目的 通過腦CT灌注成像(CTP)評估腦血流灌注情況,探討腦血流灌注與血管性認知障礙(VCI)的相關(guān)性。
方法 收集2016年12月至2017年5月于中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療且進行腦CTP檢查的缺血性腦卒中患者103例,行簡易精神狀態(tài)檢查(MMSE)評價和畫鐘測試(CDT),按認知功能受損的程度分為認知功能正常組(對照組,n=43)、非癡呆性血管性認知障礙(VCIND)組(n=48)和血管性癡呆(VD)組(n=12)。分析各組CTP不同大腦部位感興趣區(qū)的腦血流灌注特點。
結(jié)果 三組糖尿病發(fā)生率有顯著性差異(χ2=7.556,P=0.023),VCIND組和VD組發(fā)生率高于對照組。年齡和糖尿病病史是VCI發(fā)生的獨立危險因素(OR>1,P<0.05)。三組間相比,額葉、顳葉、頂葉的局部腦血容量(CBV)有顯著性差異(F>3.216,P<0.05);VD組額葉、顳葉、頂葉的CBV低于對照組(P<0.05),且VD組額葉、顳葉CBV低于VCIND組(P<0.05)。三組左側(cè)的顳葉、頂葉和半卵圓中心的平均通過時間(MTT)和達峰時間(TTP)以及左側(cè)枕葉的TTP有顯著性差異(F>3.116,P<0.05);VD組高于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組在局部腦血流量(CBF)及右側(cè)腦葉的MTT和TTP方面無顯著性差異(P>0.05)。額葉、頂葉及右側(cè)顳葉的CBV與MMSE評分呈正相關(guān)(r>0.203,P<0.05)。頂葉和左側(cè)額葉的CBV與CDT評分呈正相關(guān)(r>0.214,P<0.05)。
結(jié)論 不同程度VCI均存在腦血流灌注降低,以額葉、顳葉、頂葉降低明顯,且血流灌注隨著認知障礙程度的進展而進一步降低,左側(cè)半球受損早于右側(cè)。腦CTP可為VCI的早期識別提供影像學(xué)依據(jù)。
血管性認知障礙(vascular cognitive impairment,VCI)是一組因腦血管病和腦血管危險因素引起的綜合征,涵蓋VCI從輕到重的整個發(fā)病過程[1]。其中腦血管危險因素包括高血壓、高血脂、糖尿病和冠心病等。腦血管病既包括腦內(nèi)血管本身的疾病,也包括心臟病變與顱外大血管病變間接引起的腦血管灌注異常[2]。VCI包括血管性癡呆(vascular dementia,VD)和非癡呆性血管認知障礙(vascular cognitive impairment-no dementia,VCIND)[3]。近年來,隨著腦卒中發(fā)病率的增加,高達2/3的腦卒中患者有認知障礙,其中1/3可進展為癡呆[4]。VCIND被認為可能是VD的前驅(qū)階段[5],早期識別并進行干預(yù),可避免認知障礙進展到癡呆階段。
VCI的發(fā)生與潛在的血管疾病有關(guān)[6],腦血流降低被認為在發(fā)病中起主要作用[7]。經(jīng)過近幾年神經(jīng)影像學(xué)的飛速發(fā)展,神經(jīng)功能影像學(xué)在認知功能領(lǐng)域的應(yīng)用越來越重要。正電子發(fā)射計算機斷層顯像(position emission computed tomography,PET)、單光子發(fā)射計算機斷層核素顯像(single photon emission computed tomography,SPECT)、灌注加權(quán)磁共振成像(perfusion-weighted imaging,PWI)和計算機斷層灌注成像(computed tomography perfusion,CTP)等為組織代謝和血流動力學(xué)變化提供了參考價值。CTP作為一種研究血流動力學(xué)的簡單易行的方法,已被廣泛應(yīng)用于缺血性腦卒中的檢測和低灌注程度的評估[8]。
本研究采用CTP檢測腦血管儲備功能和局部腦血流灌注情況,并結(jié)合認知功能狀態(tài),分析認知功能障礙與腦組織灌注減少的相關(guān)性,為臨床早期識別VCI提供參考。
