1、多发性硬化的MRI研究进展,概述,多发性硬化(multiple sclerosis, MS)是中枢神经系统最常见的脱髓鞘疾病，其诊断一直强调病史和体格检查的重要性。 自从1981年Young等引入MRI技术，这一重点发生了改变。 随着MRI技术的发展与应用，MRI在MS的诊断和研究中发挥着越来越重要的作用。2000年7月制订的McDonald诊断标准第一次将MRI用于MS的诊断，并明确地说明MS时间和空间上多发性的MRI证据，从而有利于对病人尤其是表现为临床孤立综合征(clinically isolated syndrome, CIS)的病人进行早期诊断。,2005年McDonald诊断标准
2、MS空间多发性的MRI诊断标准,满足以下4点中的3点： T2W I 有9 个高信号病灶或1个强化灶 至少1 个幕下病灶 至少1 个近皮质病灶 至少3 个脑室旁病灶 备注：1个脊髓病灶相当于1个幕下病灶，1个增强的脊髓病灶相当于一个增强的脑部病灶，一个单独的脊髓病灶和一个单独的脑部病灶加在一起即可满足T2病灶的数目。,MS的MRI空间多发性,2005年McDonald诊断标准 MS时间多发性的MRI诊断标准,1、两种影像学表现提示时间的多发性：a 第一次发病后3个月发现钆增强病灶，而该病灶不是第一 次发病的责任病灶，即可诊断“时间多发”。b 与发病后30天以上进行的第一次扫描相比，发现新的T2病
3、 灶也可诊断“时间多发”。2、如果第一次扫描在临床症状出现3个月内进行，第二次扫描在临床症状出现后3个月以上进行，如果发现1个新的增强病灶就足以诊断“时间多发”。但是如果第二次扫描没有发现新的增强病灶，在第一次扫描后3个月内进行再次扫描，如果发现1个新的T2相病灶或者1个增强病灶也可诊断“时间多发”。,MS的MRI时间多发性,MS的常规MRI研究 （ conventional MRI ）,目前MS的cMRI最新研究主要集中于新型增强对比剂超小氧化铁颗粒(ultrasmall particle of iron oxid, USPIO)的研究应用。 Floris等认为Gd-DTPA增强监测BBB通
4、透性增高是早期炎性反应的可靠指标，但它反应的仅仅是炎症结果的信息，不能提供更多的组织病理学信息。 Rausch等研究发现Gd-DTPA增强与USPIO聚集在空间和时间上不一致，在第一次复发的实验性变态反应性脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis, EAE)中这种不一致最明显，大量USPIO聚集的部位并没有Gd-DTPA的摄取。因此USPIO通过对巨噬细胞的标记、示踪能够反映其在MS病变早期阶段的趋化、迁移及聚集的形态学改变，为临床试验提供更多组织病理学改变信息。,MRI功能成像的新进展,虽然MRI常规技术对MS的诊断和监测发挥了重要作用，但越来
5、越多的研究发现MRI常规技术所显示的病变与病理变化及临床功能障碍之间缺乏相关性。 人们推测常规MRI表现正常的脑组织中包括表现正常的脑白质(normal appearing white matter, NAWM)、表现正常的脑灰质(normal appearing gray matter, NAGM)可能存在微观病变，这种推测已被尸检及活检研究所证实。运用MRI新技术检出、评估NAWM及NAGM的微观病变成为当前研究的热点。,弥散张量成像技术 Diffusion tensor imaging, DTI,DTI是利用人体内水分子在不同方向上自由运动不同所造成的信号改变而成像，是一项显示组织内微观
6、结构的成像技术, DTI考虑了水分子弥散的方向性，能够测量三维空间方向上水分子扩散的方向和程度，精确地显示神经纤维走行方向，获得全面的弥散特征，如平均弥散率(mean diffusivity, MD)、部分各向异性(fractional anisotropy, FA)等。,正常人的ADC图,正常人的FA图,MS的DTI图像,MS的DTI图像,ADC、FA值的定量研究,Filippi、Guo等研究发现，MS病灶、病灶周围NAWM及远离病灶NAWM的MD依次减少，FA依次增加。Cercignani等运用DTI直方图分析全面评价了脑组织的扩散异常。有研究者应用DTI锥体束图证实锥体束病灶体积与MS患
