王嵐　趙曉川　任慶云　于魯璐　宋美　高媛媛　許順江　謝冰　安翠霞　王育梅　王學(xué)義

擴(kuò)散張量成像與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)識(shí)別輕度認(rèn)知損害的比較☆

王嵐*趙曉川*任慶云△于魯璐*宋美*高媛媛*許順江※謝冰※安翠霞*王育梅*王學(xué)義*

目的 比較擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)在識(shí)別輕度認(rèn)知損害（mild cognitive impairment，MCI）中的區(qū)別。方法 研究對(duì)象來自河北省老年期癡呆診斷及防治研究受試者，采用方便抽樣選取MCI患者12例與正常對(duì)照15名。所有受試者進(jìn)行DTI測(cè)定雙側(cè)顳葉、額葉、枕葉、海馬旁回、扣帶回及胼胝體等多個(gè)腦區(qū)白質(zhì)的各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）；采用神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)評(píng)估認(rèn)知功能，包括詞語流暢性、數(shù)字符號(hào)、連線測(cè)驗(yàn)A、聯(lián)想學(xué)習(xí)、情景記憶、相似性和算術(shù)測(cè)驗(yàn)。結(jié)果 判別分析示，DTI右額葉皮層下、左枕葉皮層下、左側(cè)海馬旁回、雙側(cè)內(nèi)囊后肢的FA值能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ= 0.23，χ2=31.92，P＜0.01），判別正確率為88.9%；神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)指標(biāo)中，情景記憶能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ=0.58，χ2=7.09，P=0.01），判別正確率為81.5%；二者聯(lián)合，右側(cè)腦室前角、左側(cè)海馬旁回、右側(cè)內(nèi)囊后肢FA值與情景記憶、相似性測(cè)驗(yàn)得分能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ=0.03，χ2=46.17，P＜0.01），判別正確率為88.9%。結(jié)論 擴(kuò)散張量成像對(duì)MCI的識(shí)別率較神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)更高。

輕度認(rèn)知損害 擴(kuò)散張量成像 判別分析

目前研究認(rèn)為輕度認(rèn)知損害（mild cognitive impairment，MCI）為正常老齡與輕度阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）之間的過渡階段［1］，MCI早期識(shí)別已成為目前研究的熱點(diǎn)。研究證實(shí)，神經(jīng)心理學(xué)工具如蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表（Montreal cognitive assessment，MoCA）是篩查MCI的敏感指標(biāo)之一［2］。腦影像學(xué)技術(shù)擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）則揭示MCI患者腦白質(zhì)存在結(jié)構(gòu)改變，如有研究證實(shí)，AD和MCI患者的顳葉海馬旁白質(zhì)、后扣帶回等腦區(qū)各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）下降，且AD患者比MCI患者更為明顯［3］。DTI作為客觀檢測(cè)指標(biāo)，與神經(jīng)心理學(xué)指標(biāo)比較對(duì)于識(shí)別MCI的差異目前尚無定論。故本研究比較神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)和DTI在識(shí)別MCI中的作用，為揭示DTI和神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)識(shí)別MCI的價(jià)值及臨床早期識(shí)別MCI提供依據(jù)。

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象 來自河北省老年期癡呆診斷及防治研究［4］，該研究2009年12月至2010年12月對(duì)石家莊市社區(qū)老年人展開調(diào)查，完成調(diào)查后約2～3周內(nèi)，采用方便抽樣方法，從中選取路程較近且自愿來院進(jìn)行DTI檢測(cè)的MCI患者12例和正常對(duì)照15名。

