R2*值評價健康成年人腦鐵含量與年齡的相關性研究*

王波，龔霞蓉，張潔，陳渝暉，張宏江，吳昆華[云南省第一人民醫院（昆明理工大學醫學院附屬醫院），云南昆明650032]

?

R2*值評價健康成年人腦鐵含量與年齡的相關性研究*

王波，龔霞蓉，張潔，陳渝暉，張宏江，吳昆華
[云南省第一人民醫院（昆明理工大學醫學院附屬醫院），云南昆明650032]

摘要：目的采用3.0T增強梯度回波T2*加權血管成像（ESWAN）定量測量健康成年人額葉白質區及灰質核團的R2*值，探討額葉白質區及灰質核團與年齡的相關性。方法收集20～85歲的157例健康成年人進行MRI常規及磁敏感加權成像（SWI）掃描，按其年齡段分為6組：A組20～29歲，B組30～39歲，C組40～49歲，D組50～59歲，E組60～69歲，F組≥70歲。經后處理在R2*圖像上分別測量雙側額葉白質區、紅核、黑質網狀帶、黑質致密帶、尾狀核頭、殼核、蒼白球和丘腦的R2*值，分析R2*值與年齡的相關性。結果健康成年人在黑質網狀帶、蒼白球的R2*值最低，額葉白質區的R2*值最高。其中黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦和尾狀核頭的R2*值在部分年齡段比較，差異有統計學意義（P<0.05），有一定規律性。而紅核、黑質致密帶、額葉白質區的R2*值在不同年齡段比較，差異無統計學意義（P>0.05）。紅核、黑質網狀部、殼核、蒼白球、尾狀核頭的R2*值與年齡呈正相關（r=0.188、0.269、0.524、0.347和0.407，P<0.05），丘腦的R2*值與年齡呈負相關（r= -0.317，P=0.000），而黑質致密部、額葉白質區的R2*值與年齡無關（P>0.05）。結論SWI能清晰顯示腦內核團的結構，準確評估腦內的鐵含量和隨年齡變化的規律。

關鍵詞：磁共振成像；腦鐵沉積；R2*值；年齡

在健康人群的生長以及一些神經退行性疾病的病理生理過程中，腦鐵沉積發揮一定的作用，且在特定的解剖或功能部位，腦鐵含量呈規律性分布[1]。目前，使用準確、無創的活體腦鐵含量檢測成為迫切需要解決的問題，而磁敏感加權成像（susceptibility weighted imaging，SWI）的應用使人們可以進行無創腦鐵含量測量。本研究對健康成人志愿者進行顱腦常規及增強梯度回波T2*加權血管成像（enhanced gradient echo T2star-weighted angiography，ESWAN）掃描，研究腦內灰質核團及額葉白質區的腦鐵含量與年齡的相關性。

1　資料與方法

1.1一般資料

收取2011年1月-2015年7月在本院就診的157例右利手的成年健康志愿者作為研究對象，行常規顱腦MRI掃描及ESWAN檢查無異常。其中，男性86例，女性71例；年齡20～85歲，平均57.22歲。所有志愿者排除可能影響神經系統的系統性疾病及代謝性疾病，既往無神經系統、精神疾病病史，掃描前簽署知情同意書。所有志愿者按其年齡段分為6組：A組20～29歲11例，B組30～39歲7例，C組40～49歲29例，D組50～59歲32例，E組60～69歲40例，F組≥70歲38例。