7、者身体残疾程度具有更好的相关性。,弥散张量纤维束成像 Diffusion tensor tracking, DTT,DTT是新近应用的非创伤性研究活体大脑白质纤维的技术，它是DTI应用领域的拓宽，主要用于在活体研究大脑白质纤维的轨迹、形状、结构、位置、局部解剖和它们之间的相互连接。,磁共振波谱分析 MR spectroscopy, MRS,MRS是目前唯一用于在体观察组织代谢变化、生化改变及特定化合物定量分析的非创伤技术。分析代谢产物浓度的变化可直观地评价病理改变的程度，为MS病理生理变化的分子生物学机制研究提供了新的技术，有可能在同一分子水平上比较实验研究与临床结果之间的联系。,正常人的MR
8、S分析,MS的MRS分析,MS的MRS定量分析,MS病灶区、NWAM均有不同程度NAA峰下降、Cho升高。 MS患者病灶内NAA/Cr及NAA/Cho明显低于NAWM，NAWM的NAA/Cr及NAA/Cho亦明显低于正常对照组。Filippi等研究证实 MS患者全脑 NAA 浓度与扩展功能障碍等级评分(expanded disability status scale, EDSS)显著相关。Bonneville等则认为二者无显著相关性。,磁化传递成像 Magnetization transfer imaging, MTI,MTI是基于大分子结合水质子与自由水质子之间存在相互作用，反映组织内结合水
9、质子与自由水质子之间的交换。脑组织中自由水质子对应于游离的水质子，而结合水质子对应于髓鞘和其他细胞膜大分子中的质子。 磁化传递率(magnetization transfer ratio, MTR)是衡量磁化传递效应的指标，MTR值的大小反映了组织中大分子的密度。MTR 降低提示组织内大分子含量减少，反映髓鞘丢失或轴索密度减少。,磁化传递成像 Magnetization transfer imaging, MTI,MTR不但可以将水肿与脱髓鞘区别，提供一种能反映脱髓鞘改变的测量方法，而且能敏感地发现早期病变。 Pike等研究发现MTR能比T2WI提早12年发现病变脑组织的损害。多位学者研究发现
10、MS中NAWM和NAGM亦有MTR下降，并且两者均与残疾有关。,灌注加权成像 Perfusion weighted imaging, PWI,PWI是一种研究生理学的检查方法，通过检测毛细血管水平的流动，显示对比剂快速通过组织时毛细血管网的血流改变所引发的局部磁敏感性的变化而反映局部脑组织灌注的血容量情况。反映毛细血管床血流分布特征的指标包括局部脑血容积(regional cerebral blood volume, rCBV)、血液通过组织的平均通过时间(mean transition time, MTT)及局部脑血流量(regional cerebral blood flow, rCBF)
11、。,灌注加权成像 Perfusion weighted imaging, PWI,Law等通过对照研究复发好转型多发性硬化(relapsing-remitting multiple sclerosis, RRMS)患者NAWM的血流变化，发现RRMS的 NAWM血流动力学降低，进一步支持MS存在血管性发病机理。PWI在“瘤样”MS斑块与肿瘤的鉴别中有很大的价值，Cha等研究表明肿瘤的 rCBV 平均值明显高于“瘤样”MS斑块。,脑功能成像 functional MR imaging, fMRI,fMRI 依赖于血氧水平的变化，可以量化依赖血氧水平的功能改变及监测局部血流而反映神经兴奋性的增高。 目前fMRI在MS中的应用主要集中于视觉皮层定量研究及MS患者皮层功能对脑组织损害所表现出来的适应性重塑。 Mainero等认为fMRI对于研究大脑怎样实现皮层功能重塑来减轻或缓解MS对脑组织结构的损害所造成的症状及评价药物治疗后脑功能的改善、恢复方面有很大的价值。,