MCI組入組標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲；②符合Petersen等［5］關(guān)于MCI的診斷標(biāo)準(zhǔn)（記憶減退為主訴，有家屬或知情者證實(shí)；客觀檢查有與年齡和教育程度不符的記憶損害；總體認(rèn)知功能正常；一般日常生活功能保存；不符合癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)）；③簡易智力狀況量表（Mini-mental state examination，MMSE）評(píng)分［6］，按教育程度，中學(xué)及以上≥27分，小學(xué)≥24分，文盲≥21分，且MoCA得分＜26分；④能夠配合完成認(rèn)知功能檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①意識(shí)障礙史；②患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、顱腦損傷、癲癇或帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)疾??；③有精神分裂癥、雙相障礙或物質(zhì)依賴等精神疾病史；④近1個(gè)月服用改善認(rèn)知的藥物；⑤合并嚴(yán)重心肝腎等軀體疾?。虎抻须娮悠餍抵踩氲萂RI掃描禁忌癥。

對(duì)照組入組標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲，年齡、性別及受教育程度等與MCI組相匹配；②無認(rèn)知功能障礙主訴；③MMSE評(píng)分的要求同MCI組，且MoCA得分≥26分；④日常生活能力量表＜26分，臨床癡呆評(píng)定量表為0分；⑤能夠配合完成認(rèn)知功能檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：同MCI組。

所有受試者均簽署知情同意書；本研究經(jīng)河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)使用MMSE［6］和MoCA［2］對(duì)所有被試進(jìn)行診斷評(píng)估。使用言語流暢性測(cè)驗(yàn)（動(dòng)物）［7］、連線測(cè)驗(yàn)A［8］、聯(lián)想學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)［9］、情景記憶［10］，以及韋氏智力量表中的數(shù)字符號(hào)、相似性及算術(shù)測(cè)驗(yàn)，分別從詞語流暢性、定勢(shì)切換能力、情景記憶、學(xué)習(xí)記憶、工作記憶、抽象能力和計(jì)算能力7個(gè)方面考察MCI患者的認(rèn)知功能損害情況。所有量表由2名精神科醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估，培訓(xùn)后經(jīng)過一致性檢驗(yàn)，對(duì)20例受試者進(jìn)行9項(xiàng)測(cè)驗(yàn)得到組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC值為0.85～0.89。

1.3DTI檢測(cè)

1.3.1磁共振掃描 采用美國通用電氣公司（GE Signa）Excite 1.5T系統(tǒng)磁共振掃描儀，使用8通道頭頸聯(lián)合線圈，對(duì)所有被試進(jìn)行顱腦MR掃描，包括軸位T1加權(quán)像、T2加權(quán)像、液體衰減反轉(zhuǎn)回復(fù)（fluid-attenuated inversion recovery，F(xiàn)LAIR）及矢狀位T1加權(quán)像。T1加權(quán)像掃描參數(shù)：重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）1750 ms，回波時(shí)間（echo time，TE）24 ms，反轉(zhuǎn)時(shí)間（inversion time，TI）750 ms。T2加權(quán)像掃描參數(shù)：TR為4000 ms，TE為102 ms。 FLAIR掃描參數(shù)：TR為8800 ms，TE為120 ms，TI為2200 ms。層厚/間距6 mm/1 mm，矢狀位層厚/間距5 mm/1 mm。DTI采用單次激發(fā)平面回波序列，TR/TE為12000 ms/100 ms，視野22 cm，矩陣128×64，層厚4 mm，激勵(lì)次數(shù)2次，擴(kuò)散梯度編碼方向15個(gè)，擴(kuò)散梯度b值分別為0 s/mm2和1000 s/mm2。掃描范圍從頭頂至顱底45個(gè)連續(xù)層面。

