非神經(jīng)精神性狼瘡患者腦靜息下多模態(tài)磁共振成像研究.pdf

1、本文主要從以下幾個部分進行論述：
　　第一部分非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者腦實質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的擴散峰度成像研究
　　目的:利用擴散峰度成像(DKI)技術(shù)探討非神經(jīng)精神性系統(tǒng)性紅斑狼瘡(non-NPSLE)患者腦白質(zhì)及灰質(zhì)微細結(jié)構(gòu)的改變情況，同時評估患者的病程、疾病活動指數(shù)(SLEDAI)及糖皮質(zhì)激素用量與腦白質(zhì)微細結(jié)構(gòu)改變之間的相關(guān)關(guān)系，以期找到早期診斷神經(jīng)精神性狼瘡的線索以及進一步理解患者腦實質(zhì)損傷的機制。
　　材料與方法:

2、1.研究對象
　　入選病例為2014年3月至2015年1月在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院住院確診的31例系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者，納入標準如下:年齡大于18歲，小于50歲的女性患者;根據(jù)1997年ACR SLE分類標準確診的SLE患者;根據(jù)1999年ACR神經(jīng)精神性紅斑狼瘡分類標準[1]確診的非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者;右利手;漢族;能配合磁共振檢查的患者;常規(guī)磁共振掃描序列如T2WI及水抑制序列FLAIR上腦實質(zhì)內(nèi)未見異常者;使用焦慮自評量表(

3、SAS)和抑郁自評量表(SDS)證實無焦慮及抑郁癥狀的患者。排除標準如下:有精神病及神經(jīng)病病史的患者;有高血壓，糖尿病，甲狀腺疾病，中風，癲癇，帕金森病，阿爾茲海默病，抑郁癥，心血管系統(tǒng)疾病的患者;有腫瘤病史的患者;有頭部外傷史的患者;有藥物濫用的患者;有酗酒史的患者;有中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染病史的患者。選取與病例組在性別、年齡、受教育程度相匹配的31例女性志愿者作為健康對照。所有受試者試驗前均被告之本研究項目的相關(guān)內(nèi)容，并簽署知情同意書。記

4、錄所有被試的一般人口學資料，如年齡、種族、性別、受教育程度等。記錄病例組患者的病程、糖皮質(zhì)激素用量、目前癥狀、體征，以及一周內(nèi)的血常規(guī)、肝腎功能、尿常規(guī)、自身抗體、補體C3、C4、CH50等化驗結(jié)果，計算系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病活動性指數(shù)(SLEDAI)評分。
　　2.磁共振DKI及結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)的采集
　　磁共振數(shù)據(jù)采集使用飛利浦3.0 T磁共振成像掃描儀(Philips Achiva3.0T)進行掃描，8通道頭顱相位陣列線圈進行信

5、號的接收。DKI數(shù)據(jù)采集之前均進行全腦軸位T2WI及FLAIR掃描，以排除腦部疾患。DKI數(shù)據(jù)采用單次激發(fā)自旋平面回波序列(SE-EPI)進行橫斷位掃描，掃描基線平行于大腦前-后聯(lián)合水平。重復時間TR=2000ms，回波時間TE=69ms，視野FOV=224mm×224mm×132mm，矩陣Matrix=88×87，翻轉(zhuǎn)角FA=90°，體素大小voxel size=2.5mm×2.5mm×3mm，層厚thickness=3.0mm，層數(shù)

6、slice=44，層間距slice gap=0，信號采集重復次數(shù)NSA=2，擴散敏感梯度方向為32個，擴散敏感系數(shù)b=0、b=1000s/mm2及b=2000s/mm2，掃描時間為19分38秒。結(jié)構(gòu)像3D-T1WI采用梯度回波(gradient echo，F(xiàn)FE)序列:重復時間TR=9.0ms，回波時間TE=4.0ms，視野FOV=256mm×256mm×176mm，矩陣Matrix=256×256，翻轉(zhuǎn)角FA=8°，體素大小voxel