1.2掃描方法

1.2.1MRI的掃描采用GE Signa HDXt 3.0T超導型磁共振儀和8通道顱腦線圈。掃描參數：橫軸位自旋回波序列（spin echo，SE）T2加權圖像（T2weighted imaging，T2WI）[重復時間（repeating time，TR）：2 820 ms，回波時間（echo time，TE）：111 ms]；液體衰減反轉恢復成像（fluid attenuated inversion re covery，FLAIR）SE T1加權圖像（T1Weighted Imaging，T1WI）（TR/TE：8 002/146～153 ms，TI：2 000～2 250 ms）。ESWAN橫軸位：Oblic 3D Mode，快速擾相梯度回波（fast spoiled gradient echo，FSPGR），TR/TE：68.2 ms/6.06、13.44、20.81、28.18、35.55、42.92、50.30和57.67ms，層厚/層間距：2/0mm，翻轉角20°，信號平均次數（number of signal averaged，NSA）1次，掃描視野（field of view，FOV）24 mm，Bandwith 31.25，距陣416×356。

1.2.2R2*圖像后處理及R2*值的測量掃描完成后在aw 4.4工作站的Functool軟件對ESWAN強度和相位的信息進行圖像后處理，得到相位圖、幅值圖及R2*圖像。在相位圖、幅值圖上剔除基底節區并發鈣化的病例，全部數據由2位MRI醫師使用多邊形測量工具，分別測量雙側額葉白質區、紅核、黑質網狀帶、黑質致密帶、尾狀核頭、殼核、蒼白球和丘腦各感興趣區（region of interest，ROI）的R2*值（見圖1），并取其均值以盡可能減少人為誤差，不同意見共同協商達成一致意見。

1.3統計學方法

采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，對所有志愿者按設定年齡段進行分組，并進行正態分布及方差齊性檢驗，各腦區不同年齡組的R2*值比較用單因素方差分析（one-way，ANOVA），不同年齡組的同一神經核團比較用配伍組方差分析，兩兩比較方差齊時用LSD檢驗，各年齡組間兩兩比較用最小顯著差法進行；用Spearson相關分析研究各腦區R2*值與年齡的相關性，并對相關系數r值進行t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

圖1　R2*圖像上的各ROI測量示意圖

2　結果

2.1各組感興趣區的腦鐵含量分布

各年齡段健康成年人在黑質網狀帶、蒼白球的R2*值最高，額葉白質區的R2*值最低，說明黑質網狀帶、蒼白球腦鐵含量最高，額葉白質區的腦鐵含量最低。各年齡段感興趣區的R2*值行正態分布KS檢驗及方差齊性檢驗，差異無統計學意義（P>0.05）。行單因素方差分析后得出，紅核、黑質致密帶、額葉白質區的R2*值比較，差異無統計學意義（P>0.05）；余感興趣區的R2*值比較差異有統計學意義（P<0.05）（見表1），說明紅核、黑質致密帶、額葉白質區的腦鐵沉積在>20歲后保持相對平衡狀態，隨年齡的增長腦鐵沉積增加不明顯。而黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦和尾狀核頭5個感興趣區的腦鐵沉積隨年齡的增長而增加。

表1　各組感興趣區的R2*值及單因素方差分析（±s）

表1　各組感興趣區的R2*值及單因素方差分析（±s）

組別　　紅核　　黑質網狀帶　　黑質致密帶　　殼核　　蒼白球　　丘腦　　尾狀核頭　　額葉白質區A組　33.58±4.40　35.40±2.53　24.75±2.81　25.90±2.84　35.50±3.05　22.11±1.43　24.20±2.11　20.00±1.16 B組　36.08±2.21　38.23±3.80　25.27±1.62　28.84±1.19　38.21±3.32　22.26±1.26　25.63±2.09　20.74±1.27 C組　35.55±3.05　38.03±3.68　24.90±2.59　30.54±2.85　38.26±2.98　22.13±1.79　26.04±2.60　20.16±1.20 D組　36.17±3.15　38.07±4.74　25.14±1.89　32.12±4.69　38.28±4.54　21.02±1.42　27.08±4.28　20.19±1.40 E組　37.63±3.78　40.28±5.31　26.29±2.73　34.45±5.99　40.86±4.83　21.13±1.53　29.74±5.02　19.99±1.41 F組　36.56±4.97　39.65±4.51　25.46±3.23　36.81±6.45　40.82±4.63　20.75±1.28　29.94±5.10　19.63±1.76 F值　2.205　2.061　1.278　11.082　4.385　4.312　6.336　1.021 P值　0.057　0.027　0.277　0.000　0.001　0.001　0.000　0.408