2016年12月至2017年5月于中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療且行腦CTP檢查的缺血性腦卒中患者103例,其中男性69例,女性34例,平均年齡(63.75±7.93)歲。
診斷標(biāo)準:①缺血性腦卒中符合全國第四次腦血管病學(xué)術(shù)會議通過的診斷標(biāo)準[9],行腦部CT或MRI證實;②VCI符合2014年國際血管性行為與認知障礙學(xué)會的診斷標(biāo)準[10]。
納入標(biāo)準:①年齡45~79歲;②患者意識清楚,配合檢查;③能夠獨立完成神經(jīng)功能檢查;④患者知情同意。
排除標(biāo)準:①嚴重視、聽障礙及失語;②并發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病或其他類型癡呆;③抑郁等精神障礙及酒精中毒性精神疾??;④甲狀腺功能減退癥;⑤酒/藥物依賴史;⑥急性缺血性腦卒中(發(fā)病<1周);⑦各類疾病所致的意識不清或昏迷。
本研究經(jīng)中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會批準。
聯(lián)合采用[11]簡易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examination,MMSE)[12]和畫鐘測試(Clock Drawing Test,CDT)[13]對所有患者進行認知評定。均由同一名神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生完成。
本研究劃分認知障礙的分界值:①對照組,MMSE評分≥27分,CDT=4分;②VCIND組,MMSE評分<27分,但未達癡呆(文盲>17分,小學(xué)文化>20分,中學(xué)及以上文化>24分),CDT 2<~<4分;③VD組,MMSE評分下降達癡呆者[14](文盲≤17分,小學(xué)文化≤20分,中學(xué)及以上文化≤24分),CDT≤2分,并使用Hachinski缺血量表鑒別排除非缺血性癡呆[15]。
根據(jù)認知評定結(jié)果,無認知障礙者43例(對照組),VCIND組48例,VD組12例。三組基線資料比較,除糖尿病病史外,其他各項相比均無顯著性差異(P>0.05)。見表1。
所有受試者進行肝腎功能檢查以及腦部CT、MRI和CTP等。
靜脈注射對比劑,采用Philips 256層CT行全腦灌注掃描,得到灌注圖像,導(dǎo)入perfusion軟件進行分析。首先調(diào)整中線位置,使左右大腦半球?qū)ΨQ,然后選擇大腦中動脈作為動脈標(biāo)準,上矢狀竇作為靜脈標(biāo)準。選取雙側(cè)額葉、顳葉、頂葉、枕葉、丘腦、半卵圓中心為感興趣區(qū)(region of interest,ROI),取灌注圖像中標(biāo)準層或包含ROI最完整的層面進行測量。手工勾畫ROI,同時用鏡像的方法分別測量兩側(cè)相應(yīng)區(qū)域,經(jīng)軟件計算局部腦血容量(cerebral blood volume,CBV)、局部腦血流量(cerebral blood flow,CBF)、平均通過時間(mean transit time,MTT)和達峰時間(time to peak,TTP)。檢查由影像科專業(yè)人員完成。
應(yīng)用統(tǒng)計軟件SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料采用頻數(shù)表示,采用χ2檢驗。計量資料采用(xˉ±s)表示,采用單因素方差分析。相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)分析,多重危險因素相關(guān)分析采用Logistic回歸分析。顯著性水平α=0.05。
所有患者均完成檢查。
Logistic回歸結(jié)果顯示,只有年齡和糖尿病病史是卒中后認知障礙的獨立危險因素(P<0.05)。見表2。
2.2.1 額葉
