朱丞 王麗麗 陳致宇★
顱腦損傷后認(rèn)知功能評(píng)估方法的研究進(jìn)展
朱丞王麗麗陳致宇★
顱腦損傷(TBI)是指由于受到鈍擊傷、穿透?jìng)蚣?減速力而引起的顱腦創(chuàng)傷。美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心統(tǒng)計(jì)2009年開(kāi)始美國(guó)每年>240萬(wàn)人遭受顱腦損傷,其中75%為輕度或輕微顱腦損傷[1]。我國(guó)顱腦損傷也是較常見(jiàn)的外傷,發(fā)生率>100/10萬(wàn),輕度和輕微顱腦損傷>80%。認(rèn)知功能障礙為顱腦損傷后最持久、最嚴(yán)重的癥狀之一。認(rèn)知功能的評(píng)估,不僅依賴于主觀的精神檢查,也依賴于客觀的評(píng)定工具以及儀器檢測(cè)。其可篩查認(rèn)知損害、鑒別不同疾病、評(píng)估疾病嚴(yán)重程度以及疾病的進(jìn)展,因此具有重要的臨床意義[2]。
1.1單項(xiàng)認(rèn)知功能評(píng)估量表 單項(xiàng)評(píng)估量表重點(diǎn)突出、簡(jiǎn)潔,可以在較短的時(shí)間內(nèi)有針對(duì)性地深入測(cè)查某一方面的認(rèn)知功能。(1)記憶功能評(píng)估:包括聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)(AVLT)、Fuld物體記憶測(cè)驗(yàn)(FOM)、快速詞匯測(cè)驗(yàn)(RVR)、Rey-Osterrich復(fù)雜圖形測(cè)驗(yàn)(CFT)、韋氏記憶量表(WMS)等,可針對(duì)性的檢測(cè)語(yǔ)義及非語(yǔ)義記憶、即刻記憶、延遲記憶和再認(rèn)記憶、邏輯記憶、字詞配對(duì)記憶等。(2)執(zhí)行功能評(píng)估包括針對(duì)注意和抑制的Stroop詞色測(cè)驗(yàn)和額葉功能測(cè)定,針對(duì)工作記憶的雙任務(wù)法測(cè)試、自我組織的工作記憶測(cè)試、詞語(yǔ)流暢性檢測(cè)法等,針對(duì)任務(wù)計(jì)劃的瑞文推理測(cè)驗(yàn)或執(zhí)行性畫鐘作業(yè)測(cè)試以及針對(duì)決定和監(jiān)控的河內(nèi)塔測(cè)驗(yàn)等[3]。(3)視空間能力評(píng)估:Rey-Osterrich復(fù)雜圖形測(cè)驗(yàn)、畫鐘測(cè)驗(yàn)(CDT)可評(píng)估受測(cè)者空間結(jié)構(gòu)記憶能力,執(zhí)行功能等[4]。(4)語(yǔ)言能力評(píng)估:西方失語(yǔ)癥成套測(cè)試(WAB)可根據(jù)失語(yǔ)指數(shù)、操作性指數(shù)和大腦皮質(zhì)指數(shù)對(duì)失語(yǔ)程度進(jìn)行量化評(píng)估;Boston命名測(cè)驗(yàn)(BNT)是目前臨床上最常用來(lái)檢測(cè)命名障礙的方法。(5)注意力評(píng)估:包括連線測(cè)試(TMT)、數(shù)字符號(hào)測(cè)驗(yàn)、Stroop測(cè)驗(yàn)、反應(yīng)時(shí)間測(cè)驗(yàn)、數(shù)字廣度測(cè)驗(yàn)、積木扣擊測(cè)驗(yàn)。其中連線測(cè)試是臨床上常用的執(zhí)行功能和注意力的測(cè)驗(yàn),反映快速視覺(jué)搜索、視覺(jué)空間排序和認(rèn)知定勢(shì)轉(zhuǎn)移能力,Mathias[5]的一項(xiàng)Meta分析腦外傷后的注意障礙表現(xiàn)在信息加工速度、注意廣度、集中/選擇性注意、持續(xù)性注意、注意監(jiān)管控制方面。(6)推理能力評(píng)估:威斯康星卡片分類測(cè)驗(yàn)(WCST)所評(píng)估的是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分類、概括、工作記憶和認(rèn)知轉(zhuǎn)移的能力。