2.2黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦、尾狀核頭的R2*值比較

采用LSD檢驗，在黑質網狀帶，A組與E、F組、C組與E組、D組與E組的R2*值比較，差異有統計學意義（P<0.05），說明黑質網狀帶的腦鐵含量在<60歲時處于平衡狀態，60～69歲達高峰，≥70歲后增長緩慢。在殼核，A組與C～F組、B組與E、F組、C組與E、F組、D組與E、F組的R2*值比較，差異有統計學意義（P<0.05），說明殼核的腦鐵含量在≥40歲后隨年齡增長而增加，尤以≥60歲后更為明顯。在蒼白球，A組與E、F組、C組與E、F組、D組與E、F組的R2*值比較,差異有統計學意義（P<0.05），說明蒼白球的腦鐵含量<60歲時處于相對平衡狀態，60～69歲達高峰，≥70歲后增長緩慢。在丘腦，A組與D、F組、B組與D、F組、C組與D、E、F組的R2*值比較，差異有統計學意義（P<0.05），說明丘腦的腦鐵含量在<50歲時處于相對平衡狀態，50～59歲達高峰，≥60歲后增長緩慢。在尾狀核頭，A組與E、F組、B組與E、F組、C組與E、F組、D組與E、F組的R2*值比較，差異有統計學意義（P<0.05），說明尾狀核頭的腦鐵含量在<60歲處于平衡狀態，60～69歲達高峰，≥70歲后增長緩慢。見表2。

表2　各組黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦和尾狀核頭R2*值的比較

2.3大腦不同感興趣區的腦鐵含量與年齡的相關性采用Pearson相關分析研究各感興趣區R2*值與年齡的相關性。紅核、黑質網狀部、殼核、蒼白球、丘腦及尾狀核頭的R2*值與年齡比較，差異有統計學意義（r=0.188、0.269、0.524、0.347、-0.317和0.407，P=0.019、0.001、0.000、0.000、0.000和0.000），其中紅核、黑質網狀部、殼核、蒼白球、尾狀核頭的R2*值與年齡呈正相關，即隨著年齡增大，腦鐵含量增加；而丘腦的R2*值與年齡呈負相關，即隨著年齡增大，腦鐵含量降低。黑質致密部、額葉白質區的R2*值與年齡比較，差異無統計學意義（r=0.119和-0.146，P= 0.139和0.070），說明黑質致密部、額葉白質區腦鐵含量與年齡無關。見圖2。

圖2　R2*值隨年齡變化的散點圖

3　討論

3.1ESWAN的R2*值檢測腦鐵含量的可靠性及可行性

正常的生理條件下，絕大部分鐵與鐵蛋白、轉鐵蛋白相結合而存在，很少的一部分以游離鐵的形式存在于體內。鐵蛋白具有較大的磁化率，增加局部磁場不均勻性，導致彌散相位不能很快重聚，使R2*增加并隨鐵含量升高而呈線性增加[2-3]。ESWAN檢查方便、易行，掃描時間不長[1]，且腦水含量、腦組織結構及周圍組織磁敏感性對R2*值影響較小[4-5]。因此，本實驗通過測量腦內結構的R2*值，反映腦鐵沉積的分布規律，為了解腦內鐵沉積分布、測量和觀察其變化提供一種無創的活體檢測方法。

ESWAN顯示腦鐵分布的基本原理是局部磁場的不均勻性[6-7]，其采用薄層三維容積掃描，較常規磁共振檢查能更清晰地顯示腦深部核團的細微形態和解剖結構，為本課題的測量提供較好的圖像質量，得到的數據更為準確。