1.3.2數(shù)據(jù)預(yù)處理及測(cè)量 MR掃描所獲得原始數(shù)據(jù)由工作站（ADW 4.4）Function Tool軟件處理。由1名影像科醫(yī)師在腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)中選取12個(gè)興趣區(qū)，包括雙側(cè)顳葉、側(cè)腦室前角旁、額葉內(nèi)側(cè)皮質(zhì)下、側(cè)腦室后角旁、頂葉內(nèi)側(cè)皮質(zhì)下、胼胝體膝部及壓部腦白質(zhì)，軟件自動(dòng)計(jì)算感興趣區(qū)的FA值。所有感興趣區(qū)均在白質(zhì)纖維束強(qiáng)度最大層面選擇，為長軸與纖維束一致的橢圓形，范圍30～40 mm2。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0分析。MCI組和對(duì)照組間神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)和DTI數(shù)據(jù)比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。所有被試DTI與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。采用Bayes判別分析分別構(gòu)建DTI檢測(cè)中腦白質(zhì)各區(qū)FA值和7項(xiàng)神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)以及二者聯(lián)合識(shí)別MCI的判別式，由于MMSE和MoCA作為MCI診斷的客觀依據(jù)，故不納入判別分析。變量篩選采用逐步法，判別效果采用交互驗(yàn)證法。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α為0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2　結(jié)果

2.1兩組社會(huì)人口學(xué)資料和認(rèn)知功能 兩組間年齡、性別、受教育年限差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。MCI組MoCA（t=7.11，P＜0.01）、情景記憶（t=2.83，P=0.01）、相似性測(cè)驗(yàn)（t=3.63，P＜0.01）和算術(shù)測(cè)驗(yàn)（t=2.60，P=0.02）得分均差于對(duì)照組；其余認(rèn)知功能差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

2.2兩組腦白質(zhì)各區(qū)FA值 MCI組左側(cè)海馬旁回（t=2.53，P=0.02）、左側(cè)扣帶回（t=2.81，P=0.01）及右側(cè)內(nèi)囊后肢（t=2.15，P=0.04）腦白質(zhì)的FA值均低于對(duì)照組，其余部位腦白質(zhì)FA值的組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

2.3兩組腦白質(zhì)各區(qū)FA值與神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)評(píng)分的相關(guān)性 所有被試的左側(cè)海馬旁回（r=0.56，P＜0.01）、左側(cè)扣帶回（r=0.44，P=0.02）及右側(cè)內(nèi)囊后肢（r=0.55，P＜0.01）腦白質(zhì)FA值與MoCA評(píng)分呈正相關(guān)，右顳（r=0.48，P=0.01）和左側(cè)海馬旁回（r= 0.48，P=0.01）腦白質(zhì)FA值與情景記憶評(píng)分呈正相關(guān)，左側(cè)海馬旁回腦白質(zhì)FA值與相似性測(cè)驗(yàn)評(píng)分呈正相關(guān)（r=0.52，P=0.02）。

表1　MCI組與對(duì)照組社會(huì)人口學(xué)資料及認(rèn)知功能（±s）

表1　MCI組與對(duì)照組社會(huì)人口學(xué)資料及認(rèn)知功能（±s）

1）與對(duì)照組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.01；2）與對(duì)照組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05

組別MCI組對(duì)照組n 12 15年齡（歲）68.25±7.85 63.80±8.05性別男3 4女9 1 1受教育年限（年）3.33±1.23 3.67±0.98 MMSE（分）28.47±1.51 26.92±2.84 MoCA（分）19.50±3.851）27.20±1.52言語流暢性（分）16.25±2.92 17.25±2.49數(shù)字符號(hào)（分）31.14±16.71 39.92±8.47組別MCI組對(duì)照組連線測(cè)驗(yàn)A完成時(shí)間（s）96.00±58.58 59.17±12.46聯(lián)想學(xué)習(xí)（分）5.69±3.80 9.00±3.16情景記憶（分）4.63±2.302）7.54±2.23相似性測(cè)驗(yàn)（分）11.88±6.311）19.17±2.52算術(shù)測(cè)驗(yàn)（分）8.50±3.212）11.92±2.64

表2　MCI組與對(duì)照組腦白質(zhì)各區(qū)FA值（±s）

表2　MCI組與對(duì)照組腦白質(zhì)各區(qū)FA值（±s）

1）與對(duì)照組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05；2）與對(duì)照組比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.01