三組間額葉的CBV有顯著性差異(P<0.05),且VD組低于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組間CBF、MTT和TTP無顯著性差異(P>0.05)。見表3。
2.2.2 顳葉
三組間顳葉的CBV以及左側(cè)顳葉的MTT和TTP有顯著性差異(P<0.05),且VD組CBV低于對照組和VCIND組,左側(cè)MTT和TTP高于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組間CBF以及右側(cè)MTT和TTP無顯著性差異(P>0.05)。見表4。
2.2.3 頂葉
三組間頂葉的CBV以及左側(cè)頂葉的MTT和TTP有顯著性差異(P<0.05),且VD組CBV低于對照組(P<0.05),VD組左側(cè)MTT和TTP高于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組間CBF及右側(cè)MTT和TTP無顯著性差異(P>0.05)。見表5。
表1 三組間一般資料比較
2.2.4 枕葉
三組間左側(cè)枕葉TTP有顯著性差異(P<0.05),且VD組高于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組間CBV、CBF、MTT和右側(cè)TTP無顯著性差異(P>0.05)。見表6。
2.2.5 丘腦
三組間丘腦的CBF、CBV、MTT和TTP均無顯著性差異(P>0.05)。見表7。
2.2.6 半卵圓中心
三組間左側(cè)半卵圓中心的MTT和TTP有顯著性差異(P<0.05),且VD組高于對照組和VCIND組(P<0.05)。三組間CBV、CBF以及右側(cè)MTT和TTP無顯著性差異(P>0.05)。VD組右側(cè)MTT和TTP高于對照組(P<0.05)。見表8。
表2 VCI的相關(guān)因素多因素分析
表3 三組額葉CBV、CBF、MTT和TTP比較
表4 三組顳葉CBV、CBF、MTT和TTP比較
表5 三組頂葉CBV、CBF、MTT和TTP比較
表6 三組枕葉CBV、CBF、MTT和TTP比較
表7 三組丘腦CBV、CBF、MTT和TTP比較
在額葉、頂葉和右側(cè)顳葉,CBV與MMSE評分呈正相關(guān)(P<0.05);在頂葉和左側(cè)額葉,CBV與CDT評分呈正相關(guān)(P<0.05)。見表9。
表8 三組半卵圓中心CBV、CBF、MTT和TTP比較
對照組1例患者(王某),73歲,男性,小學(xué)教育程度。腦CTP顯示,雙側(cè)CBV、CBF、MTT和TTP未見明顯異常。見圖1。
VCIND組1例患者(張某),61歲,女性,初中教育程度。腦CTP顯示,左側(cè)腦葉CBV和CBF下降,左側(cè)腦葉MTT和TTP延長。見圖2。
VD組1例患者(張某),64歲,女性,初中教育程度。腦CTP顯示,左側(cè)腦葉CBV和CBF下降,左側(cè)腦葉MTT和TTP延長。見圖3。
表9 各腦區(qū)局部CBV與MMSE評分和CDT評分的相關(guān)性
圖1 對照組1例患者的腦CTP
圖2 VCIND組1例患者的腦CTP
圖3 VD組1例患者的腦CTP
腦血管疾病導(dǎo)致的認知功能障礙是老年癡呆的第二大病因。對于發(fā)展中國家而言,老年癡呆癥的社會負擔(dān)將在今后10年內(nèi)持續(xù)增加[16-17]。
VCI與臨床卒中或亞臨床血管損傷有關(guān),至少有一個認知領(lǐng)域受損[18],其發(fā)病機制可能是腦損傷后直接或間接作用(減少腦灌注,引起氧化應(yīng)激、神經(jīng)退化、炎癥、葡萄糖代謝減少、白質(zhì)異常、血管密度降低)導(dǎo)致認知功能區(qū)受損[19]。近年來,隨著對VCI發(fā)病機制研究的加深,VCIND概念的提出,以及多項研究均不同程度提示VCIND轉(zhuǎn)化為VD的高危險性[20-21],說明早期識別和干預(yù)VCI的重要性。
