凌晴 辛曉瑜 湯薈冬

腦卒中后認知功能障礙（PSCI）發(fā)病率較高，國外文獻報道其發(fā)病率為20%～80%［1］，我國基于社區(qū)人群的流行病學調查顯示其總體發(fā)病率高達80.97%［2］，嚴重影響日常生活活動能力和社會功能，目前已成為國內外腦卒中研究的熱點。腦卒中后認知功能障礙的發(fā)生機制尚未完全闡明，既往研究多針對梗死灶局部或皮質病變［3-4］，而關于皮質下結構損傷對腦卒中后認知功能障礙發(fā)病機制影響的研究較少［5］。近年發(fā)現(xiàn)腦白質完整性破壞可以引起認知功能減退［6-8］，鑒于此，本研究以皮質下梗死后認知功能障礙患者為研究對象，采用擴散張量成像（DTI）分析關鍵腦區(qū)白質纖維束的完整性和損傷程度，以探討腦卒中后認知功能障礙形成的腦白質結構基礎。

資料與方法

一、臨床資料

1.納入標準（1）缺血性卒中的診斷符合《中國腦血管疾病分類2015》［9］診斷標準，并經(jīng)頭部CT或MRI檢查證實。（2）首次發(fā)作。（3）年齡30～69歲。（4）病程3～12周。（5）受教育程度≥5年。（6）單側病變且病灶位于內囊和基底節(jié)區(qū)，無皮質受累。（7）存在明確的認知功能障礙，蒙特利爾認知評價量表（MoCA）評分＜26。（8）生命體征平穩(wěn)。（9）無MRI檢查禁忌證。

2.排除標準（1）既往有腦卒中病史。（2）雙側病變。（3）小腦或腦干梗死。（4）存在其他導致認知功能障礙的病因。（5）既往罹患其他腦部疾病或有腦部手術史。（6）既往有惡性腫瘤史。（7）生命體征不平穩(wěn)或重要器官功能衰竭。（8）不能配合完成MRI檢查。

3.一般資料選擇2016年3月至2018年12月在上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院神經(jīng)科和復旦大學附屬上海市第五人民醫(yī)院康復醫(yī)學科住院治療的皮質下梗死患者37例，男性29例，女性8例；年齡37～69歲，平均為（52.27±7.76）歲；受教育程度5～22年，平均（9.62±3.77）年；病程21～74 d，平均（32.81±10.59）d；病變位于左側19例（51.35%），右側18例（48.65%）。

二、研究方法

1.認知功能評價所有患者均于發(fā)病后21～74 d采用MoCA量表北京版評價認知功能，包括視空間與執(zhí)行功能（5分）、命名（3分）、注意力（6分）、語言（3分）、抽象思維（2分）、延遲回憶（5分）和定向力（6分）共8個認知域，總評分30，評分≥26為認知功能正常、＜26為認知功能障礙，受教育程度≤12年者總評分加1。

2.MRI檢查（1）檢查方法：所有患者均于評價認知功能的同時，采用德國Siemens公司生產的Magnetom Skyra 3.0T超導MRI掃描儀行DTI掃描，采取自旋回波序列-回波平面成像（SE-EPI），掃描參數(shù)為，重復時間（TR）8600 ms、回波時間（TE）95 ms，掃描視野（FOV）256 mm×256 mm，矩陣128×128，層厚2 mm、層間距為零，掃描層數(shù)75層，擴散梯度方向30個，b為1000 s/mm2。（2）數(shù)據(jù)采集與處理：采用MRIcron（http：//www.mccausl and center.sc.edu/mricro/mricron）、FSL（http：//fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/）和PANDA（http：//www.nitrc.org/projects/panda）工 具 包進行數(shù)據(jù)處理，采用MRIcron工具包的dcm2niigui工具將原始DICOM圖像轉換為NIFTI格式；采用FSL工具包的fslroi工具提取b0圖像，BET工具對b0圖像剝離頭皮，制作腦組織模板；eddy_correct工具行DTI圖像渦流校正和頭動校正；dtifit工具擬合計算生成DTI各項參數(shù)；flirt線性配準工具將DTI圖像經(jīng)3D-T1WI圖像配準至加拿大蒙特利爾神經(jīng)病學研究所（MNI）坐標空間，行高斯平滑；基于約翰·霍普金斯大學白質模板（JHU ICBM-DTI-81）將全腦分割為50個主要腦白質區(qū)，最終提取相應興趣區(qū)（ROI），計算各腦區(qū)部分各向異性（FA）。基于上述步驟采用PANDA工具包批處理以獲得各興趣區(qū)的FA值，評價白質纖維束微結構改變和損傷程度。