組別MCI組對(duì)照組n 12 15左顳0.46±0.07 0.51±0.07右顳0.42±0.04 0.46±0.08左側(cè)腦室前角旁0.40±0.05 0.43±0.06右側(cè)腦室前角旁0.41±0.10 0.46±0.07左側(cè)腦室后角旁0.38±0.10 0.38±0.07右側(cè)腦室后角旁0.42±0.11 0.43±0.07左額皮層下0.38±0.06 0.42±0.06右額皮層下0.39±0.08 0.39±0.05左枕葉皮層下0.46±0.07 0.43±0.06組別MCI組對(duì)照組右枕葉皮層下0.44±0.10 0.47±0.07胼胝體膝部0.72±0.10 0.74±0.06胼胝體壓部0.73±0.09 0.75±0.11左側(cè)海馬旁回0.46±0.081）0.52±0.05右側(cè)海馬旁回0.50±0.07 0.51±0.05左側(cè)扣帶回0.47±0.042）0.52±0.05右側(cè)扣帶回0.49±0.08 0.51±0.07左側(cè)內(nèi)囊后肢0.66±0.05 0.68±0.06右側(cè)內(nèi)囊后肢0.66±0.041）0.70±0.05

2.4DTI指標(biāo)和認(rèn)知功能測(cè)驗(yàn)區(qū)分MCI組與對(duì)照組 判別分析結(jié)果表明，僅考察DTI指標(biāo)時(shí)，右額葉皮層下、左枕葉皮層下、左側(cè)海馬旁回、左側(cè)內(nèi)囊后肢、右側(cè)內(nèi)囊后肢的FA值能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ=0.23，χ2=31.92，P＜0.01），判別方程為D=0.70×FA右額葉皮質(zhì)下+1.34×FA左枕葉皮質(zhì)下-0.76× FA左側(cè)海馬旁回+1.16×FA左側(cè)內(nèi)囊后肢-1.25×FA右側(cè)內(nèi)囊后肢+ 3.41，判別正確率為88.9%。僅納入各神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)指標(biāo)時(shí)，情景記憶得分能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ=0.58，χ2=7.09，P=0.01），判別方程為D=1.00×情景記憶評(píng)分+0.58，判別的正確率為81.5%。二者聯(lián)合使用，DTI右側(cè)腦室前角FA值、左側(cè)海馬旁回FA值、右側(cè)內(nèi)囊后肢FA值和情景記憶得分、相似性測(cè)驗(yàn)得分能有效區(qū)分MCI組和對(duì)照組（Wilks’sλ=0.03，χ2=46.17，P＜0.01），判別方程為D=1.95×情景記憶評(píng)分+4.56×相似性評(píng)分+1.62× FA右側(cè)腦室前角旁+3.05×FA左側(cè)海馬旁回+2.39×FA右側(cè)內(nèi)囊后肢，判別的正確率為88.9%。3組判別式交互驗(yàn)證結(jié)果見表3。

表3　DTI指標(biāo)和認(rèn)知功能測(cè)驗(yàn)區(qū)分MCI組與對(duì)照組的交互驗(yàn)證結(jié)果［n（%）］

3　討論

目前認(rèn)為MCI的神經(jīng)認(rèn)知改變與臨床前AD有相似之處，記憶測(cè)試受損最早表現(xiàn)為語言系列學(xué)習(xí)及記憶任務(wù)缺陷［1］。本研究結(jié)果顯示，MCI組情景記憶、抽象思維和計(jì)算力均差于對(duì)照組，與既往研究結(jié)果一致［11］。既往DTI研究證實(shí)，MCI患者后扣帶回FA值降低，特別是左側(cè)后扣帶回減少更為明顯［3］；也有研究認(rèn)為左側(cè)海馬旁回白質(zhì)FA值是MCI記憶力減退的預(yù)測(cè)指標(biāo)［12］。本研究采用DTI檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，MCI組左側(cè)海馬旁回、左側(cè)扣帶回及右側(cè)內(nèi)囊后肢腦白質(zhì)的FA值低于對(duì)照組，與上述研究結(jié)果相似。DTI檢測(cè)中MCI患者FA值降低提示腦白質(zhì)纖維束完整性受損［13］，這與髓鞘、軸突和少突膠質(zhì)細(xì)胞丟失有關(guān)［14］，即白質(zhì)損害可能繼發(fā)于皮質(zhì)聯(lián)合區(qū)神經(jīng)元丟失。而海馬、扣帶回等記憶環(huán)路白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變可能是MCI相關(guān)大腦改變的潛在影像學(xué)表現(xiàn)。既往研究還發(fā)現(xiàn)上縱束［15］、下縱束［16］、扣帶回［17］等腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常是MCI的特征性改變，但本研究結(jié)果未發(fā)現(xiàn)這些改變，可能是研究選取的感興趣區(qū)不同所致。

