鞘内注射MRI钆造影剂的MRI：一种评估人脑分泌功能的可能方法

摘要

介绍

最近，在小鼠中首次发现glympahtic（胶质-淋巴）系统，这是一种脑血管旁通路，用于交换溶质和清除大脑中的废物代谢物，包括淀粉样β(1). 研究还表明，随着年龄的增长，糖类功能显著下降(2)还有受伤的大脑(三).

根据注入小鼠大池示踪剂的分子大小，分子量（MW）<800道尔顿（Da）的小分子示踪剂分布在整个大脑。钆（Gd）造影剂可能起到这种小示踪剂的作用，正如在大鼠身上证明的那样，将Gd-GTPA（MW 938 Da）（Magnevist；拜耳医疗药业，纽约，纽约，美国）注射到分布在整个大鼠大脑的大池中(4). 到目前为止，还没有确定啮齿动物的这些观察结果与人类大脑生理学、药代动力学或疾病之间的关系，目前正在等待此类研究(5).

在人类中，鞘内注射Gd的磁共振成像（MRI）已经用于诊断颅内低血压和疑似自发性脑脊液漏患者的脑脊液（CSF）漏失部位(6,7). 我们的一名患者由于脑脊液漏，在鞘内注射加多布特罗（MW 550 Da）（加多维斯特；德国勒沃库森拜耳医疗公司）后，进行常规磁共振成像（MRI），并在鞘内加多布特罗之前和之后的两个时间点重复进行三维（3D）T1-weighted（T1W）成像。成像结果支持了人类也存在一种糖脂系统，并补充了之前在动物身上发表的数据。

病例报告

对比剂增强MRI

我们在鞘内对比剂使用前、使用后1小时和4.5小时，使用相同的扫描仪（德国埃朗根1.5 T Siemens Avanto®），获得了脂肪饱和的3D T1空间MR图像（重复时间/回波时间，500/15 ms）。将图像重新格式化为标准轴向平面，并尽可能减小切片厚度（1 mm），以最小化部分平均效应。

在鞘内注射0.7 mL 1 mg/mL（Gadovist®）的gadobutrol，并在L4/5水平进行腰椎穿刺，然后注射1 mL 300 mg I/mL的iomeprol（Iomeron 300®，Bracco Imaging，Milan，Italy），以验证针头的正确位置。她在手术中没有明显的副作用。

对比剂分布通过测量由感兴趣区域（ROI）定义的脑实质标准化区域的信号单位（SU）进行量化，这些感兴趣区域直接应用于图像存档和通信系统（PACS）中的T1图像（瑞典林雪平，塞特拉）。ROI在同一脑段不同时间点的面积和位置是相同的，注意不要在大脑表面包含CSF空间，以避免部分平均效应。ROI数量见表1幕上ROI位于皮质下、脑室周围和中央白质内，均与侧脑室水平。红外ROI位于小脑半球、第四脑室周围和延髓。ROI的大小通常为18 mm².

表1。

Gadovist®后T1 MRI上信号单位的变化取决于侧面。

	对比前	对比后时间（h）
		1	4
	苏	苏	苏
至高无上的
皮层下的(n个 = 19)
左侧	175 ± 9	190 ± 12	264 ± 30
赖特	176 ± 9	185 ± 15	251 ± 33
脑室周围(n个 = 10)
左侧	205 ± 6	216 ± 10	286 ± 17
赖特	204 ± 6	217 ± 11	280 ± 9
深白质(n个 = 4)
左侧	207 ± 6	216 ± 13	273 ± 9
赖特	210 ± 4	221 ± 5	277 ± 11
基础设施
头脑风暴(n个 = 2)	194 ± 1	223 ± 5	280 ± 18
脑室周围(n个 = 2)
左侧	200	211	270
赖特	197	207	273
小脑(n个 = 2)
左侧	192	198	273
赖特	197	207	266
脊髓(n个 = 1)	179	228	294
参考
空气(n个 = 2)	1 ± 1	2 ± 1	1 ± 1