3.統(tǒng)計分析方法采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。呈正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，全腦關鍵興趣區(qū)白質纖維束FA值與MoCA評分的相關性采用Pearson相關分析和偏相關分析，并采用多因素線性逐步回歸分析驗證二者的線性數(shù)量關系（α入=0.05，α出=0.05）。以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

Pearson相關分析顯示，皮質下梗死后認知功能障礙患者MoCA評分與胼胝體膝部和壓部，患側內囊前肢、前后放射冠、矢狀層和鉤束，雙側外囊、扣帶回、海馬、穹隆、上縱束（SLF）、下額枕束（IFOF）和內囊晶狀體后部FA值呈正相關（均P＜0.05，表1）；偏相關分析顯示，MoCA評分與患側內囊前肢、前后放射冠、鉤束、上縱束和下額枕束，健側扣帶回及雙側外囊FA值呈正相關（均P＜0.05，表2）。進一步行多因素線性逐步回歸分析，獲得回歸方程Y（MoCA評分）=-12.465+57.161（患側上縱束FA值）+29.977（患側下額枕束FA值），表明患側上縱束和下額枕束FA值與MoCA評分存在線性回歸關系（均P＜0.05，表3）。上縱束和下額枕束的白質纖維束分布參見圖1。

圖1 頭部DTI檢查所見1a上縱束是連接大腦前后的雙向聯(lián)絡神經(jīng)纖維（藍色區(qū)域所示），位于島葉上方，連接額顳頂枕葉1b下額枕束是穿過顳葉和島葉深部的長聯(lián)絡神經(jīng)纖維（綠色區(qū)域所示），連接額顳枕葉和基底節(jié)區(qū)Figure 1 Brain DTI findings The superior longitudinal fasciculus(SLF)was a pair of long bidirectional association fiber bundle that extended above the insula and connected the frontal,occipital,parietal and temporal lobes(blue areas indicate,Panel 1a).The inferior fronto-occipital fasciculus(IFOF)was a long associative bundle that passed through in the depth of temporal lobe and insula,connecting occipital cortex,temporo-basal areas and the frontal lobe(green areas indicate,Panel 1b).

表1 全腦關鍵興趣區(qū)白質纖維束FA值與MoCA評分的Pearson相關分析Table 1.Pearson correlation analysis of FA values in the key ROIs and MoCA score

表2 全腦關鍵興趣區(qū)白質纖維束FA值與MoCA評分的偏相關分析Table 2.Partial correlation analysis of FA values in the key ROIs and MoCA score

表3 全腦關鍵興趣區(qū)白質纖維束FA值與MoCA評分的多因素線性逐步回歸分析Table 3.Multiple linear regression analysis of FA values in the key ROIs and MoCA score

討 論

腦卒中后認知功能障礙系指腦卒中后發(fā)生的認知功能減退，是腦卒中的嚴重并發(fā)癥，也是血管性認知損害（VCI）的重要亞型。皮質下梗死后認知功能障礙的發(fā)病機制復雜，除梗死灶局部直接造成腦結構損傷外，腦白質纖維束完整性破壞也影響皮質和皮質下結構連接以及關鍵腦區(qū)之間聯(lián)系，導致認知功能障礙。

DTI是無創(chuàng)性白質纖維束成像技術，可用于腦白質結構損傷的定位診斷，F(xiàn)A值是其常用參數(shù)，是評價腦卒中患者白質纖維束完整性和致密性的重要指標［10］。近年研究顯示，F(xiàn)A值與記憶力、執(zhí)行功能等認知域之間存在明顯關聯(lián)性［11-12］，可作為認知功能的重要評價指標。MoCA量表判斷認知功能障礙具有更高的敏感性和特異性，可較好反映出認知功能障礙程度［13-14］。因此，本研究采用DTI評估皮質下梗死后認知功能障礙患者白質纖維束完整性損傷部位和嚴重程度，通過分析關鍵腦區(qū)FA值與MoCA評分的相關性和線性數(shù)量關系，篩選出關鍵興趣區(qū)，偏相關分析顯示，MoCA評分與患側內囊前肢、前后放射冠、鉤束、上縱束和下額枕束，健側扣帶回及雙側外囊FA值呈正相關；進一步將MoCA評分作為因變量，將上述關鍵興趣區(qū)FA值作為自變量，獲得多因素線性逐步回歸方程，Y（MoCA評分）=-12.465+57.161（患側上縱束FA值）+29.977（患側下額枕束FA值），表明患側上縱束和下額枕束FA值與MoCA評分存在線性回歸關系，因此認為，通過DTI定量分析這兩條白質纖維束可以預測認知功能障礙嚴重程度。有學者將皮質下缺血性腦血管病患者分為非癡呆型血管性認知損害組和認知功能正常組，比較二者白質纖維束的完整性以及認知功能障礙與腦白質微結構之間的相關性，結果顯示，與對照組相比，認知損害組FA值顯著降低的腦區(qū)有胼胝體、右側內囊、雙側放射冠和丘腦后輻射，左側扣帶、雙側下縱束、右側上縱束和雙側下額枕束等，同時大腦連合纖維、聯(lián)絡纖維和投射纖維均存在不同程度的白質改變［15-16］，與本研究結果相符。然而本研究未設立認知功能正常的對照組，故在廣泛受損的腦區(qū)中通過多因素線性逐步回歸分析篩選與認知功能呈線性回歸關系的白質纖維束，從而得出通過DTI定量分析患側上縱束和下額枕束FA值可以預測認知功能障礙嚴重程度。

