Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giảm độ bão hòa oxy tĩnh mạch vùng não là yếu tố nguy cơ gây suy giảm nhận thức ở bệnh nhân thẩm tách máu: một nghiên cứu bản đồ độ nhạy lượng hóa
Tóm tắt
Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá phi xâm lấn những thay đổi về độ bão hòa oxy tĩnh mạch vùng não (rSvO2) ở bệnh nhân thẩm tách máu bằng cách sử dụng bản đồ độ nhạy lượng hóa (QSM) và điều tra mối quan hệ với các yếu tố nguy cơ lâm sàng và bài kiểm tra tâm lý thần kinh. Năm mươi bốn (54) bệnh nhân thẩm tách máu và 54 đối chứng khỏe mạnh (HCs) được khớp với tuổi, giới tính và trình độ học vấn đã được tuyển chọn trong nghiên cứu hướng tới này. Dữ liệu QSM được tái xây dựng từ dữ liệu gốc của hình ảnh trọng số độ nhạy để đo độ nhạy của các tĩnh mạch chính vùng não ở tất cả các đối tượng và tính toán rSvO2 của họ. Những khác biệt về rSvO2 giữa bệnh nhân thẩm tách máu và HCs được điều tra bằng phân tích phương sai điều chỉnh cho tuổi và giới tính như các biến đồng. Phân tích hồi quy bội bước và phân tích tương quan đã được thực hiện giữa rSvO2 não và các yếu tố lâm sàng bao gồm kiểm tra tâm lý thần kinh. SvO2 của các tĩnh mạch não bên trái, tĩnh mạch thalamostriate, septal, tĩnh mạch nội sọ và tĩnh mạch nền ở bệnh nhân thẩm tách máu thấp hơn đáng kể so với ở HCs (p < 0.001, đã được hiệu chỉnh Bonferroni). rSvO2 não trong tất cả các tĩnh mạch này giảm từ 1.67% đến 2.30%. Hematocrit, sắt, glucose, huyết áp tâm trương (DBP) trước và sau thẩm tách là các yếu tố dự đoán độc lập cho rSvO2 não (tất cả P < 0.05). Điểm số của Bài kiểm tra Trạng thái Tinh thần Mini-Mental State Examination và Đánh giá Nhận thức Montreal (MoCA) đều thấp hơn ở bệnh nhân so với ở HCs (cả hai P < 0.05). SvO2 của tĩnh mạch nội sọ bên trái có tương quan với điểm MoCA (r = 0.492; P = 0.02, đã được hiệu chỉnh FDR). Kết luận, nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra rằng rSvO2 não được giảm ở bệnh nhân thẩm tách máu, đây là yếu tố nguy cơ gây suy giảm nhận thức. Hematocrit, sắt, glucose, huyết áp DBP trước và sau thẩm tách là các yếu tố nguy cơ độc lập cho rSvO2 não.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Blazey, T., Snyder, A. Z., Su, Y., Goyal, M. S., Lee, J. J., Vlassenko, A. G., et al. (2018). Quantitative positron emission tomography reveals regional differences in aerobic glycolysis within the human brain. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 271678X18767005.
Borghammer, P., Cumming, P., Østergaard, K., Gjedde, A., Rodell, A., Bailey, C. J., & Vafaee, M. S. (2012). Cerebral oxygen metabolism in patients with early Parkinson's disease. Journal of the Neurological Sciences, 313(1–2), 123–128.
Buch, S., Ye, Y., & Haacke, E. M. (2016). Quantifying the changes in oxygen extraction fraction and cerebral activity caused by caffeine and acetazolamide. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 37(3), 825–836.
Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Shannon, B. J., LaRossa, G., Sachs, R., Fotenos, A. F., Sheline, Y. I., Klunk, W. E., Mathis, C. A., Morris, J. C., & Mintun, M. A. (2005). Molecular, structural, and functional characterization of Alzheimer's disease: Evidence for a relationship between default activity, amyloid, and memory. The Journal of Neuroscience, 25(34), 7709–7717.
