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多中心研究
.2019:23:101839.
doi:10.1016/j.nicl.2019.101839。 Epub 2019年4月25日。

深部白质毛细血管微结构的定量组织形态计量学

Meghdoot Mozumder公司 1, 何塞·M·波佐 2, 圣地亚哥·科埃略 2, 玛丽娜·科斯坦蒂尼 三, 朱莉·辛普森 4, J罗宾·海利 4, 保罗·因斯 4, 亚历杭德罗·弗兰基 5
附属机构
多中心研究

深部白质毛细血管微结构的定量组织形态计量学

Meghdoot Mozumder公司等。 神经影像临床. 2019.

摘要

白质损害是老年人痴呆的主要危险因素。磁共振成像（MRI）研究表明，与年龄相关的白质病变中的脑血流减少，表明血管改变参与了白质病变的发展。低灌注和毛细血管形态的改变通常与痴呆有关。然而，文献中缺少描述白质病变微血管改变的定量研究；以前的大多数微血管研究都是在大脑皮层进行的。这项工作的目的是确定和量化与深层皮层下病变（DSCL）的出现有关的毛细血管微结构变化。我们描述了75名老年受试者深白质毛细血管直径、厚度和密度的分布，根据DSCL分为三个相等的组：对照组（无DSCL的受试者）、病变组（呈DSCL表现的样本）、，和正常出现的白质（NAWM，受试者出现DSCL，但不在取样组织位置）。组织样本选自认知功能和衰老研究（CFAS），这是一个代表老龄人群的队列，从中获得免疫组织化学标记的组织学图像。为了从二维组织学图像中准确估计毛细血管直径和厚度，我们还引入了一种新的半自动方法，该方法对毛细血管进入成像平面的非垂直入射角以及毛细血管横截面的非圆形变形具有鲁棒性。患有DSCL的受试者毛细血管壁厚度显著增加，直径受试者内变异性降低（但不是平均值），毛细血管密度降低。对照组和NAWM组之间未观察到显著差异。毛细血管壁增厚和毛细血管密度降低都会导致脑血流量减少，此前曾报道过白质损伤。获得的分布提供了毛细血管微观结构的可靠统计数据，有助于建立人类脑血流的模型，例如，定义微循环模型以从MRI中进行估计，或进行真实的脑血流模拟。

关键词：毛细管微观结构；皮层下深部病变；深白质；血管性痴呆。

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数字

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图形摘要
图1
图1
从脑组织样本的典型免疫组织化学标记组织学图像中识别和分离毛细血管。组织样本来自一名91岁女性的体外大脑 岁，取自侧脑室枕角的最后部。图像缩放显示（中间），分割后识别出单个毛细血管（右侧）。
图2
图2
通过三种测试方法中的每一种获得的一个毛细管的原始图像和相应拟合的示例。
图3
图3
用于测试方法1-3性能的单个毛细血管的模拟图像示例，以及在估计方向（以度为单位的偏差角）、直径和厚度（相对误差）时获得的每个毛细血管的误差。方法之间的显著差异（通过Wilcoxon秩和检验进行评估）用星号表示：*表示p ≤ 0.05，**表示p ≤ 0.001和***用于p ≤ 10−5.
图4
图4
对25例CTRL、25例NAWM和25例DSCL患者的3组人群中的每一组进行了单个毛细血管管腔直径和BM厚度的分布估计。分布包括受试者内和受试者间的变异性。
图5
图5
受试者特定平均值的分布、管腔直径和BM厚度的受试者内变异性，以及白质表面切割处毛细血管密度和胶原面积分数的分布。根据CTRL、NAWM和DSCL组对它们进行分层。这里显示的每组有25个参数样本，这些样本来自每种类型的25名受试者。各组之间的显著差异（威尔科森秩和检验）用星号表示：*表示p ≤ 0.05和**代表p ≤ 0.001.
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