另外，既往研究也發(fā)現(xiàn)頂葉、顳葉、海馬旁回、額葉下、扣帶回等白質(zhì)與連線測(cè)驗(yàn)或MMSE得分呈正相關(guān)［17-18］。本研究相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，左側(cè)海馬旁回、左側(cè)扣帶回及右側(cè)內(nèi)囊后肢腦白質(zhì)FA值與MoCA評(píng)分呈正相關(guān)，右顳和左側(cè)海馬旁回腦白質(zhì)FA值與情景記憶評(píng)分呈正相關(guān)，與既往研究［17-18］類似。這表明海馬、扣帶回及顳葉等腦區(qū)白質(zhì)完整性與認(rèn)知功能關(guān)系密切。

判別分析結(jié)果顯示，右額葉下、左枕葉下、左側(cè)海馬旁回等區(qū)FA值能有效區(qū)分MCI患者和對(duì)照，正確率為88.9%，明顯高于情景記憶識(shí)別MCI的正確率（81.5%），其中左枕葉皮質(zhì)下FA值對(duì)判別方程影響最大。李濤等［19］研究顯示，頂葉、顳葉和胼胝體壓部FA值均進(jìn)入判別方程，其中頂葉FA值對(duì)區(qū)分MCI和正常對(duì)照貢獻(xiàn)最大，這可能與本研究儀器設(shè)備和參數(shù)設(shè)置與之不同有關(guān)。既往有許多研究探討神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)對(duì)MCI的識(shí)別作用，黃若燕等［20］研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)（畫鐘測(cè)驗(yàn)）對(duì)MCI識(shí)別的特異度為21%，敏感度為93%，王盼等［21］研究顯示MoCA診斷MCI的敏感度為89.29%，特異度為82.76%?？梢姡窠?jīng)心理測(cè)驗(yàn)篩查MCI的敏感度較高，但是特異度較差。本研究結(jié)果提示，DTI對(duì)MCI的識(shí)別率高于神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)，與上述研究一致。而DTI與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)聯(lián)合使用進(jìn)行判別時(shí)，判別的正確率仍為88.9%，與單獨(dú)DTI判別正確率相同，這可能與本研究樣本量小有關(guān)。

總之，本研究比較神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)、DTI及二者聯(lián)合識(shí)別MCI的正確率，結(jié)果提示DTI對(duì)MCI識(shí)別的正確率高于神經(jīng)心理學(xué)測(cè)驗(yàn)，但尚未發(fā)現(xiàn)二者聯(lián)合能更進(jìn)一步提高M(jìn)CI識(shí)別的正確率，值得進(jìn)一步觀察。另外，本研究還存在一定缺陷，如樣本量小，儀器設(shè)備及影像學(xué)分析方法有待更新等，今后需擴(kuò)大樣本量以進(jìn)一步驗(yàn)證。

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749.16

A

2015-09-01）

（責(zé)任編輯:肖雅妮）

10.3969/j.issn.1002-0152.2015.12.011

☆國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（編號(hào)：81271489）；河北省科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目（編號(hào)：09276103D）；河北省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（編號(hào)：H2014206280）

*河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院精神科，河北醫(yī)科大學(xué)精神衛(wèi)生研究所，河北省腦老化與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（石家莊050031）△河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科

※河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室