3.2腦鐵的分布及含量

鐵是腦組織新陳代謝所必需的微量元素之一，參與體內氧氣運輸、細胞有氧代謝活動等多項重要生理功能。鐵是許多重要酶發揮正常功能的基礎，并且參與髓鞘中脂質和膽固醇的合成[8]。不但不同腦細胞攝取鐵的能力不一致，而且不同腦區鐵的密度亦不相同，因此腦鐵的分布具有不均衡性[9]，說明不同腦區對鐵的需求量不同，形成不同的功能區，尤其是蒼白球與黑質網狀部的鐵含量最多，反應鐵在錐體外系具有重要意義。1922年Spatz[10]采用Perls染色法首先進行腦鐵含量的系統研究，發現人體腦鐵分布不一致，深部核團最高，皮質次之，白質最低。隨后Hallgren等[11]對81例死者腦標本組織的化學分析亦得出類似結果，錐體外系腦鐵濃度最高，其次是灰質，白質最低。本研究亦發現黑質網狀帶、蒼白球腦鐵含量最高，額葉白質區的鐵含量最低，與文獻報道一致[2、10-12]。

3.3腦鐵含量與年齡的相關性及各年齡組核團間的腦鐵含量差異

文獻報道，正常人深部灰質核團隨著年齡增長，鐵在其部位的沉積逐漸增多[1-2，13-15]。人剛出生時腦內幾乎不含鐵，隨著年齡增長，鐵開始在大腦逐漸沉積，由于不同腦區鐵沉積的速度不一致，因此腦鐵含量在成年后出現差異性分布。本研究得出紅核、黑質網狀部、殼核、蒼白球、尾狀核頭的R2*值與年齡呈正相關，即隨著年齡增大，腦鐵含量增加；黑質致密部、額葉白質區的R2*值與年齡無關，與文獻報道一致[1，13-16]。但丘腦的R2*值與年齡呈負相關，說明隨著年齡增大，腦鐵含量不增加反而降低，與文獻報道不一致[7-9]。究其原因可能與本組數據在感興趣區勾畫時范圍較小、居中有關。丘腦的范圍較其他核團大，本研究在測量時未勾畫全部感興趣區的范圍。羅曉捷等[17]研究亦發現，丘腦核團的感興趣區范圍與鐵含量密切相關，丘腦核團邊緣較中心部位的腦鐵沉積多。但黃新明等[18]采用SWI相位圖的成像方法研究認為，正常成年人腦深部核團鐵沉積與年齡無關，說明各深部核團的腦鐵沉積含量保持在一個相對平衡的狀態，未出現明顯的沉積增加，與本研究不一致，可能與研究方法不同有關。

隨著年齡增長，腦鐵沉積與氧化磷酸化作用降低、少突神經膠質細胞功能衰退、多巴胺產生和轉化減少、血腦屏障通透性異常等有關。本研究將不同年齡組的各感興趣區進行比較，雖然紅核腦鐵沉積與年齡呈正相關，但各年齡組比較差異無統計學意義；且黑質致密帶、額葉白質區腦鐵沉積與年齡無關，各年齡組比較差異無統計學意義，說明≥20歲后紅核、黑質致密帶、額葉白質區的腦鐵沉積保持相對穩定狀態，隨著年齡的增長腦鐵沉積增加不明顯。而黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦和尾狀核頭的腦鐵沉積隨著年齡的增長呈非線性增加。其中黑質網狀帶、蒼白球、尾狀核頭的腦鐵含量<60歲時增加緩慢，60～69歲達高峰，≥70歲后增長緩慢。殼核的腦鐵含量≥40歲后隨年齡增長而增加，尤以≥60歲后更為明顯。丘腦的腦鐵含量<50歲時增加緩慢，50～59歲達高峰，≥60歲后增長緩慢，該結果與文獻報道不一致。Hallgren等[11]對81例死者腦標本進行腦鐵定量及與年齡的相關性研究，剛出生時人所有腦區的腦鐵含量都較低，<20歲時腦鐵含量迅速增加，30歲左右逐漸達到平衡，≥60歲后隨著年齡增長又開始增加，總體上呈現雙峰現象。王丹等[19]報道人的豆狀核腦鐵沉積隨著年齡的增長，在40歲達高峰；尾狀核頭的腦鐵沉積也隨著年齡的增長而增加，60歲達高峰。