1983年Axel首次利用動態(tài)CT掃描技術(shù)和對比劑團注射法獲得腦的CBF和CBV定量數(shù)值。隨著影像技術(shù)的發(fā)展,CTP已被廣泛應(yīng)用于腦卒中患者血管儲備功能的臨床評價[22]。CTP檢查可提供局部CBV、局部CBF、MTT和TTP四個重要參數(shù),評估腦組織的血流灌注和代償情況。
目前研究發(fā)現(xiàn),VCI患者腦組織中有單一或多發(fā)局灶性代謝降低和血流灌注減少[23]。本研究發(fā)現(xiàn),VD組和VCIND組在額葉、顳葉、頂葉的局部CBV低于對照組;額葉、左側(cè)顳葉、頂葉的低灌注與MMSE評分呈正相關(guān)。說明在VCI患者中,不同程度的認知障礙均存在腦血流灌注不足。
VD組與VCIND組額葉、顳葉的局部CBV有顯著性差異,提示隨著認知障礙程度的進展,局部腦血容量亦隨之降低。而其他無顯著性差異的結(jié)果提示,VCI患者腦缺血早期存在腦血管代償效應(yīng)。
VD組和VCIND組在左側(cè)顳葉、左側(cè)頂葉和半卵圓中心的MTT和TTP高于對照組,說明隨著認知障礙程度加重,對比劑通過時間延長,可在腦血流降低以前發(fā)現(xiàn)局部缺血的改變。該結(jié)果還提示,左側(cè)半球損傷可能早于右側(cè),考慮與優(yōu)勢半球(左側(cè))的邏輯思維、分析綜合和計算能力下降有關(guān)。
國內(nèi)一項研究[24]就輕度VCI患者和VD患者的SPECT腦血流變化分析發(fā)現(xiàn),兩組與對照組相比,額葉、顳葉、頂葉和基底節(jié)區(qū)局部腦血流灌注減少,以額顳葉減少為顯著。本研究中VD組和VCIND組與對照組比較,各腦區(qū)的CBF值均有低于對照組的趨勢,考慮CBF主要指單位時間內(nèi)流經(jīng)一定體積腦組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)血流量,易受患者血管大小及毛細血管開放數(shù)量的影響[25]。
另有研究表明,腦白質(zhì)病變(white matter lesions,WML)與認知功能相關(guān),是引發(fā)癡呆的原因之一[26]。WML在老年人中很常見,在缺血性腦卒中患者中占44%[27]。WML是一種腦小血管病變,是由于大腦慢性缺血或低灌注引起白質(zhì)脫髓鞘和軸突丟失的一種病理改變[28]。從解剖學(xué)上看,半卵圓中心為腦白質(zhì)區(qū),本研究結(jié)果顯示,不同程度的VCI患者在半卵圓中心的局部CBV、CBF均下降趨勢。
本研究結(jié)果與既往SPECT腦血流灌注研究結(jié)果相符,故CTP作為一種評價血流動力學(xué)的檢查方法,可為VCI的早期干預(yù)提供影像學(xué)依據(jù)。
VCI早期識別的重要意義在于預(yù)防,故對其影響因素的研究并予早期干預(yù)是至關(guān)重要的。本研究發(fā)現(xiàn),VCIND組與VD組的糖尿病發(fā)生率均高于對照組,以此推斷缺血性腦卒中合并上述危險因素的患者發(fā)生認知損傷的危險性增加,與多數(shù)相關(guān)研究結(jié)果一致[29-30]。本研究亦發(fā)現(xiàn),年齡和糖尿病病史是卒中后認知障礙的獨立危險因素。
本研究在受教育程度、高血壓、血脂異常、同型半胱氨酸、冠心病、吸煙史、飲酒史等腦血管疾病危險因素對比結(jié)果顯示無顯著性差異,有待擴大樣本量進一步研究。
VCI的影響因素包括可干預(yù)的和不可干預(yù)的,應(yīng)盡早識別可干預(yù)影響因素并予有效干預(yù),以延緩或防止認知障礙進展到癡呆階段。由此提示我們對腦血管疾病危險因素及早控制的重要意義。
綜上所述,不同程度的VCI患者均存在腦血流灌注降低,左側(cè)半球損傷可能早于右側(cè)。目前有研究發(fā)現(xiàn)[31],卒中后患者易出現(xiàn)認知功能受損,故VCI的預(yù)防主要包括腦血管疾病危險因素的控制及其對癥處理。
本研究局限于本院收集的患者資料,同時研究樣本量小、缺乏長期隨訪,可進一步擴大樣本量并對卒中患者的認知功能進行動態(tài)隨訪,結(jié)合腦CTP早期發(fā)現(xiàn)血流異常,為臨床早期診斷VCI并進行有效干預(yù)提供可靠依據(jù)。