MRI定量磁化率成像在高血壓患者腦微出血中的定量研究

宋金玉 高曉 紀盛章 陳勝利 天津市第四中心醫(yī)院放射科 （天津 300140）

內(nèi)容提要： 目的：應(yīng)用定量磁化率技術(shù)對腦微出血（CBMs）進行定量分析，以探討高血壓與腦微出血的相關(guān)性。方法：收集經(jīng)頭MRI常規(guī)檢查顱內(nèi)存在CBMs患者94例，合并高血壓患者56例，無高血壓患者38例。所有患者均進行單回波3D TFE序列檢查，經(jīng)定量磁化率成像（QSM）后處理來獲得所有感興趣區(qū)域的磁化率值。結(jié)果：CBMs磁化率在高血壓組（1.50±0.32）ppm明顯高于無高血壓組（0.75±0.19）ppm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.001。不同級別高血壓組間CBMs磁化率比較F=262.125，P＜0.001。組間兩兩比較均存在統(tǒng)計學(xué)差異。CBMs磁化率與收縮壓、舒張壓皆呈正相關(guān)，P＜0.001。結(jié)論：高血壓與腦微出血的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，通過QSM對CBMs的定量分析將對高血壓患者急性腦血管事件的發(fā)生起到一定的預(yù)測及警示作用。

腦微出血灶（cerebral microbleeds，CBMs）在高血壓患者的MRI常規(guī)檢查中經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)。CBMs組織病理學(xué)研究證實，由于微動脈管壁纖維透明樣玻璃樣變性使血液微量外滲導(dǎo)致含鐵血黃素沉積所致，發(fā)病原因與高血壓密切相關(guān)[1]。目前，對于CBMs鐵沉積的定量分析中，磁敏感加權(quán)成像（susceptibility weighted imaging，SWI）常常作為一種半定量分析手段應(yīng)用于臨床[2]，但缺乏精確探測局部磁化率值改變的能力。定量磁化率（quantitative susceptibility mapping，QSM）是一種基于MR相位的腦鐵定量技術(shù)，能從相位信息中演算得到組織的磁化率。Langkammer等[3]通過尸檢已發(fā)現(xiàn)化學(xué)方法測定的腦組織平均鐵濃度與QSM測量的磁化率值呈明顯正相關(guān)。蘇辰等[4]研究認為QSM對CBMs的檢出率優(yōu)于SWI。本研究應(yīng)用QSM技術(shù)對高血壓患者的CBMs磁化率進行定量分析，通過對CBMs磁化率與高血壓的相關(guān)性分析，進一步探討高血壓在腦微出血發(fā)病機制中的重要作用。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2018年1月～2019年6月在天津市第四中心醫(yī)院住院經(jīng)頭MRI常規(guī)檢查顱內(nèi)存在CBMs患者94例，合并高血壓患者56例，無高血壓患者38例；男67例，女43例，年齡33～78歲，平均（63.56±5.20）歲。根據(jù)2010年《中國高血壓防治指南》，研究組中一級高血壓患者15例，二級高血壓患者23例，三級高血壓患者18例。排除標準：血液病、血管淀粉樣變性、腦腫瘤、腦外傷、血管發(fā)育異常及畸形。記錄所有患者腦血管疾病情況、高血壓、糖尿病、高血脂癥、冠心病、吸煙及飲酒病史。

1.2 方法

使用3.0T MRI掃描儀（Achieva TX，Philips Healthcare，Best，the Netherlands）獲得高分辨率3D TFE圖像。單回波3D TFE采集的參數(shù)為：TE=3.8ms，TR=8.3ms，翻轉(zhuǎn)角=10°，F(xiàn)OV=220×200×120mm，回波=1，層厚=1.0mm。使用Stisuite tollbox（版本3.0）來執(zhí)行QSM后處理，以基于振幅和相位圖像來獲得所有感興趣區(qū)域的磁化率值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2.結(jié)果

2.1 臨床因素比較

與無高血壓組比較，高血壓組患者腦梗死和腦出血發(fā)生率較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。而性別、年齡、吸煙史、糖尿病史、高血脂、冠心病史、飲酒病史在兩組中比較，無明顯統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），見表1。

表1. 高血壓組與無高血壓組之間臨床因素的比較

2.2 高血壓與無高血壓組間CBMs磁化率的比較

CBMs磁化率在高血壓組（1.50±0.32）ppm明顯高于無高血壓組（0.75±0.19）ppm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.59，P＜0.001）。

2.3 不同級別高血壓組之間CBMs磁化率的比較

隨著血壓級別的增高，CBMs的數(shù)量逐漸增多（見圖1）。CBMs磁化率在一、二、三級高血壓組間比較F=262.125，P＜0.001。組間磁化率兩兩比較存在差異，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.05，見表2。

圖1. QSM圖（a-c） 顯示一、二、三級高血壓患者顱內(nèi)CMBs（圖中高信號）隨著血壓級別的增高而增加。此外三級高血壓患者常常伴有腦出血的發(fā)生（黑色箭頭所示）。

表2. 不同級別高血壓組與之間CBMs磁化率的比較

2.4 CBMs磁化率與血壓之間的線性相關(guān)與回歸

CBMs磁化率與收縮壓呈顯著正相關(guān)（r=0.80，P＜0.001，R2=0.65）。CBMs磁化率舒張壓亦呈顯著正相關(guān)（r=0.78，P＜0.001，R2=0.60），見圖2。