1.2綜合認(rèn)知功能評(píng)估量表 綜合評(píng)估量由一些單項(xiàng)測(cè)驗(yàn)所組成,每一項(xiàng)測(cè)驗(yàn)負(fù)責(zé)測(cè)量某一主要功能,其形式多樣、涵蓋多個(gè)認(rèn)知功能評(píng)估、測(cè)查范圍廣泛等優(yōu)勢(shì),能較為全面地反映認(rèn)知功能情況。(1)簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表(MMSE):MMSE是篩查認(rèn)知功能缺損的有效工具,是目前使用較為普遍的一種量表。包括時(shí)間與地點(diǎn)定向、語(yǔ)言、計(jì)算、即刻與短時(shí)聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)記憶、執(zhí)行能力等認(rèn)知功能方面評(píng)估,MMES具有良好的信效度和敏感性強(qiáng)、易操作、耗時(shí)少的特點(diǎn)。應(yīng)用于顱腦外傷患者,可以了解患者受傷后的認(rèn)知功能能力。但其測(cè)試項(xiàng)目強(qiáng)調(diào)語(yǔ)言功能,非言語(yǔ)項(xiàng)目偏少,涵蓋的認(rèn)知范疇內(nèi)容不夠全面;測(cè)試項(xiàng)目難度較低,難以發(fā)現(xiàn)顱腦外傷后輕度認(rèn)知功能損害情況;另外,項(xiàng)目?jī)?nèi)容受教育程度的影響較大[6,7]。因此在臨床上普遍應(yīng)用受到一定的影響。(2)蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(MoCA):MoCA在未顯著增加評(píng)測(cè)難度和評(píng)測(cè)時(shí)間的前提下,彌補(bǔ)MMSE量表執(zhí)行功能項(xiàng)目偏少的缺陷,適用于顱腦損傷患者。其包括記憶功能、視空間功能、執(zhí)行功能、注意力、計(jì)算力、語(yǔ)言功能、定向力等7項(xiàng)認(rèn)知領(lǐng)域的測(cè)試,是針對(duì)輕度認(rèn)知功能損害制作而成[8]。但項(xiàng)目?jī)?nèi)容也受教育程度及文化背景差異的影響,在使用不同中文版本的MoCA需要根據(jù)不同的受教育年限進(jìn)行文化校正[9]。(3)韋氏成人智力量表(WAIS):WAIS可以通過(guò)言語(yǔ)智商、操作智商以及全量表智商等多個(gè)指標(biāo)表示受測(cè)者的智力發(fā)展水平。由于WAIS所測(cè)的智力面廣,可將多種能力集中測(cè)量,且計(jì)算方法科學(xué),因此在國(guó)際上應(yīng)用頻率較高[10]。但也有不足之處,包括整套量表耗時(shí)長(zhǎng)、各量表的測(cè)驗(yàn)起點(diǎn)難度較大等。TBI患者常伴有較嚴(yán)重的軀體合并傷或后遺癥,這些為測(cè)驗(yàn)的完成帶來(lái)難度,限制其在臨床上的推廣使用。(4)長(zhǎng)谷川癡呆量表(HDS) 國(guó)內(nèi)修改的長(zhǎng)谷川改良癡呆量表,目前多用于臨床TBI患者認(rèn)知功能篩查[11]。包括時(shí)間與地點(diǎn)定向、心算、命名、即刻與短時(shí)聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)記憶、類聚流暢性、倒背數(shù)字、實(shí)物回憶等11項(xiàng),檢測(cè)5min左右可完成,主要涉及定向力、注意力、記憶力、日常知識(shí)等功能的評(píng)定。該量表具有較高的信度和效度,且簡(jiǎn)短、省時(shí)、易于操作,主要用于臨床認(rèn)知障礙的快速篩查,但不能反映各認(rèn)知領(lǐng)域的變化特點(diǎn)。
因心理量表是根據(jù)外部行為表現(xiàn)或結(jié)果去推斷人腦的高級(jí)心理活動(dòng),常帶有一定的主觀性和局限性,并且難以反映認(rèn)知活動(dòng)在大腦中的變化過(guò)程,因此在臨床和研究工作中需要與客觀的檢查方法相結(jié)合,對(duì)認(rèn)知功能的各個(gè)方面進(jìn)行綜合客觀的評(píng)價(jià)。大腦的高級(jí)活動(dòng)是一種復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,因此要求檢測(cè)儀器應(yīng)有較高的時(shí)間、空間分辨率、可動(dòng)態(tài)地觀察腦功能的變化過(guò)程,同時(shí),檢測(cè)必須無(wú)損傷,才能保證受試者正常的生理活動(dòng)不受干擾。