Chai, C., Yan, S., Chu, Z., Wang, T., Wang, L., Zhang, M., Zuo, C., Haacke, E. M., Xia, S., & Shen, W. (2015). Quantitative measurement of brain iron deposition in patients with haemodialysis using susceptibility mapping. Metabolic Brain Disease, 30(2), 563–571.
Chai, C., Guo, R., Zuo, C., Fan, L., Liu, S., Qian, T., Mark Haacke, E., Xia, S., & Shen, W. (2017). Decreased susceptibility of major veins in mild traumatic brain injury is correlated with post-concussive symptoms: A quantitative susceptibility mapping study. Neuroimage Clin, 15, 625–632.
Chai, C., Liu, S., Fan, L., Liu, L., Li, J., Zuo, C., Qian, T., Haacke, E. M., Shen, W., & Xia, S. (2018). Reduced deep regional cerebral venous oxygen saturation in hemodialysis patients using quantitative susceptibility mapping. Metabolic Brain Disease, 33(1), 313–323.
Dasgupta, I., Patel, M., Mohammed, N., Baharani, J., Subramanian, T., Thomas, G. N., & Tadros, G. (2018). Cognitive function declines significantly during Haemodialysis in a majority of patients: A call for further research. Blood Purification, 45(4), 347–355.
Doshi, H., Wiseman, N., Liu, J., Wang, W., Welch, R. D., O'Neil, B. J., Zuk, C., et al. (2015). Cerebral hemodynamic changes of mild traumatic brain injury at the acute stage. PLoS One, 10(2), e0118061.
Fan, A. P., Benner, T., Bolar, D. S., Rosen, B. R., & Adalsteinsson, E. (2012). Phase- based regional oxygen metabolism (PROM) using MRI. Magnetic Resonance in Medicine, 67(3), 669–678.
Feng, L., Yap, K. B., & Ng, T. P. (2013). Depressive symptoms in older adults with chronic kidney disease: Mortality, quality of life outcomes, and correlates. American Journal of Geriatric Psychiatry, 21(6), 570–579.
Fernández-Seara, M. A., Techawiboonwong, A., Detre, J. A., & Wehrli, F. W. (2006). MR susceptometry for measuring global brain oxygen extraction. Magnetic Resonance in Medicine, 55(5), 967–973.
Ge, Y., Zhang, Z., Lu, H., Tang, L., Jaggi, H., Herbert, J., Babb, J. S., Rusinek, H., & Grossman, R. I. (2012). Characterizing brain oxygen metabolism in patients with multiple sclerosis with T2-relaxation-under-spin-tagging MRI. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 32(3), 403–412.
Guilliams, K. P., Fields, M. E., Ragan, D. K., Eldeniz, C., Binkley, M. M., Chen, Y., Comiskey, L. S., Doctor, A., Hulbert, M. L., Shimony, J. S., Vo, K. D., McKinstry, R. C., An, H., Lee, J. M., & Ford, A. L. (2018). Red cell exchange transfusions lower cerebral blood flow and oxygen extraction fraction in pediatric sickle cell anemia. Blood, 131(9), 1012–1021.
Haacke, E. M., Lai, S., Reichenbach, J. R., Kuppusamy, K., Hoogenraad, F. G., Takeichi, H., et al. (1997). In vivo measurement of blood oxygen saturation using magnetic resonance imaging: A direct validation of the blood oxygen level-dependent concept in functional brain imaging. Human Brain Mapping, 5(5), 341–346.
Haacke, E. M., Garbern, J., Miao, Y., Habib, C., & Liu, M. (2010a). Iron stores and cerebral veins in MS studied by susceptibility weighted imaging. International Angiology, 29(2), 149–157.
Haacke, E. M., Tang, J., Neelavalli, J., & Cheng, Y. C. (2010b). Susceptibility mapping as a means to visualize veins and quantify oxygen saturation. Journal of Magnetic Resonance Imaging, 32(3), 663–676.
Haacke, E. M., Liu, S., Buch, S., Zheng, W., Wu, D., & Ye, Y. (2015). Quantitative susceptibility mapping: Current status and future directions. Magnetic Resonance Imaging, 33(1), 1–25.
He, X., & Yablonskiy, D. A. (2009). Biophysical mechanisms of phase contrast in gradient echo MRI. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(32), 13558–13563.
