1 研究背景与意义
脉络膜丛 (CP) 由单层上皮细胞包裹着高度血管化的间质区组成。它产生脑脊液 (CSF),起到保护屏障的作用,帮助清除废物,并支持中枢神经系统内的免疫监视。脉络膜丛的结构和功能异常可能会破坏大脑的稳态,导致大脑的退行性变化。
先前的病理和影像学研究已经揭示了CP改变与神经退行性疾病之间的联系。在衰老过程中,CP的结构发生了明显的变化,包括上皮细胞萎缩、基底膜增厚、间质纤维化、微绒毛减少,这些变化可能影响其分泌和过滤功能。阿尔茨海默病 (AD) 的核心毒性蛋白Aβ和tau可通过CP主动转运出脑。病理研究发现,Aβ和tau常沉积在CP中,它们可损伤CP细胞,进一步加速疾病进展。
迄今为止,人类影像学研究主要集中在CP体积 (CPV) 上。CPV随年龄增长而增加。在AD患者中,CPV与病理严重程度和临床功能相关。CP肥大也被发现与脑小血管疾病患者的白质高信号有关,并与帕金森病 (PD) 中多巴胺转运体参与导致的运动功能丧失有关。这些发现证实了CP改变与神经变性之间的联系。
CP囊肿 (脉络丛囊变) 是尸检病例中常见的发现。在医学影像学中,大多数脉络丛囊变是偶然发现的,在老年人中发病率较高。然而,脉络丛囊变的临床意义仍不确定。由于有限的空间分辨率和组织对比,临床MRI评估脉络丛囊变具有挑战性。
幸运的是,7T超高场MRI的出现显著增强了精细结构的可视化,提供了无与伦比的空间分辨率和组织对比度。在临床实践中,我们观察到脉络丛囊变在7T MRI上清晰可见,并且在神经退行性疾病患者中更常见。
2 研究方法与过程
包括20 - 30岁的健康年轻参与者(年轻对照组,YC组)、50 - 68岁的健康年长参与者(年长对照组,OC组)、临床诊断为帕金森病(PD)的23名患者、临床诊断为 “可能的阿尔茨海默病(AD)” 的22名患者以及15名处于尿毒症性脑病(UE)恢复期的患者。
所有参与者接受了专业神经心理学家进行的量表评估,如健康对照组、AD患者和UE恢复期患者采用简易精神状态检查表(MMSE)评估认知功能,PD患者采用蒙特利尔认知评估(MoCA)评估认知功能。
在MRI检测方面,使用配备32通道头线圈的7T MRI扫描仪对患者和健康对照者进行成像,包括T2 - FLAIR序列、T1 - MP2RAGE序列和UHR - T2WI - TSE序列扫描。
对于CPCs的定义和测量,依据MRI研究中评估囊性结构的既定方法,由具有丰富经验的放射科医生独立计数和测量,对于有争议的结果由经验更丰富的首席放射科医生裁定。同时,利用团队训练的深度学习方法从T1-加权图像中分割CP以计算CP体积,并计算总颅内体积(TIV)来得到标准化的CP体积和直径。
3 研究结果展示
在最终样本中,年龄、性别、教育程度和体重指数(BMI)在OC、UE、PD和AD组之间没有显著差异,但UE组高血压和糖尿病的发生率高于其他三组。与OC组相比,AD和PD组的MMSE和MoCA分数较低。
在CPCs的存在情况方面,OC组CPCs的存在率高于YC组(30%对5%)。AD组CPCs的存在率和数量高于OC、UE和PD组,在存在率(AD与OC、AD与UE比较,p < 0.05)和数量(p < 0.001、p = 0.001和p = 0.001)上具有统计学意义。AD组的标准化CP体积也显著高于OC组。
在综合分析中,有CPCs的受试者标准化CP体积高于无CPCs的受试者,标准化CP体积与CPC数量和CPC平均直径呈正相关。但在AD组中,调整年龄、性别和教育程度后,CPC数量、标准化平均直径和标准化CP体积与MMSE均无关联。
4 研究成果的意义与展望
本研究发现AD组中CPCs的存在和数量高于其他组,这可能反映了AD病理与CPC形成之间的独特联系。OC组CPCs的患病率高于YC组,这可能是CP整体退化的一种形态特征。
研究结果表明CPCs可能是大脑衰老和AD的相关标志物,通过7T MRI观察CPC表现可为评估AD病理提供重要补充。
在解剖和小动物实验开颅后,脉络丛囊性改变容易塌陷,且3T分辨率难以显示泡泡状薄壁结构,因此7T活体的脉络丛囊变观察具有无可比拟的病理生理研究优势。与 “燕尾征” 等传统的影像征象不同,该研究是重大神经疾病领域的由中国人自主提出的一个全新影像征象,并且极为容易被临床医生和影像医生定量描述,有望在未来的神经影像和基础医学研究中引领新的风向。
本研究存在一定局限性,如样本量小,未深入探究疾病分期与CPCs的动态关系,未进行病理分析以及未评估CP的其他特性等。未来需要更大样本的研究来进一步确认这些发现,深入探究CPCs形成的机制,这将有助于相关疾病的临床诊断和治疗。
图1. 葡萄征定义图。我们使用一名52岁AD患者的影像资料来定义脉络丛葡萄征。
(A) UHR-T2WI-TSE图像显示多个脉络丛囊变。
(B) T1-MP2RAGE图像显示CPC内低信号囊性内容物和薄壁结构,各向同性分辨率为0.65 mm。
(C) T2-FLAIR图像显示低信号囊性内容物和薄壁结构,分辨率为0.7 × 0.7 ×3mm3。
(D) 患者最大CPC测量。
图2. 不同人群的 “葡萄征” 对比
图3. 高分辨率技术对比和CPC可视化。我们将常规7T MRI T2加权快速自旋回波(T2WI-TSE)序列与超高分辨率t2加权快速自旋回波(UHR-T2WI-TSE)序列并置,以强调显示 “葡萄征” 所需的严格条件。
A、B:一名45岁健康受试者的常规7T MRI T2WI-TSE图像,分辨率为0.3×0.3×3 mm3,未见囊壁结构;而UHR-T2WI-TSE图像,分辨率为0.2×0.2×1 mm3,可见小囊壁结构。
C、D: 56岁健康受试者常规7T MRI T2WI-TSE,分辨率为0.3×0.3×3 mm3,CPC结构难以识别;而在相同水平下,分辨率为0.2×0.2×1 mm3的UHR-T2WI-TSE图像可显示多个CPC。
文章第一作者为陆军军医大学第一附属医院甄志铭主管技师、浙江大学附属第二医院张睿婷教授。通讯作者为陆军军医大学第一附属医院放射科陈伟教授、刘晨副教授和浙江大学第二附属医院放射科黄沛钰教授。陆军军医大学第一附属医院放射科7T磁共振转化医学中心为第一通讯和完成单位。
特别感谢陆军军医大学第一附属医院神经内科桂莉教授和天坛医院放射科刘亚欧教授对文章的指导和帮助!
https://alz-journals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/alz.14484
Zhen Z, Zhang R, Gui L, et al. Choroid plexus cysts on 7T MRI: Relationship to aging and neurodegenerative diseases. Alzheimer’s Dement. 2024;1-9.
https://doi.org/10.1002/alz.14484
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