MR定量磁化率成像(QSM)對正常SD大鼠老化過程中腦內灰質及白質磁化率發(fā)展軌跡與年齡相關性的初步研究.pdf

1、目的:
　　本研究利用MR定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping，QSM)對不同年齡段SD大鼠腦內灰質及白質磁化率進行測量，對正常SD大鼠在成熟和老化過程中局部腦組織磁化率的變化進行縱向觀察，量化不同大腦區(qū)域磁化率的時間曲線（包括主要白質纖維束以及皮層下灰質核團），評估髓鞘及鐵含量在腦內分布特性及其隨年齡的變化趨勢。
　　方法:
　　實驗動物:本研究所用實驗動物均購自北京

2、維通利華實驗動物技術有限公司，實驗動物質量合格證許可證號:SCXK（京2012-0001）。健康雄性SD大鼠，置于SPF環(huán)境中飼養(yǎng):24±2℃，12h光照/黑暗，7:00am給光，食物和水充分供給。動物按月齡分為6組，分別為1、3、6、10、13、24月齡（其中24月齡為D-半乳糖建立衰老動物模型）各15只，每組在15例中隨機選擇10例進行動物實驗。
　　實驗儀器和測試方法:
　　本研究QSM檢測采用美國GE MR7503.

3、0T磁共振掃描儀及鼠實驗專用線圈進行SD大鼠顱腦掃描。SD大鼠用戊巴比妥鈉300mg/kg體重肌肉注射麻醉后俯臥固定，局部保暖。掃描層面的定位參考大鼠腦立體定位圖譜，選擇雙側對耳線和中線作為軸位定位點。數(shù)據(jù)采集使用三維多回波梯度回波脈沖序列。顱腦常規(guī)MRI檢查包括:軸位T1WI: TR=2833.3ms;TE=24.0ms;軸位T2WI:FSE序列TR=1500ms; TE=25.5ms; QSM數(shù)據(jù)采集使用三維多回波梯度回波脈沖序列。

4、掃描參數(shù)為:TR=151.9ms; TE=7.8ms; FOV=55cm;層厚=1.00mm;層距=1.0mm;反轉角度=12°;帶寬=31.25Hz;激勵次數(shù)=1;QSM采集時間6min18s。采集數(shù)據(jù)傳送至后處理工作中進行磁化率及數(shù)據(jù)分析。
　　采集的原始數(shù)據(jù)在GE工作站利用軟件進行后處理，得到重建的QSM影像。利用軟件調節(jié)QSM圖的亮度及對比度以明確腦內結構的邊界，進行鐵含量的精確測量。根據(jù)解剖結構分別在QSM圖像上手工繪制

5、雙側大腦主要白質纖維束以及腦灰質中的富鐵深核的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，測量ROI區(qū)的磁化率值，為減小誤差，分別測量三次取平均值。
　　統(tǒng)計學分析:
　　應用統(tǒng)計軟件包(statistics package for social science，SPSS)18.0版對所有測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。采集的數(shù)據(jù)應用統(tǒng)計軟件包(statistics package for social science

6、，SPSS)18.0版對所有測量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。所有數(shù)據(jù)的正態(tài)性分布采用單樣本Kolmogorov-Smimov檢驗。左右兩側腦內深部灰質核團的磁化率值對比差異采用配對t檢驗，應用Pearson相關分析，評價白質及左右兩側腦內深部灰質核團的磁化率值與年齡的相關性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結果:
　　1腦內蒼白球的磁化率值為0.086083ppm，在腦內結構中最高;其次為黑質，磁化率值為0.066416ppm

7、;尾殼核的磁化率值為0.037755ppm，在腦內結構中磁化率值最低，表明腦內蒼白球的鐵含量最多;尾殼核的鐵含量最低。
　　2蒼白球、黑質、紅核及尾殼核左右兩側磁化率值之間配對t檢驗P值分別為0.155、0.217、0.287、0.910，P均＞0.05，無統(tǒng)計學意義,尚不能認為蒼白球、黑質、紅核、尾殼核左右兩側磁化率值存在側別差異。
　　3雙側蒼白球、黑質、紅核、尾殼核的磁化率值均與年齡具有正相關性，左側r值分別為0.67

8、1、0.742、0.724及0.731;右側r值分別為0.665、0.736、0.682、0.764;P值均＜0.05;這些核團的平均磁化率值與年齡亦均存在正相關，r值分別為0.691、0.749、0.712及0.771，P均＜0.05，具有統(tǒng)計學意義。
　　4在正常SD大鼠大腦深部灰質核團中，雙側蒼白球、黑質、紅核、尾殼核磁化率值自3月齡開始隨月齡增長逐漸增加，在13月齡以后趨于穩(wěn)定。
　　5在大腦白質中，胼胝體及內囊的磁

9、化率值在1-3月齡時迅速下降（即變得更加抗磁性），然后逐漸減慢，并在3月齡后期達到最小值，而后隨著年齡增長，磁化率值單調增加，這種變化曲線與已知的大腦髓鞘化特征相一致。
　　結論:
　　本研究通過對6個年齡組健康SD大鼠行頭部QSM序列掃描研究，測量磁化率值，得出初步結論如下:
　　1利用QSM序列獲得的QSM圖能夠清晰地顯示腦內富含鐵質的結構，如腦內深部灰質核團，并且能夠量化評估腦內各結構的鐵含量;
　　2灰質

10、中，雙側蒼白球、黑質、紅核、尾殼核的鐵含量隨年齡的增長具有增加的趨勢;
　　3白質中，胼胝體、內囊的磁化率值隨年齡變化的趨勢與大腦髓鞘化的已知特征相一致;
　　4灰質核團內磁敏感值的升高可以反映神經認知功能的損害，尤其是執(zhí)行功能的損害。磁敏感值可以作為一種反映腦內鐵含量變化的臨床指標。
　　綜上，本研究通過對不同年齡組SD大鼠不同大腦結構進行磁化率值的測量，分析了磁化率值在大腦灰白、質中的分布特征及時間變化，從而進一步