張忠敏,孫宇
隨著我國(guó)人口老齡化的到來(lái),腦血管病患病率在逐年的增加,已經(jīng)成為老齡人口中最主要的致殘因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)高達(dá)30%~64%的腦血管病患者存在不同程度的認(rèn)知障礙[1]。血管性認(rèn)知障礙(vascular cognitive impairment,VCI)是指由腦血管病危險(xiǎn)因素及腦血管病引起的一大類從輕度血管性認(rèn)知障礙到血管性癡呆的認(rèn)知損害綜合征[2]。Rockwood K等根據(jù)病情將VCI分為3個(gè)亞型:非癡呆性血管性認(rèn)知障礙(vascular cognitive impairment not dementia,VCIND)、血管性癡呆(vascular dementia,VD)和伴有血管因素的阿爾茨海默病混合性癡呆[3]。目前VCI在癡呆期尚無(wú)有效的治療方法,而在認(rèn)知障礙早期發(fā)現(xiàn)并干預(yù)治療,可延緩甚至阻止認(rèn)知障礙的進(jìn)一步發(fā)展,對(duì)腦血管病預(yù)后的改善具有重要的意義。
目前VCI的確診主要依靠臨床及神經(jīng)心理量表,隨著神經(jīng)影像學(xué)的飛速發(fā)展,尤其是功能磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的發(fā)展,能夠在早期檢測(cè)大腦的改變,從而為VCI早期發(fā)現(xiàn)提供客觀的神經(jīng)影像學(xué)標(biāo)志物,本文就基于MRI對(duì)VCI的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)是在MRI彌散加權(quán)成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型MRI技術(shù),其成像基本原理是水分子在不均介質(zhì)中的彌散有各向異性特征,分?jǐn)?shù)各向異性(fractional anisotropy,F(xiàn)A)和平均彌散率(mean diffusivity,MD)是其最常用的兩個(gè)指標(biāo)。FA主要反映了纖維束結(jié)構(gòu)的完整性,是用來(lái)描述腦白質(zhì)纖維各向異性的主要參數(shù)之一;MD則主要代表了自由水彌散的程度[4]。白質(zhì)損傷通常表現(xiàn)為FA值減低,MD值增高。由于DTI可以檢測(cè)出在結(jié)構(gòu)MRI上正常的腦白質(zhì)改變,且對(duì)腦血管病所致的損傷具有高敏感性和高特異性,因此被越來(lái)越多地運(yùn)用于VCI的早期識(shí)別研究。以往研究表明,VCI患者與正常人群相比,全腦白質(zhì)的MD值和FA值均有顯著差異,并且MD值、FA值與記憶及注意執(zhí)行功能評(píng)分有顯著的相關(guān)性,提示DTI反映的白質(zhì)改變與認(rèn)知表現(xiàn)存在相關(guān)性[5]。劉健萍等[6]應(yīng)用DTI技術(shù)對(duì)23例腦小血管病患者常規(guī)掃描正常白質(zhì)區(qū)微結(jié)構(gòu)改變與認(rèn)知功能相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn),腦小血管病組雙側(cè)額頂葉、半卵圓中心FA值均較正常對(duì)照組減低,且雙側(cè)額葉白質(zhì)的FA值與蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)評(píng)分呈正相關(guān),提示額葉白質(zhì)DTI指標(biāo)的改變一定程度上可反映腦小血管病變患者認(rèn)知功能受損程度。郭會(huì)映等[7]研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,VD組內(nèi)側(cè)前額葉、前扣帶回、胼胝體干、雙側(cè)頂葉等區(qū)域FA值減低,內(nèi)側(cè)前額葉、胼胝體、前扣帶回等區(qū)域MD值升高;VCIND組右側(cè)額下回、右側(cè)海馬、雙側(cè)楔前葉FA值減低,雙側(cè)楔前葉、右側(cè)海馬MD值升高;VD組內(nèi)側(cè)前額葉FA值與數(shù)字連線測(cè)驗(yàn)A時(shí)呈顯著負(fù)相關(guān)。以上研究均表明DTI對(duì)VCI患者白質(zhì)微結(jié)構(gòu)改變更敏感,能夠反映患者認(rèn)知功能早期異常改變。
磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查手段,是目前唯一的可無(wú)創(chuàng)性觀察活體組織細(xì)胞代謝及生化改變的技術(shù)。其中,氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)技術(shù)較為成熟,已應(yīng)用于VCI的研究中。1H-MRS可檢測(cè)到的代謝物包括:N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)、膽堿(choline,Cho)、肌醇(myo-inositol,mI)、乳酸(lactate,Lac)、肌酸(creatine,Cr)以及γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)等。其中NAA值降低反映神經(jīng)元活性下降,神經(jīng)細(xì)胞的變性、萎縮及丟失;mI值升高則反映了神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生活躍。