2.1神經(jīng)電生理 (1)腦電圖(EEG):是通過(guò)記錄大腦內(nèi)自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)的電信號(hào)在腦外的反映,因頭顱的結(jié)構(gòu)模型、導(dǎo)電性等因素影響其精確性和可靠性,在認(rèn)知研究中受到限制。近年來(lái),采用對(duì)動(dòng)態(tài)腦電圖的定量分析,將腦電波形數(shù)值化,發(fā)現(xiàn)腦電圖α功率下降,θ和δ功率增加,提示認(rèn)知功能下降[12],但對(duì)于顱腦損傷的患者有待進(jìn)一步研究。(2)事件相關(guān)電位(ERP):通過(guò)檢查大腦神經(jīng)細(xì)胞的電活動(dòng),動(dòng)態(tài)反映心理活動(dòng)時(shí)腦功能信息的變化過(guò)程,其時(shí)間分辨率達(dá)到微秒級(jí)。ERP與心理判斷、理解、辨識(shí)、注意、選擇、作出決定和定向反應(yīng)等多種認(rèn)知過(guò)程密切相關(guān),可作為判斷人類認(rèn)知能力的一個(gè)客觀指標(biāo)。其中P300作為刺激晚期出現(xiàn)的正性波,是應(yīng)用最廣、與認(rèn)知功能關(guān)系最為密切的成分,主要反映大腦對(duì)外部刺激進(jìn)行分類、編碼、識(shí)別等認(rèn)知功能狀態(tài)[13]。國(guó)內(nèi)外已有研究證明顱腦損傷者P300潛伏期延長(zhǎng)、波幅下降,可以作為腦外傷患者認(rèn)知功能下降的客觀指標(biāo)[14]。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)P50電位可能是反映顱腦損傷后持續(xù)性記憶和注意力障礙的一個(gè)有用指標(biāo),也開(kāi)始被應(yīng)用于顱腦損傷后的認(rèn)知臨床研究中,研究[15]發(fā)現(xiàn)腦損傷患者P50抑制率下降。ERP具有較高的時(shí)間分辨率,但其空間分辨率差,同時(shí)也容易受測(cè)試時(shí)的注意力和配合程度的干擾。
2.2腦影像學(xué) (1)正電子發(fā)射斷層掃描(PET):PET是利用正電子湮滅現(xiàn)象的物理學(xué)特性及腦激活時(shí)神經(jīng)元活動(dòng)、能量代謝,以及血流量、血液容積變化的生物學(xué)特性,從分子水平反映腦內(nèi)的功能和代謝狀況。Nishi[16]等發(fā)現(xiàn)MCI患者的右內(nèi)側(cè)顳葉、前額葉、左側(cè)頂下小葉和兩側(cè)扣帶回后部的低代謝與延遲記憶受損有關(guān),右前額葉的低代謝與執(zhí)行功能降低有關(guān);而Walhovd等[17]發(fā)現(xiàn),MCI患者海馬代謝能夠預(yù)測(cè)情景記憶再認(rèn)知測(cè)試成績(jī)。最新的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)腦外傷患者會(huì)出現(xiàn)腦代謝功能的改變,尤其是丘腦最容易受到影響,腦功能代謝減低程度與顱腦損傷的嚴(yán)重程度及認(rèn)知損害顯著相關(guān)[18]。(2)血氧水平依賴功能核磁共振成像(BOLD-fMRI) BOLD-fMRI是基于血氧水平的大腦活動(dòng)成像,用以顯示在執(zhí)行特定任務(wù)時(shí)大腦相關(guān)區(qū)域的激活狀態(tài)。而研究表明血氧含量的變化與神經(jīng)活動(dòng)密切相關(guān)。BLOD-fMRI能夠同時(shí)提供大腦結(jié)構(gòu)像和功能像獲得準(zhǔn)確的空間定位,無(wú)放射性及可多次重復(fù)操作,該技術(shù)成為研究認(rèn)知功能的熱點(diǎn)。近年來(lái)利用fMRI在運(yùn)動(dòng)視覺(jué)、短期記憶、注意等有關(guān)的腦區(qū)定位方面的研究取得了很大的進(jìn)展。研究證實(shí)采用多種單任務(wù)刺激范式發(fā)現(xiàn)偽裝記憶認(rèn)知功能損害的受試者主要出現(xiàn)額頂皮質(zhì)下通路激活[19]。Yang[20]采用圖像語(yǔ)義刺激范式的fMRI研究發(fā)現(xiàn)腦外傷患者左額下回激活減弱提示與語(yǔ)義記憶和抽象思維相關(guān)的認(rèn)知功能受損。