Hsieh, M. C., Tsai, C. Y., Liao, M. C., Yang, J. L., Su, C. H., & Chen, J. H. (2016). Quantitative susceptibility mapping-based microscopy of magnetic resonance venography (QSM-mMRV) for in vivo morphologically and functionally assessing Cerebromicrovasculature in rat stroke model. PLoS One, 11(3), e0149602.
Ito, K., Ookawara, S., Ueda, Y., Goto, S., Miyazawa, H., Yamada, H., Kitano, T., Shindo, M., Kaku, Y., Hirai, K., Yoshida, M., Hoshino, T., Nabata, A., Mori, H., Yoshida, I., Kakei, M., & Tabei, K. (2015). Factors affecting cerebral oxygenation in hemodialysis patients: Cerebral oxygenation associates with pH, hemodialysis duration, serum albumin concentration, and diabetes mellitus. PLoS One, 10(2), e0117474.
Jain, V., Langham, M. C., & Wehrli, F. W. (2010). MRI estimation of global brain oxygen consumption rate. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 30(9), 1598–1607.
Jordan, L. C., Gindville, M. C., Scott, A. O., Juttukonda, M. R., Strother, M. K., Kassim, A. A., Chen, S. C., Lu, H., Pruthi, S., Shyr, Y., & Donahue, M. J. (2016). Non-invasive imaging of oxygen extraction fraction in adults with sickle cell anaemia. Brain, 139(Pt 3), 738–750.
Kanai, H., Hirakata, H., Nakane, H., Fujii, K., Hirakata, E., Ibayashi, S., & Kuwabara, Y. (2001). Depressed cerebral oxygen metabolism in patients with chronic renal failure: A positron emission tomography study. American Journal of Kidney Diseases, 38(4 Suppl 1), S129–S133.
Lee, S. H., Cho, A., Min, Y. K., Lee, Y. K., & Jung, S. (2018). Comparison of the Montreal cognitive assessment and the mini-mental state examination as screening tests in hemodialysis patients without symptoms. Renal Failure, 40(1), 323–330.
Mao, D., Li, Y., Liu, P., Peng, S. L., Pillai, J. J., & Lu, H. (2018). Three-dimensional mapping of brain venous oxygenation using R2* oximetry. Magnetic Resonance in Medicine, 79(3), 1304–1313.
McDaniel, P., Bilgic, B., Fan, A. P., Stout, J. N., & Adalsteinsson, E. (2017). Mitigation of partial volume effects in susceptibility-based oxygenation measurements by joint utilization of magnitude and phase (JUMP). Magnetic Resonance in Medicine, 77(4), 1713–1727.
Metry, G., Wikstrom, B., Valind, S., Sandhagen, B., Linde, T., Beshara, S., et al. (1999). Effect of normalization of hematocrit on brain circulation and metabolism in hemodialysis patients. Journal American Society Nephrol, 10(4), 854–863.
Miles, K. A., & Williams, R. E. (2008). Warburg revisited: Imaging tumour blood flow and metabolism. Cancer Imaging, 8, 81–86.
Möller, C., Dieleman, N., van der Flier, W. M., Versteeg, A., Pijnenburg, Y., Scheltens, P., Barkhof, F., & Vrenken, H. (2015). More atrophy of deep gray matter structures in frontotemporal dementia compared to Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's Disease, 44(2), 635–647.
Murray, A. M., Tupper, D. E., Knopman, D. S., Gilbertson, D. T., Pederson, S. L., Li, S., Smith, G. E., Hochhalter, A. K., Collins, A. J., & Kane, R. L. (2006). Cognitive impairment in hemodialysis patients is common. Neurology, 67(2), 216–223.
Ni, L., Wen, J., Zhang, L. J., Zhu, T., Qi, R., Xu, Q., Liang, X., Zhong, J., Zheng, G., & Lu, G. M. (2014). Aberrant default-mode functional connectivity in patients with end-stage renal disease: A resting-state functional MR imaging study. Radiology, 271(2), 543–552.