研究證實(shí),MRS所觀察到的腦組織代謝物變化明顯早于計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)或MRI平掃甚至DTI所檢測(cè)到的腦內(nèi)形態(tài)學(xué)改變[8]。Gasparovic等[9]對(duì)60例疑似VCI的皮質(zhì)下缺血性血管病、多發(fā)性腦梗死、混合性癡呆及腦白質(zhì)病變患者進(jìn)行了臨床、神經(jīng)心理學(xué)、MRS及腦脊液的檢查,通過(guò)1H-MRS對(duì)側(cè)腦室上方白質(zhì)區(qū)域的腦代謝物檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Cr、NAA與神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試成績(jī)有顯著相關(guān)性,其中腦白質(zhì)中的Cr水平與注意力、執(zhí)行功能及神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試的總分存在顯著相關(guān)性;當(dāng)把白質(zhì)病變體積當(dāng)作協(xié)變量加入后,NAA同樣顯示出與執(zhí)行功能及神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試總分存在顯著相關(guān)性,提示Cr和NAA的改變具有反映VCI臨床表現(xiàn)程度的可能性。譚子虎等[10]通過(guò)MRS技術(shù)對(duì)100例VCIND患者和50例健康志愿者研究發(fā)現(xiàn),VCIND組雙側(cè)額葉、右側(cè)角回、丘腦和后扣帶回Cho值及左側(cè)后扣帶回Cho/Cr值明顯高于正常對(duì)照組;VCIND組右側(cè)后扣帶回NAA/Cr值明顯低于正常對(duì)照組。VCIND組優(yōu)勢(shì)側(cè)角回NAA值及優(yōu)勢(shì)側(cè)額葉、角回NAA/Cr值明顯低于對(duì)側(cè);VCIND組優(yōu)勢(shì)側(cè)角回、額葉Cho值及優(yōu)勢(shì)側(cè)后扣帶回Cho/Cr值明顯高于對(duì)側(cè);該研究表明,VCIND患者大腦廣泛代謝異常,但以右側(cè)后扣帶回及優(yōu)勢(shì)半球的后扣帶回和額葉最為敏感。Zhu X等[11]通過(guò)基于感興趣區(qū)單一體素的1H-MRS技術(shù)對(duì)遺忘型輕度認(rèn)知障礙和VCI患者對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),遺忘型輕度認(rèn)知障礙患者組左側(cè)海馬區(qū)NAA/Cr值降低,且該比值與近期記憶得分有顯著相關(guān)性;VCI患者組中,左側(cè)額葉NAA/Cr值與認(rèn)知得分呈顯著正相關(guān)。該研究表明,遺忘型輕度認(rèn)知障礙與VCI患者代謝物在相關(guān)腦區(qū)存在不同,因此MRS可能成為兩種疾病鑒別有用的方法。
磁共振磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging,SWI)是以磁共振T2加權(quán)梯度回波序列作為基礎(chǔ)序列,根據(jù)不同組織間磁敏感性的差異來(lái)提供圖像對(duì)比。其主要對(duì)出血、靜脈血及鐵沉積高度敏感,在血管畸形、多發(fā)腦出血、微小出血灶的診斷上具有一定的優(yōu)勢(shì),對(duì)出血性VCI的診斷有重要意義。Ayaz等[12]運(yùn)用SWI對(duì)腦微出血的一項(xiàng)縱向研究表明,在75例認(rèn)知障礙患者中,5例在第一和最后一次SWI掃描中腦微出血灶超過(guò)3個(gè),1例僅在最后一次掃描中微出血灶超過(guò)3個(gè),這6例患者病灶數(shù)目均隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加,且認(rèn)知障礙程度均進(jìn)行性加重。馮曉強(qiáng)等[13]運(yùn)用SWI技術(shù)發(fā)現(xiàn)VD患者額葉、顳葉皮質(zhì)下,基底節(jié)區(qū)及丘腦微出血灶的發(fā)生率顯著高于無(wú)VD患者,因此可作為發(fā)展為出血性VD的預(yù)測(cè)指標(biāo)。高曉嶸等[14]通過(guò)應(yīng)用SWI技術(shù)對(duì)80例腦微出血組及80例正常對(duì)照組研究發(fā)現(xiàn)腦微出血組患者的抽象能力、視空間執(zhí)行能力、注意力、定向力、記憶、語(yǔ)言及MoCA評(píng)分與腦微出血的數(shù)量呈顯著的負(fù)相關(guān)。
血氧水平依賴功能磁共振成像(blood oxygen level dependent functional MRI,BOLD-fMRI)是近年發(fā)展起來(lái)的新型磁共振技術(shù),它運(yùn)用血氧水平依賴技術(shù),通過(guò)對(duì)各種刺激或任務(wù)時(shí)去氧血紅蛋白濃度變化監(jiān)測(cè)來(lái)反映大腦區(qū)域活動(dòng),主要用于研究腦功能的活動(dòng)。在認(rèn)知領(lǐng)域,運(yùn)用BOLD-fMRI有利于進(jìn)一步了解VCI患者腦功能的改變,從而更好地解釋臨床癥狀。BOLD-fMRI分為兩種:靜息態(tài)fMRI和任務(wù)fMRI。目前靜息態(tài)fMRI分析方法主要包括:局部一致性,低頻振蕩振幅(amplitude of low-frequency fluctuations,ALFF),功能連接,獨(dú)立成分分析,腦網(wǎng)絡(luò)等。