考慮其原因可能為：①感興趣區的選取。本研究中除丘腦及額葉白質區外，各核團的勾畫在解剖結構清晰的最大層面SWAN圖像人工進行，能更準確地測量腦鐵含量；②成像方法的選擇。Xu[20]與張京剛等[21]采用SWI相位圖的成像方法。國內外的部分學者認為，SWI相位圖是測量局部腦鐵含量的較好方法[22-23]，但相位圖并不能完全真實地反映組織磁化率的空間分布[24]，腦鐵含量與相位值的絕對關系仍需后續進一步研究證實[25]。本研究直接測量R2*值來評價腦鐵沉積的分布變化，較相位值更為可靠[26-27]，但其不能對組織內的磁化率信息進行定量分析[28]。目前，有報道應用MR定量磁敏感圖（quantitative susceptibility mapping，QSM）來測量正常人的腦鐵含量[29-30]。QSM能較真實地反映組織磁化率的空間分布，提供定量分析，并較以上方法能更清晰地顯示一些核團及核團的亞結構[31]。③志愿者的選取及數量分布。本研究受倫理委員會對年齡的限制，未選取< 20歲的志愿者，而且<40歲年齡組志愿者較少。其次志愿者主要來自云南。Aquino等[32]研究表明，不同核團腦鐵含量隨年齡變化存在波動，不同年齡段R2*值高低不一，因此不同年齡分布階段的腦鐵含量不一。

綜上所述，本研究得出，成年人紅核、黑質網狀部、殼核、蒼白球、尾狀核頭的R2*值與年齡呈正相關，即隨著年齡增長，腦鐵含量增加；而丘腦與年齡呈負相關，即隨著年齡增長，腦鐵含量降低。紅核、黑質致密帶、額葉白質區的腦鐵沉積在≥20歲后保持相對平衡狀態，隨著年齡的增長，腦鐵沉積增加不明顯。而黑質網狀帶、殼核、蒼白球、丘腦和尾狀核頭的腦鐵沉積隨著年齡的增長呈非線性增加。該結果使筆者對生理狀態下腦鐵沉積有進一步的認識，為某些神經功能障礙性疾病的腦內過度鐵沉積的鑒別及臨床診斷提供依據。

參考文獻：

[1] Pfefferbaum A, Adalsteinsson E, Rohlfing T.MRI estimates of brain iron concentration in normal aging: comparison of field-dependent (FDRI) and phase (SWI) methods[J].NeuroImage, 2009, 47(2): 493-500.

[2] Ramos P, Santos A, Pinto NR, et al.Iron levels in the human brain: a post-mortem study of anatomical region difference and age-related changes[J].J Trace Elem Med Biol, 2014, 28(1): 13-17.

[3] Yan SQ, SunN JZ, Yan YQ, et al.Evaluation of brain iron content based on magnetic resonance imaging (MRI): comparison among phase value, R2* and magnitude signal intensity[J].PLoS One, 2012, 7(2): DOI: 10.1371/journal.pone.0031748.

[4] Chavhan GB, Babyn PS, Thomas B, et al.Principles, techniques, and applications of T2*-based MR imaging and its special applications[J].Radiographics, 1900, 29(5): 1433-1449.

[5] Walsh AJ, Wilman AH.Susceptibility phase imaging with comparison to R2 mapping of iron-rich deep grey matter[J].Neuroimage, 2011, 57(2): 452-461.

[6] Haacke EM, Cheng XY, Cheng YC, et al.Susceptibility weighted imaging (SWI)[J].Magn Reson Med, 2004, 52(3): 612-618.

