)分布。肝硬化組、正常組分別進(jìn)行左右雙側(cè)代謝物比值進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)(Paired-Samples T Test)，雙側(cè)數(shù)據(jù)間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異者將合并求其平均值，而存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的將分別比較。肝硬化組與正常組的神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試積分比較、正常組與肝硬化組間MRS數(shù)據(jù)分析使用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(Independent-Samples T Test);檢驗(yàn)前進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，P＞0.05認(rèn)為方差齊，進(jìn)行方差齊性的t檢

14、驗(yàn);方差不齊者采用方差不齊的t檢驗(yàn)。正常組、肝硬化ChildA、B、C四組1H-MRS數(shù)據(jù)方差齊采用單因素方差分析(one-way ANOVA)，方差不齊則采用Welch法;在方差分析顯著的情況下進(jìn)行多重比較，滿足方差齊性的用LSD法，方差不齊時(shí)用Dunnett'sT3法。以年齡、性別及教育程度為控制變量，背側(cè)丘腦MRS代謝物比值與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試結(jié)果之間進(jìn)行偏相關(guān)分析（Partial correlation analysis），選取檢驗(yàn)

15、水準(zhǔn)α=0.05。
　　 結(jié)果：
　　 1、本研究受檢對(duì)象丘腦的2D-1H-MRS掃描一次即可獲得符合診斷要求的波譜。我們采用短TE35ms，不僅能夠獲得質(zhì)量較高NAA、Cho、Cr波峰，還能在2.2ppm-2.4ppm獲取Glx波峰，其中第一高峰為NAA，而Cho峰與Cr峰差距常不顯著，均可為第二峰。我們采用AC-PCline作為波譜VOI的定位層面，經(jīng)證實(shí)均能夠獲得較優(yōu)的波譜，為了使該層面接近軸位，需要使受檢者下巴輕

16、度內(nèi)收
　　 2、左、右側(cè)背側(cè)丘腦1H-MRS數(shù)據(jù)結(jié)果肝硬化組、正常組左、右側(cè)NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr、Glx/Cr比值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（正常組:t=-1.220，P=0.235;t=-0.752，P=0.460;t=-1.281，P=0.214;t=-0.377，P=0.709;肝硬化組:t=-1.808，p=0.082;t=-1.670,P=0.106;t=-0.795,P=0.433;t=-1.759,P=0.0

17、90），合并后求平均值進(jìn)行下一步分析。
　　 3、1H-MRS數(shù)據(jù)比較
　　 (1)肝硬化與正常對(duì)照組兩組間背側(cè)丘腦代謝物比較結(jié)果:NAA/Cr比值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=1.826，P=0.074);Cho/Cr、mI/Cr以及Glx/Cr比值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=4.733，P＜0.001;t=7.176，P＜0.001;t=-8.582，P＜0.001)。相對(duì)于正常組，肝硬化組Cho/Cr、mI/Cr比值減小，Glx/Cr比

18、值升高。
　　 (2)方差分析結(jié)果:①齊性檢驗(yàn)結(jié)果，NAA/Cr、Cho/Cr以及Glx/Cr方差齊(F=1.467,P=0.236;F=1.467,P=0.105;F=1.205,P=0.318)，采用One-wayANOVA進(jìn)行方差分析;mI/Cr分差不齊（F=5.561，P=0.002），采用Welch法進(jìn)行分差分析。②分差分析:a)One-wayANOVA結(jié)果:NAA/Cr四組間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=1.588，P=0.2

19、05)，Cho/Cr、Glx/Cr四組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=8.205，P＜0.001;F=67.200，P＜0.001)，采用LSD法進(jìn)行多重比較。b)Welch結(jié)果:mI/Cr組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=16.414，P＜0.001)，采用DUNNETT'sT3法進(jìn)行多重比較。
　　 (3)多重比較結(jié)果:①Cho/Cr比值:Child-A、B、C級(jí)與正常組間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.018;P=0.001，P＜0.001)，Child

20、A級(jí)、B、C級(jí)兩兩間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P值均大于0.05）。②mI/Cr比值:ChildA、B、C級(jí)與正常組間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.032;P=0.001，P＜0.001)，ChildA級(jí)與C級(jí)、ChildB級(jí)與C級(jí)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.001，P=0.045)，ChildA級(jí)與B級(jí)之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.510)。③Glx/Cr:Child-A、B、C級(jí)與正常組間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.001;P＜0.001，P＜0.001)，

21、ChildA級(jí)與C級(jí)、ChildB級(jí)與C級(jí)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.001，P＜0.001)，ChildA級(jí)與B級(jí)之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.408)。
　　 4、神經(jīng)心理測(cè)試結(jié)果肝硬化組與正常組間NCT-A完成時(shí)間、DST完成個(gè)數(shù)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=7.158，P=0.010;F=4.758，P=0.034)，肝硬化組較正常組NCT-A時(shí)間延長(zhǎng)、DST完成數(shù)目減少(P＜0.001)，慢性肝硬化存在神經(jīng)心理功能障礙。
　　

22、 5、偏相關(guān)分析結(jié)果:①mI/Cr與Glx/Cr密切負(fù)相關(guān)(P＜0.001，r=0.729)，Cho/Cr與mI/Cr比值正相關(guān)(P=0.002，r=0.435)、與Glx/Cr比值負(fù)相關(guān)（P＜0.001，r=-0.567)。②Cho/Cr、mI/Cr比值與NCT-A呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.477，P=0.001;r=-0.695,P＜0.001)，與DST呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.478，P=0.001;r=0.632，P＜0.001);

23、Glx/Cr比值與NCT-A呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.665，P＜0.001)、與DST呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.572,P＜0.001)。
　　 結(jié)論：
　　 1.2D-1H-MRS一次掃描即可同時(shí)獲取多個(gè)部位的波譜，用來檢測(cè)慢性肝硬化患者大腦代謝物變化，既可以節(jié)省時(shí)間，也有利于內(nèi)部的相互對(duì)比;使用PRESS、MV技術(shù)，采用短TE15.0ms，并以胼胝體嘴及壓部的切線(平行于AC-PCline)作為波譜VOI的定位層面,可以

24、獲得符合診斷要求的波譜。
　　 2.2D-1H-MRS能夠發(fā)現(xiàn)慢性肝硬化患者常規(guī)MR表現(xiàn)正常的背側(cè)丘腦代謝物的改變，肝硬化組與對(duì)照組Cho/Cr、mI/Cr、Glx/Cr比值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=4.733，P＜0.001;t=7.176，P＜0.001;t=-8.582，P＜0.001)，從正常組到ChildA、B、C級(jí)，Cho/Cr、mI/Cr比值逐漸減低，Glx/Cr逐漸增高。肝硬化組較正常組NCT-A時(shí)間延長(zhǎng)、DST完成數(shù)目

25、較少（p=0.010;F=4.758，P=0.034），存在神經(jīng)心理功能障礙。Cho/Cr、mI/Cr比值與NCT-A呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.477，P=0.001;r=-0.695，P＜0.001），與DST呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.478，P=0.001;r=0.632，P＜0.001);Glx/Cr比值與NCT-A正相關(guān)，與DST負(fù)相關(guān)(r=0.665，P＜0.001;r=-0.572，P＜0.001)。因此MRS有潛力成為早期診斷人