摘要
背景
越来越多的证据表明,脉络丛(CP)在阿尔茨海默病(AD)的病理生理过程中起着重要作用,但其在认知障碍中的影像学特征仍不明确。
目的
评估不同程度认知障碍患者使用MRI测量的脉络丛体积、通透性和磁化率。
材料与方法
这项回顾性研究评估了2013年1月至2020年5月期间接受3.0-T脑部MRI检查(包括动态对比增强(DCE)成像和定量磁化率映射(QSM))的认知症状患者。脉络丛体积使用三维T1加权序列自动分割;体积转移常数(即Ktrans)和血浆分数体积(即Vp)通过DCE MRI确定;磁化率使用QSM评估。使用多变量线性回归评估以颅内体积比表示的脉络丛体积对认知的影响,该回归经年龄、性别、教育程度、载脂蛋白E ε4等位基因状态和体积测量值调整。
结果
共纳入532名认知症状患者(平均年龄72岁±9[标准差];388名女性):78名主观认知障碍(SCI)患者,158名早期轻度认知障碍(MCI)患者,149名晚期MCI患者,以及147名AD患者。其中,132名患者接受了DCE MRI和QSM检查。脉络丛体积在病情更严重的患者中更大(颅内体积比×103:SCI为0.9±0.3,早期MCI为1.0±0.3,晚期MCI为1.1±0.3,AD为1.3±0.4;P<0.001)。较低的Ktrans(r=-0.19;P=0.03)和Vp(r=-0.20;P=0.02)与脉络丛体积呈负相关;磁化率则无此相关性(r=0.15;P=0.10)。脉络丛体积与记忆(B=-0.67;平均标准误[SEM],0.21;P=0.01)、执行功能(B=-0.90;SEM,0.31;P=0.01)和整体认知(B=-0.82;SEM,0.32;P=0.01)呈负相关。
结论
在认知症状患者中,较大的脉络丛体积与阿尔茨海默病谱系中认知障碍的严重程度相关。
可视化摘要
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图表
图1:患者选择流程图。AD = 阿尔茨海默病,DCE = 动态对比增强,MCI = 轻度认知障碍,QSM = 定量磁化率映射,SCI = 主观认知障碍,3D = 三维。
图2:MRI处理步骤。对于体积测量(左),脉络丛(CP)体积(红色)和大脑皮层体积(绿色)从T1加权体积图像中通过基于FreeSurfer 6.0平台的自动体积软件(Inbrain)分割(上排)。白质高信号(WMH)体积(绿色)同样从三维(3D)或二维(2D)液体衰减反转恢复(FLAIR)图像中分割(下排)。分割的掩模体积为二进制。对于通透性和磁化率映射(右),体积转移常数(Ktrans)和血浆分数体积通过Patlak模型从动态对比增强MRI扫描获得,并使用基于互信息的算法将T1加权图像的分割CP(红色)与参数图配准来提取CP通透性值(上排)。颜色比例尺代表体积转移常数(单位:min-1)。CP磁化率测量以类似方式生成。使用QSMnet+从多动态多回波图像获得定量磁化率映射(QSM)(下排)。灰度条代表百万分率的磁化率。
图3:根据认知障碍谱系中的疾病阶段,四位代表性3.0-T脑部MRI扫描的脉络丛(CP)体积(红色)比较。阿尔茨海默病(AD)患者的CP体积大于主观认知障碍(SCI)或轻度认知障碍(MCI)患者。所有患者均为75岁女性。
图4:不同认知障碍阶段患者的脉络丛(CP)体积箱线图(n = 532)。与主观认知障碍(SCI)和早期MCI患者相比,晚期轻度认知障碍(MCI)患者的CP体积(以CP体积与颅内体积[ICV]的比率表示)分别高21.4%和13.0%(P < 0.001和P = 0.01);与SCI和早期MCI患者相比,阿尔茨海默病(AD)患者的CP体积分别高43.6%和33.7%(P < 0.001)。然而,SCI和早期MCI组之间的CP体积无显著差异(P = 0.51)。每个箱线图中的水平线表示中位数,方框对应四分位距(IQR)。须线表示数据中的最小值和最大值。* = P < 0.05,** = P < 0.001。P值经多重比较校正。NS = 无显著性。
图5:动态对比增强MRI队列中认知障碍谱系上的脉络丛(CP)的**(A)结构体积、(B)磁化率和(C, D)通透性特征的箱线图(n = 132)。阿尔茨海默病(AD)患者的CP体积高于无痴呆患者,AD患者的CP通透性(体积转移常数[Ktrans])低于晚期轻度认知障碍(MCI)患者。CP的血浆分数体积(Vp)随着认知障碍严重程度的增加而降低(P = 0.02,Jonckheere趋势检验)。相比之下,CP磁化率在各组间无差异(P = 0.73)。每个箱线图中的水平线表示中位数,方框对应四分位距(IQR)。须线表示数据中的最小值和最大值。红色方块表示的数据点是高于第3四分位数+3×IQR的异常值。 = P < 0.05,* = P < 0.001。P值经多重比较校正。ICV = 颅内体积,ppm = 百万分率,SCI = 主观认知障碍。
图6:动态对比增强MRI队列中认知障碍谱系上的脉络丛(CP)体积与影像或认知参数的关系(n = 132)。**(A–D)**散点图显示大CP体积与低体积转移常数(Ktrans)、低血浆分数体积(Vp)和低简易精神状态检查(MMSE)z分数显著相关。r值为校正年龄和性别后的偏相关系数。ICV = 颅内体积,ppm = 百万分率。
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