[7] Sehgal V, Delproposto Z, Haacke EM, et al.Clinical applications of neuroimaging with susceptibility-weighted imaging[J].Magn Reson Imaging, 2005, 22(4): 439-450.

[8] Ke Y, Qian ZM.Brain iron metabolism: neurobiology and neurochemistry[J].Prog Neurobiol, 2007, 83(3): 149-173.

[9] Moos T, Nielsen TR, Skjorringe T, et al.Iron trafficking inside the brain[J].J Neurochem, 2007, 103(5): 1730-1740.

[10] Spatz H.Uber den eisennachweis im gehirn, besonders in zentren des extrapyramidal-motorischen systems I Teil[J].Zeitschrift Fur Die Gesamte Neurologie und Psychiatrie, 1922, 77(1): 261-290.

[11] Hallgren B, Sourander P.The effect of age on the non-haemin iron in the human brain[J].J Neurochem, 1958, 3(1): 41-51.

[12]夏爽,柴超,沈文,等.MR定量磁敏感圖評估正常人腦鐵含量的初步研究[J].中華放射學雜志, 2014, 48(9): 730-735.

[13]江帆,鄧克學,王書健.正常腦深部核團ADC值及相位值與年齡的相關性分析[J].安徽醫藥, 2015, 19(7): 1290-1293.

[14] Haacke EM, Miao YW, Liu MJ, et al.Correlation of putative iron content as represented by changes in R2* and phase with age in deep gray matter of healthy adults[J].J Magn Reson Imaging, 2010, 32(3): 561-576.

[15] Bartzokis G, TishlerR TA, Lu PH, et al.Brain ferritin iron may influence age and gender-related risks of neurodegeneration[J].Neurobiol Aging, 2007, 28(3): 414-423.

[16] Cass WA, Grondin R, Andersen AH, et al.Iron accumulation in the striatum predicts aging-related decline in motor function in rhesus monkeys[J].Neurobiol Aging, 2007, 28(2): 258-271.

[17]羅曉捷,張媛媛,葉昌青,等.7.0T磁敏感加權成像對腦鐵含量測定的初步研究[J].放射學實踐, 2013, 28(5): 528-532.

[18]黃新明,薛蘊菁,孫斌,等.磁敏感加權成像評估正常人腦深部核團鐵沉積與年齡的關系[J].功能與分子醫學影像學:電子版, 2014, 3(2): 34-37.

[19]王丹,李躍華.腦鐵沉積隨年齡變化的SWI量化研究[J].中國醫學計算機成像雜志, 2014, 20(1): 14-16.

[20] Xu XJ, Wang QD, Zhang MM.Age, gender, and hemispheric differences in iron deposition in the human brain:An in vivo MRI study[J].NeuroImage, 2008, 40(1): 35-42.

[21]張京剛,胡春洪,邢偉,等.正常人腦核團鐵含量分布及年齡相關性MR磁敏感成像初步研究[J].實用放射學雜志, 2012, 28(8): 1159-1163.

[22] Han YH, Lee JH, Kang BM, et al.Topographical differences of brain iron deposition between progressive supranuclear palsy and parkinsonian variant multiple system atrophy[J].Journal of The Neurological Sciences, 2013, 325(1/2): 29-35.

[23] Zhang W, Sun SG, Jiang YH, et al.Determination of brain iron content in patients with Parkinson's disease using magnetic susceptibility imaging[J].Neurosci Bull, 2009, 25(6): 353-360.

[24] Schweser F, Deistung A, Lehr BW, et al.Quantitative imaging of intrinsic magnetic tissue properties using MRI signal phase: an approach to in vivo brain iron metabolism[J].Neuroimage, 2011, 54(4): 2789-2807.

[25] Haacke EM, Mittal S, Wu Z, et al.Susceptibility-weighted imaging: technical aspects and clinical applications, part 1[J].AJNR Am J Neuroradiol, 2009, 30(1): 19-30.