白質纖維束可以分為連接雙側大腦半球皮質的連合纖維、同側大腦半球皮質間相互聯(lián)系的聯(lián)絡纖維和連接大腦皮質與皮質下結構上下行走向的投射纖維。聯(lián)絡纖維主要包括上下縱束、上下額枕束、鉤束和扣帶等纖維，其中，上縱束是連接大腦前后的雙向聯(lián)絡神經(jīng)纖維，位于島葉上方和半卵圓中心外側，貫穿額顳頂枕葉；下額枕束主要連接額葉與枕葉。本研究發(fā)現(xiàn)皮質下梗死患者聯(lián)絡纖維中上縱束和下額枕束結構完整性與認知功能密切相關，可能是額葉-皮質下環(huán)路的交互連接傳導損傷所致。Zuo等［17］基于DTI的認知功能研究顯示，基底節(jié)區(qū)梗死后認知功能障礙患者胼胝體、穹隆、雙側前放射冠、下額枕束和上縱束、患側皮質脊髓束、大腦腳、內囊后肢和健側外囊FA值均下降，提示上縱束和下額枕束損傷與認知功能障礙相關，與本研究結論相一致。Koyama等［18-19］同樣發(fā)現(xiàn)，上縱束相對部分各向異性（rFA）值與缺血性和出血性卒中患者認知功能評分密切相關，提示上縱束在腦卒中后認知功能障礙的發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用，通過DTI評估上縱束完整性可以預測腦卒中后的認知功能。Chen等［20］還發(fā)現(xiàn)雙側丘腦前輻射、下縱束、下額枕束和右側上縱束平均擴散率（MD）與記憶功能呈負相關。MD值也是DTI的定量指標，腦卒中相關研究中FA值較MD值可以更敏感地反映腦白質微結構的完整性，故本研究以FA值為主要定量指標。除外腦卒中后認知功能障礙，2型糖尿病患者腦白質微結構完整性與認知功能的關系也備受關注，糖尿病后認知功能障礙患者白質纖維中右側下額枕束和下縱束完整性破壞可以加速情景記憶和注意力損害［21］。上述針對不同病因致認知功能障礙的研究均表明上縱束和下額枕束完整性改變可以作為認知功能障礙的影像學標記。然而，通過DTI探討腦卒中后認知功能障礙的受損腦區(qū)并不統(tǒng)一。針對腔隙性梗死的研究顯示，胼胝體體部和膝部FA值下降［7］。本研究Pearson相關分析顯示，胼胝體存在廣泛損傷，胼胝體膝部和壓部均與MoCA評分呈正相關關系，但進一步的偏相關分析和多因素線性逐步回歸并未驗證二者與MoCA評分有線性回歸關系，推測可能與所納入患者梗死部位不同有關。此外，通過白質纖維束數(shù)目評估其完整性的認知功能研究顯示，輕度認知損害（MCI）患者記憶力與右側鉤束數(shù)目減少相關，而語言和視空間功能與右側扣帶數(shù)目減少相關［22］。雖然上述各項研究采用DTI評價白質纖維束完整性的方法不同，但均為白質纖維束完整性與認知功能的相關性研究拓展了思路。

既往有研究發(fā)現(xiàn)，與受損白質纖維束相連的灰質和海馬均發(fā)生萎縮［23］。因此，本研究仍存在一些不足之處，僅采用DTI探討皮質下梗死后認知功能障礙與特定白質纖維束之間的關系，如果能夠結合灰質體積和fMRI等神經(jīng)影像技術深入探討白質和灰質結構和功能變化，將更有助于闡明腦卒中后認知功能障礙的發(fā)生機制并預測預后。

綜上所述，正常的認知功能基于廣泛的白質纖維束結構完整。通過DTI識別白質纖維束損傷部位并通過FA值定量分析損傷程度，對腦卒中后認知功能障礙的早期診斷、精準治療和預測預后具有重要指導意義。

利益沖突無