林海龍等[15]利用基于ALFF算法的靜息態(tài)fMRI技術(shù)探討VCIND與正常老年人靜息狀態(tài)下默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的改變情況,發(fā)現(xiàn)VCIND患者在靜息狀態(tài)下較對(duì)照組在以下腦區(qū)ALFF值增高:左額下回、左顳上回、右額下回、右顳上回、左側(cè)島葉;在以下腦區(qū)出現(xiàn)ALFF值減低:舌回、小腦后葉、前扣帶皮質(zhì)、右楔葉、右舌回、后扣帶回、楔前葉。該結(jié)果提示,VCIND患者與正常老年人相比,語(yǔ)言中樞等認(rèn)知區(qū)域的局部自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)及默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)等區(qū)域的自發(fā)神經(jīng)元活動(dòng)的減低。Sun等[16]通過(guò)低頻fMRI對(duì)16例VCIND患者與18例無(wú)認(rèn)知障礙的皮質(zhì)下血管病患者的功能連接進(jìn)行分析比較發(fā)現(xiàn),VCIND患者相對(duì)于正常人在前扣帶回、顳下回、額中回等默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)功能連接減弱,這些節(jié)點(diǎn)均是記憶編碼和注意執(zhí)行功能所必需的,研究同時(shí)還發(fā)現(xiàn)顳頂葉皮質(zhì)與后扣帶回的連接增強(qiáng),這可能是白質(zhì)受損和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重建代償?shù)谋憩F(xiàn)。馬思懿等[17]運(yùn)用靜息態(tài)fMRI獨(dú)立成分分析方法對(duì)腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)研究發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組相比,VCIND組默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)的功能連接既存在增高,也存在降低,其中增高的腦區(qū)包括雙側(cè)顳中回及頂葉,降低的腦區(qū)包括內(nèi)側(cè)前額葉、眶額葉、前扣帶回等,VD組出現(xiàn)雙側(cè)小腦的功能連接增強(qiáng),且VD組在靜息狀態(tài)下的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)腦圖與蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表等多個(gè)神經(jīng)心理學(xué)量表評(píng)分存在顯著相關(guān)性,同時(shí)該研究也表明,獨(dú)立成分分析對(duì)VCI及其早期診斷具有重要價(jià)值。Liu等[18]研究發(fā)現(xiàn),皮質(zhì)下缺血性VD患者腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與對(duì)照組分布相一致,位于雙側(cè)前、后扣帶回皮質(zhì)、頂下小葉、枕葉、楔前葉及內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)。與正常對(duì)照組相比,皮質(zhì)下缺血性VD組雙側(cè)前扣帶回、左側(cè)島葉及海馬ALFF值升高,雙側(cè)楔前葉ALFF值減低,且該組左側(cè)島葉ALFF值與MoCA及簡(jiǎn)易智能精神狀態(tài)量表評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān)。Chen等[19]研究發(fā)現(xiàn),盡管腦白質(zhì)疏松相關(guān)的皮質(zhì)下VCI與正常對(duì)照組具有相似的腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)活躍區(qū)域,然而在某些區(qū)域,尤其是左前扣帶皮質(zhì)和海馬旁回的血氧水平依賴信號(hào)顯著降低,而左尾狀核、右額葉、顳上回和頂下回的血氧水平依賴信號(hào)顯著升高,該研究為皮質(zhì)下VCI提供了新的神經(jīng)影像學(xué)依據(jù)。Yi等[20]研究發(fā)現(xiàn)與正常對(duì)照組相比,皮質(zhì)下VCI患者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞穆窂介L(zhǎng)度和模塊顯著增加,執(zhí)行控制模塊結(jié)構(gòu)存在顯著的重排,許多腦區(qū)內(nèi)部模塊間連接存在缺失,并且與認(rèn)知功能相關(guān)。
綜上所述,隨著神經(jīng)影像學(xué)發(fā)展,技術(shù)手段應(yīng)用的不斷提升,多種模態(tài)的MRI技術(shù)成為了VCI重要的輔助檢查,在臨床工作中,我們可以將多種神經(jīng)影像學(xué)檢查方法聯(lián)合運(yùn)用,相互補(bǔ)充,充分發(fā)揮出各種成像技術(shù)的最佳效果,以提高VCI臨床診斷的準(zhǔn)確率,并為進(jìn)一步的治療等提供幫助。
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