而Kohl等[21]采用任務(wù)刺激范式fMRI研究發(fā)現(xiàn)顱腦外傷患者的額中回、頂葉皮質(zhì)、基底神經(jīng)節(jié)和前扣帶回等腦區(qū)過(guò)度激活,表明存在認(rèn)知功能損害。(3)彌散張量成像(DTI): DTI是目前唯一可以無(wú)損傷檢測(cè)腦白質(zhì)纖維軌跡和解剖連通性的方法,多用于顱腦損傷的診斷及預(yù)后評(píng)估。Arenth等[22]對(duì)12例TBI患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),胼胝體體部各向異化比值(FA)降低表明患者執(zhí)行能力以及反應(yīng)能力受到嚴(yán)重影響。Spitz等[23]認(rèn)為大腦皮層白質(zhì)通路斷裂導(dǎo)致顱腦外傷后的認(rèn)知功能損害,對(duì)68名輕到重度顱腦外傷患者研究發(fā)現(xiàn)顱腦外傷患者FA值較對(duì)照組低,且白質(zhì)纖維軌跡的FA值與信息加工速度和執(zhí)行能力認(rèn)知功能顯著相關(guān)。(4)磁敏感加權(quán)成像(SWA):SWA是一種利用不同組織間磁敏感性即磁化率的差異產(chǎn)生圖像對(duì)比的磁共振成像研究??筛鶕?jù)相位圖像獲得大量反映組織內(nèi)鐵及脫氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白等其他磁敏感物質(zhì)含量的數(shù)據(jù)信息,并對(duì)血氧飽和度進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析[24],為顱腦損傷后的認(rèn)知功能檢測(cè)提供一種新的安全無(wú)創(chuàng)的方法。Beauchamp[25]認(rèn)為SWA能夠敏感的發(fā)現(xiàn)顱腦外傷后的大腦病灶且能夠用于預(yù)測(cè)其后的認(rèn)知結(jié)果比如智商水平。雖然腦影像學(xué)能夠無(wú)創(chuàng)的對(duì)認(rèn)知功能有關(guān)的皮質(zhì)進(jìn)行定位,國(guó)內(nèi)外研究也取得大量的研究成果,但由于人腦結(jié)構(gòu)的個(gè)體差異以及研究結(jié)果的不完全一致性,應(yīng)用腦影像技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確推斷大腦的高級(jí)認(rèn)知功能仍需要大量的理論和臨床實(shí)踐的深入研究。
隨著醫(yī)學(xué)和其他學(xué)科的發(fā)展及研究人員對(duì)TBI患者認(rèn)知功能的不斷深入研究,對(duì)認(rèn)知功能檢查提出更高的要求。目前有關(guān)腦外傷認(rèn)知功能評(píng)定仍以神經(jīng)心理量表測(cè)評(píng)為主,但各測(cè)評(píng)量表有其自身的優(yōu)越性和局限性,無(wú)論是在靈敏性上還是在區(qū)分度上均不能滿足評(píng)定的要求,因此須結(jié)合腦影像學(xué)及電生理學(xué)等檢查。隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,找到簡(jiǎn)便、全面、高效、統(tǒng)一的測(cè)評(píng)工具,對(duì)認(rèn)知功能的診斷治療及康復(fù)將具有指導(dǎo)意義。
1Center for Disease Control and Prevention. CDC grand rounds:reducing severe traumatic brain injury in the United StatesN. MMWR Morb Mortal Wkly Rep, 2013,62(27):549~552.
2Woodford HJ, George J.Cognitive assessment in the elderly: a review of clinical methods . QJM, 2007,100(8):469.
3Gold G, K?vari E, Herrmann FR, et al. Cognitive consequences of thalamic, basal ganglia, and deep white matter lacunes in brain aging and dementia.Stroke, 2005, 36(6):1184~1188.