7、 size=1mm×1mm×1mm，層數(shù)=176層，信號采集重復次數(shù)NSA=1，行覆蓋全腦的矢狀位掃描，掃描時間為8分11秒。
　　3.DKI數(shù)據(jù)后處理
　　(1)使用MRIcron軟件將DKI原始DICOM格式圖像轉(zhuǎn)化成為NIfTI文件格式;(2)使用FSL軟件對DKI數(shù)據(jù)進行渦流和頭動校正;(3)使用BET工具將DKI圖像中的非大腦區(qū)域去除;(4)使用DKE軟件對DKI數(shù)據(jù)進行后處理得到MD、FA及MK這3個參數(shù)圖;(5

8、)使用FSL軟件去除3DT1WI結(jié)構(gòu)像中的非大腦區(qū)域;(6)使用SPM8軟件將3DT1WI結(jié)構(gòu)像配準到b=0的DKI圖像上，并將配準后的3DT1WI圖像進行分割，最后利用分割得到的去往標準空間的矩陣對生成的3個DKI參數(shù)圖進行標準化;(7)分別使用FSL提供的JHU ICBM-DTI-81 white-matterlabels atlas白質(zhì)圖譜和Harvard-Oxford cortical structural atlas皮質(zhì)結(jié)構(gòu)圖

9、譜將大腦的白質(zhì)及灰質(zhì)分別分割成了48個腦區(qū);使用FSL軟件的FIRST工具將大腦的12個皮層下灰質(zhì)結(jié)構(gòu)分割出來;(8)使用飛利浦公司編寫的基于MATLAB2013a分析軟件平臺的DKI感興趣區(qū)提取軟件分別將白質(zhì)、灰質(zhì)48個腦區(qū)以及12個皮層下灰質(zhì)結(jié)構(gòu)的DKI參數(shù)值提取出來用于統(tǒng)計分析。
　　結(jié)果:1.與正常對照組相比，非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者胼胝體體部以及穹窿的MK值顯著低于正常對照組(P＜0.05);胼胝體體部、壓部、穹窿、雙側(cè)

10、丘腦后輻射、右側(cè)下縱束及下額枕束的MD值顯著高于正常對照組(P＜0.05);雙側(cè)皮質(zhì)脊髓束及右側(cè)后放射冠的FA值顯著低于正常對照組(P＜0.05)。
　　2.與正常對照組相比，非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者左側(cè)丘腦及雙側(cè)尾狀核的MD值顯著高于正常對照組(P＜0.05);額葉皮層（額極、額中回、額下回、內(nèi)側(cè)額葉、額眶皮層）、顳葉皮層（腦島皮層、顳上回、顳中回）、枕葉皮層（舌回、梭狀回、枕極、枕葉皮層外側(cè)）、頂葉皮層（頂上小葉、緣上回、角回

11、、旁扣帶回、扣帶回后部、楔前葉）的多個腦區(qū)的MK值及MD值均顯著高于正常對照組(P＜0.05)。其中中央前回、顳極、中央后回、距狀皮層、胼胝體下皮層、海馬旁回前部及后部的皮層灰質(zhì)僅有MD值在兩組之間的差異有統(tǒng)計學意義;顳下回前部的皮層灰質(zhì)僅有MK值在兩組之間的差異有統(tǒng)計學意義;額上回、輔助運動皮層、扣帶回前部、楔葉皮層的皮層灰質(zhì)的MD值及MK值在兩組之間均無統(tǒng)計學差異。
　　結(jié)論:1.系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者在未出現(xiàn)精神神經(jīng)癥狀、常規(guī)磁