圖2. CBMs磁化率與血壓之間的線性相關(guān)與回歸

3.討論

高血壓是引起血管內(nèi)皮損傷的直接重要因素，它不僅能誘發(fā)和促進顱內(nèi)動脈粥樣硬化斑塊及動脈瘤的形成、破裂，導(dǎo)致缺血性和出血性腦血管事件的發(fā)生，在CBMs的病理基礎(chǔ)微小動脈壁玻璃樣變和微小動脈瘤的形成過程中也具有重要的作用。劉明[5]通過QSM對早期高血壓患者進行初步研究，檢測到早期高血壓患者腦部核團紅核的鐵沉積含量有升高改變，進一步加深了對高血壓病的病理變化過程的認識，因此較多研究認為高血壓是急性腦血管病變的獨立危險因素[6,7]。本研究中腦梗死在高血壓組發(fā)生率26.8%，明顯高于無高血壓組的7.9%；腦出血在高血壓組發(fā)生率39.7%，明顯高于無高血壓組的2.0%。關(guān)于CBMs的臨床資料回顧中，已有研究報道[8,9]CBMs在高血壓性腦出血患者中的發(fā)生率達到50%～80%，在腦梗死患者中發(fā)生率達到35%～71%，CBMs的增多高度警示出血性和缺血性腦血管事件的風(fēng)險增加。

本研究顯示CBMs磁化率在高血壓組（1.50±0.32）ppm明顯高于無高血壓組（0.75±0.19）ppm。腦組織中微出血多是由于高血壓導(dǎo)致的微動脈瘤及玻璃樣變性的微動脈血液微量外滲，導(dǎo)致含鐵血黃素沉積。CMBs中的鐵可以多種形式存在，而這些都以不同的磁化率為特點。QSM技術(shù)是近年來MRI技術(shù)上一個新的進展，該技術(shù)利用相位信息得到局部磁場變化特性，采用快速有效的多回波T2*梯度成像序列，從MR梯度回波數(shù)據(jù)中重組處理出正確的腦內(nèi)鐵沉積分布圖，最重要的是，QSM能夠準確地對鐵進行定量[10]。Lee等[11]認為，腦微出血可被理解為慢性高血壓腦內(nèi)靶器官損傷的一種類型，多發(fā)的腦微出血表明微血管病變已處于末期，易發(fā)生出血。徐玉香等[12]研究也認為，高血壓是CMBs的獨立危險因素。

研究中發(fā)現(xiàn)不同級別高血壓組間CMBs磁化率比較存在明顯差異，組間兩兩比較CMBs磁化率也存在差異。三級高血壓患者多伴有自發(fā)性腦出血（spontaneous intracerebral hemorrhage，ICH），似乎說明隨著血壓級別的增高，CMBs大小及數(shù)量的變化反映了潛在的小血管性病變自身風(fēng)險性的增加。多數(shù)研究[13,14]認為CMBs的大小或數(shù)量可能是評估其繼發(fā)ICH風(fēng)險性的參考指標。但也有研究表明[15]CMBs磁化率與其直徑呈中度相關(guān)，也間接支持了CMBs大小不能完全反映其嚴重程度的論點。而高血壓導(dǎo)致CMBs新舊病灶交替發(fā)生后可存在數(shù)年，數(shù)量的多少也并不能完全預(yù)測其進一步繼發(fā)ICH的風(fēng)險性。因此，CMBs中鐵沉積量的多少更能真實反映病變內(nèi)在的發(fā)生、演變過程，通過檢測CMBs磁化率反映其鐵沉積量有可能直接揭示CMBs的演變規(guī)律。Lee等[16]研究發(fā)現(xiàn)合并CMBs的腦葉或灰質(zhì)核團的ICH患者的血腫體積是不存在CMBs患者的2～3倍。

Sun Jian等[17]在分析高血壓組和無高血壓組腦血管事件患者的腦微出血分布研究中認為血壓控制在兩組中都很重要，并且收縮壓是高血壓患者CMBs的獨立預(yù)測因素。國內(nèi)學(xué)者[18]對高血壓分級與腦微出血進行相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)高血壓嚴重程度與CMBs嚴重程度之間存在等級相關(guān)性（r=0.352，P=0.01）。本研究中將CMBs的磁化率與收縮壓和舒張壓進行線性相關(guān)分析，兩者均與CMBs磁化率呈明顯正相關(guān)，且回歸分析認為收縮壓與舒張壓均為CMBs的獨立危險因素，所以血壓水平越高、持續(xù)時間越長，微血管損傷越嚴重，CBMs磁化率數(shù)值越高。因此合理控制血壓，對減少腦微出血及腦血管意外事件的發(fā)生具有重要意義。

高血壓與腦微出血灶的發(fā)生密切相關(guān)，通過QSM對顱內(nèi)CMBs的定量分析，提示不同級別高血壓患者顱內(nèi)小血管病變的嚴重程度，為臨床高血壓患者的治療及預(yù)防腦血管病變發(fā)生提供重要的參考價值，對已經(jīng)有CMBs的患者應(yīng)該更積極的控制他們的生活方式和避免加重血管損害。