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n个 = ROI数量；SU，信号单元。

鞘内注射gadobutrol后，所有区域的SU均增加，左右两侧的SU幅度相似(表1). 脑室周围和中央白质的幕上SU增加大于皮质下SU(图1). 皮层下，4.5小时后顶叶SU的变化高于额叶和枕叶(P（P） < 0.05，弗里德曼检验）。在红外方面，我们发现脊髓和脑干的SU高于小脑和脑室周围物质（第四脑室）。

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图1。

在3D T1W MRI之前、之后1和4.5测量的信号单位（SU）鞘内注射gadobutrol（Gadovist®）后h，显示（a）皮层下、中央白质和脑室周围物质的幕上区域，以及（b）小脑和脑室周（第四脑室）物质的幕下区域，以及脑干和（上颈椎）脊髓的SU变化。在（c）中，在1小时和4.5小时后获得的T1图像表明，即使是通过纯粹的图像视觉检查，也可以直接确认大脑中SU的增加。

讨论

目前对鞘内注射加杜洛尔在全脑范围内分布的观察结果表明，对比剂在整个脑内的自由运输以及CSF和CSF间质液（ISF）的交换，并为鞘内注射MRI对比剂的药代动力学分布提供了新的线索。

在这个病人中，磁共振造影的适应症是诊断性的，即显示脑脊液漏的部位。鞘内对比剂增强MRI在自发性颅内低血压脑脊液漏中的诊断作用已有明确记录(6,7)，尽管目前尚未批准用于鞘内注射。根据目前患者使用的剂量水平，风险很低(6,7).

在该患者中，MRI扫描的比较是有效的，因为我们使用了相同的扫描仪，测量了空气中未改变的SU，这表明SU基线未改变，并且使用相同且最小的切片厚度（1mm）进行序列以避免部分体积效应。此外，所有扫描均使用相同的ROI。

Gadobutrol分子量较小，分子量为550 Da(8). 相比之下，放射性Alexa Fluor 594酰肼（A594；MW 759 Da）被注射到小鼠的大池中，迅速分布在大脑间质，少量分布在血管旁间隙(1). 此外，对比剂Gd-DTPA（Magnevist，MW 938 Da）也分布在大鼠大脑中(4). 因此，小分子似乎可以自由地从蛛网膜下腔进入大脑间质，或者通过软膜和/或经管膜途径。对于大分子，它们的通过被证明仅限于血管旁间隙，但不进入ISF(1). 应用的MRI方法无法区分血管旁间隙内的对比剂和间质液，因为预计钆丁醇的分子大小足够小，可以在这两个腔室之间自由流通。自由流动的水被认为是大分子（如可溶性淀粉样蛋白-β，分子大小约为4kDa）正常血管旁转运的必要条件(9).

虽然目前的患者因脑脊液漏导致颅内低血压，但她没有脑部疾病或脑脊液吸收障碍。因此，鞘内造影剂增强MRI反映了造影剂从脑脊液到大脑的分布情况，而大脑本来是健康的。在脑脊液循环障碍患者中，对比剂的脑分布可能会发生改变。因此，序列T1W图像显示的MRI对比剂的脑清除率可用于诊断脑脊液循环障碍的类型和严重程度。此外，根据对比剂的分子大小，可以探索不同的溶质运输和清除途径。在蛛网膜下腔出血（SAH）小鼠模型中，对比剂增强MRI显示SAH后glymphatic系统严重受损(10).

目前的MRI扫描显示，对比剂给药后两个时间点的SU均增加，而随后的重复测量也会显示伽多布特罗从大脑和颅腔流出。因此，目前的观察结果没有提供关于ISF吸收位点的信息，例如静脉侧的毛细管吸收、沿着血管旁运输路线的流出或沿着颅神经鞘运输到颅外淋巴管，例如颈部淋巴结。我们正在后续研究中进一步研究这些问题。

总之，鞘内钆丁醇广泛分布于整个大脑和脊髓，因此表明人脑中也存在一个glymphatic系统，正如最近在啮齿动物中发现的那样。这一案例说明了鞘内钆对比剂在研究人脑水和溶质转运方面的应用潜力。

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