12、共振檢查呈陰性時就已經(jīng)發(fā)生了大腦白質(zhì)、灰質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的異常，因此有必要對系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者進行早期評估、早期干預。
　　2.DKI能夠比DTI更早、更敏感地探查到系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者大腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的異常改變，并且白質(zhì)的損傷程度隨病程而加重;此外DKI還可應用于灰質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)損傷的研究。
　　3.系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者白質(zhì)、灰質(zhì)損傷的機制有所不同:白質(zhì)損傷主要與脫髓鞘和軸索損傷、丟失有關(guān);灰質(zhì)損傷主要與神經(jīng)元細胞丟失、神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生

13、有關(guān)。
　　第二部分基于靜息態(tài)BOLD-fMRI的非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者腦功能網(wǎng)絡的研究
　　目的:利用靜息態(tài)功能磁共振成像技術(shù)及圖論的分析方法，探究非神經(jīng)精神性系統(tǒng)性紅斑狼瘡(non-NPSLE)患者全腦水平的功能連接及腦功能網(wǎng)絡拓撲屬性的異常改變，為系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者腦功能改變的研究提供新的思路，為進一步探明神經(jīng)精神性紅斑狼瘡的發(fā)病機制提供新的線索。
　　材料與方法:1.研究對象
　　入選病例為2014年3

14、月至2015年1月在南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院住院確診的50例系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者，納入標準及排除標準同第一部分。選取與病例組在性別、年齡、受教育程度相匹配的36例女性志愿者作為健康對照。所有受試者試驗前均被告之本研究項目的相關(guān)內(nèi)容，并簽署知情同意書。記錄所有被試的一般人口學資料，如年齡、種族、性別、受教育程度等。入選的50例non-NPSLE患者中有8例因為出現(xiàn)不同程度的頭動而被剔除，最后納入研究的病例數(shù)為42例;正常對照組中也有3例因頭動的

15、問題而被剔除，最后納入研究的例數(shù)為33例。
　　2.靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)的采集
　　磁共振儀器設備同前。囑被試者檢查過程中保持清醒，閉眼，平靜呼吸，盡可能地不做任何動作以及意向性思維活動。靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)采集之前均進行全腦軸位T2WI及FLAIR掃描，以排除腦部疾患。靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)采用單次激發(fā)梯度回波-平面回波序列(GRE-EPI)采集，進行橫斷位掃描，掃描基線平行于大腦前-后聯(lián)合水平。具體參數(shù)如下:重復時間TR=200

16、0ms;回波時間TE=35ms;視野FOV=230mm×230mm×141mm，矩陣Matrix=64×64，翻轉(zhuǎn)角FA=90°，體素大小voxel size=3.59mm×3.59mm×3.6mm，層厚thickness=3.6mm，層數(shù)slice=33，層間距slice gap=0.7mm，信號采集重復次數(shù)NSA=1，共采集240個時間點，掃描時間為8分6秒。
　　結(jié)果:與正常對照組相比，非神經(jīng)精神性紅斑狼瘡患者有多個腦區(qū)之間

17、的功能連接顯著降低(p＜0.001):右側(cè)海馬與右側(cè)后扣帶回，右側(cè)頂上回與右側(cè)額中回眶部，右側(cè)頂下回與右側(cè)額中回眶部，左側(cè)楔前葉與左側(cè)額上回背外側(cè)部，左側(cè)楔前葉與左側(cè)額中回，右側(cè)楔前葉與右側(cè)額上回背外側(cè)部，右側(cè)豆狀核殼核與右側(cè)海馬旁回，左側(cè)豆狀核蒼白球與左側(cè)額上回背外側(cè)部，右側(cè)豆狀核蒼白球與右側(cè)海馬旁回，左側(cè)丘腦與右側(cè)嗅覺皮層，左側(cè)丘腦與左側(cè)海馬，右側(cè)顳橫回與右側(cè)嗅覺皮層，左側(cè)顳下回與右側(cè)尾狀核，右側(cè)顳下回與右側(cè)中扣帶回。在任何兩個腦區(qū)