Qiu, Y., Lv, X., Su, H., Jiang, G., Li, C., & Tian, J. (2014). Structural and functional brain alterations in end stage renal disease patients on routine hemodialysis: A voxel-based morphometry and resting state functional connectivity study. PLoS One, 9(5), e98346.
Smith, S. M. (2002). Fast robust automated brain extraction. Human Brain Mapping, 17(3), 143–155.
Suzuki, K., Asahina, M., Suzuki, A., & Hattori, T. (2008). Cerebral oxygenation monitoring for detecting critical cerebral hypoperfusion in patients with multiple system atrophy during the head-up tilt test. Internal Medicine, 47(19), 1681–1687.
Tang, J., Liu, S., Neelavalli, J., Cheng, Y. C., Buch, S., & Haacke, E. M. (2013). Improving susceptibility mapping using a threshold-based K-space/image domain iterative reconstruction approach. Magnetic Resonance in Medicine, 69(5), 1396–1407.
Tiffin-Richards, F. E., Costa, A. S., Holschbach, B., Frank, R. D., Vassiliadou, A., Krüger, T., Kuckuck, K., Gross, T., Eitner, F., Floege, J., Schulz, J. B., & Reetz, K. (2014). The Montreal cognitive assessment (MoCA) - a sensitive screening instrument for detecting cognitive impairment in chronic hemodialysis patients. PLoS One, 9(10), e106700.
Uwano, I., Kudo, K., Sato, R., Ogasawara, K., Kameda, H., Nomura, J. I., Mori, F., Yamashita, F., Ito, K., Yoshioka, K., & Sasaki, M. (2017). Noninvasive assessment of oxygen extraction fraction in chronic ischemia using quantitative susceptibility mapping at 7 tesla. Stroke, 48(8), 2136–2141.
Van der Linden, P., Gilbart, E., Paques, P., Simon, C., & Vincent, J. L. (1993). Influence of hematocrit on tissue O2 extraction capacities during acute hemorrhage. The American Journal of Physiology, 264(6 Pt 2), H1942–H1947.
Vorstrup, S., Lass, P., Waldemar, G., Brandi, L., Schmidt, J. F., Johnsen, A., & Paulson, O. B. (1992). Increased cerebral blood flow in anemic patients on long-term hemodialytic treatment. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 12(5), 745–749.
Wehrli, F. W., Fan, A. P., Rodgers, Z. B., Englund, E. K., & Langham, M. C. (2017). Susceptibility-based time-resolved whole-organ and regional tissue oximetry. NMR in Biomedicine, 30(4), e3495.
Xia, S., Utriainen, D., Tang, J., Kou, Z., Zheng, G., Wang, X., Shen, W., Haacke, E. M., & Lu, G. (2014). Decreased oxygen saturation in asymmetrically prominent cortical veins in patients with cerebral ischemic stroke. Magnetic Resonance Imaging, 32(10), 1272–1276.
Xu, F., Ge, Y., & Lu, H. (2009). Noninvasive quantification of whole-brain cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) by MRI. Magnetic Resonance in Medicine, 62(1), 141–148.
Yeo, B. T., Krienen, F. M., Chee, M. W., & Buckner, R. L. (2014). Estimates of segregation and overlap of functional connectivity networks in the human cerebral cortex. Neuroimage, 88, 212–227.
Zheng, G., Wen, J., Lu, H., Lou, Y., Pan, Z., Liu, W., Liu, H., Li, X., Zhang, Z., Chen, H., Kong, X., Luo, S., Jiang, X., Liu, Y., Zhang, Z., Zhang, L. J., & Lu, G. M. (2016a). Elevated global cerebral blood flow, oxygen extraction fraction and unchanged metabolic rate of oxygen in young adults with end-stage renal disease: An MRI study. European Radiology, 26(6), 1732–1741.
Zheng, G., Wen, J., Yu, W., Li, X., Zhang, Z., Chen, H., Kong, X., Luo, S., Jiang, X., Liu, Y., Zhang, Z., Zhang, L. J., & Lu, G. M. (2016b). Anemia rather than hypertension contributes to cerebral hyperperfusion in young adults undergoing hemodialysis: A phase contrast MRI study. Scientific Reports, 6, 22346.