[26]寧寧,張育苗,張雷,等.3.0T磁共振R2*值評價足月出生嬰兒腦深部灰質核團年齡相關性鐵沉積[J].中國醫學影像技術, 2015, 31(5): 706-710.

[27] Ning N, Zhang L, Gao J, et al.Assessment of iron deposition and white matter maturation in infant brains by using enhanced T2 star weighted angiography (ESWAN): R2* versus phase values[J].PloS one, 2014, 9(2): DOI:10.1371/journal.pone.0089888.

[28]譚慧,陳軍.定量磁敏圖基本原理及其在中樞神經系統應用進展[J].放射學實踐, 2015, 30(8): 873-875.

[29] Bilgic B, Pfefferbaum A, Rohlfing T, et al.MRI estimates of brain iron concentration in normal aging using quantitative susceptibility mapping[J].Neuroimage, 2012, 59(3): 2625-2635.

[30] Langkammer C, Schweser F, Krebs N, et al.Quantitative susceptibility mapping (QSM) as a means to measure brain iron? A post mortem validation study[J].Neuroimage, 2012, 62(3): 1593-1599.

[31] Deistung A, Sehafer A, Schweser F, et al.Toward in vivo histology:a comparison of quantitative susceptibility mapping (QSM) with magnitude-, phase-, and R2*-imaging at ultra-high magnetic field strength[J].Neuroimage, 2013, 65: 299-314.

[32] Aquino D, BizziI A, Grisoli M, et al.Age-related iron deposition in the basal ganglia: quantitative analysis in healthy subjects[J].Radiology, 2009, 252(1): 165-172.

（童穎丹編輯）

R2*values in estimation of age-related iron deposition in brain of healthy adults*

Bo Wang, Xia-rong Gong, Jie Zhang, Yu-hui Chen, Hong-jiang Zhang, Kun-hua Wu
[The First People's Hospital of Yunnan Province (The Affiliated Hospital of Kunming University of Science and Technology), Kunming, Yunnan 650032, China]

Abstract:Objective To quantitatively analyze the iron deposition in deep brain gray nuclei and frontal white matter in healthy population and its correlation with age using enhanced gradient echo T2star-weighted angiography (ESWAN) with 3.0 Tesla scanner.Methods Totally 157 healthy subjects (ranging 20-85 years) were scanned with routine sequences and ESWAN sequences.The subjects were divided into 6 groups according to their age: group A (age 20-29 years), group B (age 30-31 years), group C (age 40-49 years), group D (age 50-59 years), group E (age 60-69 years) and group F (age > 70 years).R2*value was measured in both sides of frontal white matter, red nucleus, substantia nigra pars reticulate, substantia nigra pars compacta, putamen, globus pallidus, head of caudate nucleus and thalamus; and the correlations between the R2* values and age were analyzed.Results The R2*values of globus pallidus and substantia nigra pars reticulate were the lowest.The highest R2*value was seen in the frontal white matter.The differences of R2*values among some age groups had statistical significance in substantia nigra pars reticulate, putamen, globus pallidus, thalamus and head of caudate nucleus (P < 0.05).Obvious correlations between age and R2*value were shown in substantia nigra pars reticulate (r= 0.269), putamen (r= 0.524), globus pallidus (r= 0.347), headbook=1,ebook=88of caudate nucleus (r = 0.407), and thalamus (r = -0.317), while a weak correlation was displayed in red nucleus (r= 0.188).Conclusions ESWAN can clearly display the cerebral nuclei, accurately evaluate the brain iron content and age-related iron concentration changes.

Keywords:magnetic resonance imaging; brain iron deposition; R2* value; age

[通信作者]吳昆華，E-mail：wukunhua@hotmail.com；Tel：13608817635

*基金項目：云南省教育廳科學研究基金重點項目（No：2015Z052）；云南省第一人民醫院昆華·奧新科技計劃項目（No：2014DS008）

收稿日期：2015-08-12

文章編號：1005-8982（2016）01-0082-07

中圖分類號：R445.2

文獻標識碼：A