4Ueda H, Kitabayashi Y, Narumoto J, et al. Relationship between clock drawing test performance and regional cerebral blood flow in Alzheimer's disease: a single photon emission computed tomography study. Psychiatry Clin Neurosci, 2002, 56(1):25~29.
5Mathias JL,Patricia w.Changes in attention and information-processing speed following severe traumatic brain injury: A meta-analytic review. neuropsychology, 2007,21(2):212~223.
6高中寶, 王煒, 尚延昌, 等.蒙特利爾認(rèn)知量表中文版診斷老年輕度認(rèn)知功能損害的應(yīng)用研究.中華保健醫(yī)學(xué)雜志, 2011,13(3):225~227.
7Tsai TL, Sanda LP, Leung JM. An update on postoperative cognitive dysfunction .Adv Anesth, 2010, 28(1):269~284.
8Nreddinez S, Phillips NA, B6dirian V,et a1.The MontreaI Cognitive Assessment,MoCA:a brief screening tool for mild cognitive impairment.J Am Geriatrsoc,2005,53(4):695~ 699.
9景珩, 韓濤, 郭煒等. 蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表的應(yīng)用體會(huì)及華語(yǔ)版本評(píng)述.中華藥物警戒, 2011,8(7):432~434.
10Gregoire J, Coalson DL, Jianjun Zhu.Analysis of WAIS-IV index score scatter using significant deviation from the mean index score. Assessment, 2011, 18(2):168~177.
11郎岳明.實(shí)質(zhì)性腦損害對(duì)老年人智力影響的研究.現(xiàn)代康復(fù),2000,4(12):1864.
12柳琳, 陳宇. 輕度認(rèn)知功能障礙患者動(dòng)態(tài)腦電圖的定位分析. 生物醫(yī)學(xué)工程研究, 2013, 32(3):192~194.
13魏景漢, 羅躍嘉. 認(rèn)知事件相關(guān)腦電位教程. 北京: 經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社, 2002.2.
14鐘明華, 李培媛, 朱其秀, 等. 腦外傷患者P300與認(rèn)知功能的相關(guān)性. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù), 2014, 36(3):171~174.
15康慧聰. P50誘發(fā)反應(yīng)在腦外傷后認(rèn)知受損評(píng)估中的應(yīng)用. 國(guó)外醫(yī)學(xué)(物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)分冊(cè)), 2005, 25(2):65~68.
16Nishi H, Sawamoto N, Namiki C,et al.Corelation between cognitive deficits and glucose hypometabolish in mild cognitive impairment . Neuroimaging, 2010, 20(1): 29`36.
17Walhovd KB, Kjell AM, Dale AM, et al. Multi-modal imaging predicts memory performance in normal aging and cognitive decline. Neurobiol Aging, 2010, 31(7): 1107~1121.
18De la Cueva-Barrao L, Noé-Sebastián E, Sopena-Novales P et al.The clinical relevance of FDG-PET imaging in severe traumatic brain injuries.Rev Neurol,2009,49(2):58~63.
19Lee TM, Liu HL, Chan CC, et al, Neural correlates of feigned memory impairment. Neuroimage, 2005, 28(2):305-313.
20Yang FG, Fuller J, Khodaparast N, Krawczyk DC. Figurative language processing after traumatic brain injury in adults: a preliminary study. Neuropsychologia. 2010, 48(7):1923~1929.
21Kohl AD, Wylie GR, Genova HM, et al. The neural correlates of cognitive fatigue in traumatic brain injury using functional MRI. Brain Inj. 2009,23(5):420~432.
22Arenth PM,Russell KC,Scanlon JM,et a1.Corpus callosum integrity and neuropsychological performance after traumatic brain injury:a diffusion tensor imaging study.J Head Trauma Rehabil,2014,29(2):El~E10.
23Spitz G, Maller JJ, O’Sullivan R, Ponsford JL. White matter integrity following traumatic brain injury: the association with severity of injury and cognitive functioning .Brain Topogr,2013,26(4):648~660.
24Idbaih A, Boukobza M, Crassard I, et al.MRI of clot in cerebral venous thrombosis: high diagnostic value of susceptibility-weighted images. Stroke, 2006, 37(4): 991~995.
25Beauchamp MH, Beare R, Ditchfield M, et al. Susceptiblity weighted imaging and its relationship to outcome after pediatric traumatic brain injury. Cortec. 2013, 49(2):591~598.
杭州市科技局基金資助項(xiàng)目(20110733Q18)
310013 杭州市第七人民醫(yī)院精神科