賀夢菲,尹昌浩,曹文慧,孫文強,趙維納
作者單位 1157000 牡丹江牡丹江醫(yī)學院
2牡丹江醫(yī)學院附屬紅旗醫(yī)院神經(jīng)內科
血管性認知障礙(vascular cognitive impairment,VCI)是指腦血管病危險因素、明顯或不明顯的腦血管病引起的、從輕度認知障礙到癡呆的一大類綜合征[1]。目前,隨著人類壽命的延長,癡呆的發(fā)病率越來越高,預計2050年我國癡呆人口將達2800萬[2]。VCI已成為癡呆的第二大常見原因,僅次于阿爾茨海默病[3]。由于VCI起病比較隱匿,其早期識別及準確診斷尚存在困難。功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)具有無創(chuàng)性、高時間和空間分辨率等特點,可有效反映VCI患者腦組織形態(tài)學及功能學的變化信息。本文概述近年VCI領域的研究進展,旨在為其早期診斷及評估預后等方面提供影像學依據(jù)。
1.1 VCI的分類方式 根據(jù)病因、病理、臨床癥狀、影像學特征等可進行不同分類。目前根據(jù)病因分類有:①危險因素相關性;②缺血性;③出血性;④其他腦血管病性;⑤腦血管病合并癡呆。根據(jù)程度分類有:①非癡呆性血管性認知障礙(vascular cognitive impairment with no dementia,VCIND):患者基本的日常生活能力沒有受損,未達到癡呆的診斷標準。②血管性癡呆(vascular dementia,VaD):患者的認知功能障礙明顯損害其日常生活能力、職業(yè)或社交能力,符合癡呆的診斷標準[4]。
1.2 診斷 VCI的診斷需具備3個核心要素:①認知損害:主訴或知情者報告患者有認知損害,且客觀檢查也有認知損害的證據(jù),客觀檢查證實認知功能較以往減退。②血管因素:包括血管危險因素、卒中病史、神經(jīng)系統(tǒng)局灶體征、影像學顯示的腦血管病證據(jù)。③認知障礙與血管因素:認知障礙與血管因素有因果關系,并能除外其他導致認知障礙的原因[4]。對于認知障礙的診斷需要有患者主訴、知情者報告或者客觀檢查證實存在認知缺損[5]。VCI發(fā)病機制各異,表現(xiàn)多種多樣,發(fā)病隱匿,尤其當同時合并其他早期神經(jīng)變性疾病時診斷存在爭議,因此特異性神經(jīng)影像表現(xiàn)對于VCI的診斷十分重要。
利用VCI患者大腦病變時血流灌注、代謝等發(fā)生變化產生MRI上微小信號的改變,通過血氧水平依賴功能磁共振(blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging,BLOD-fMRI)、磁共振波譜技術(magnetic resonance spectroscopy,MRS)、灌注加權成像技術(perfusion weighted imaging,PWI)等檢查方法,明確腦部功能的相關變化。與其他檢查方法相比,MRI具有較高的時間和空間分辨率,能無創(chuàng)性直觀地反映相關皮層的功能變化[6]。
2.1 血氧水平依賴功能磁共振 BLOD-fMRI是根據(jù)大腦中不同功能活動區(qū)血流動力學變化以獲得腦激活圖像。激活區(qū)腦血流量增加超過耗氧量增加,從而導致激活區(qū)血氧濃度升高。氧合血紅蛋白及脫氧血紅蛋白不同引起相應區(qū)域的磁順應性不同,從而被MRI的回波序列采集到,再利用相關的計算軟件繪制出不同功能狀態(tài)下的腦區(qū)圖[7]。BOLD技術主要包括任務相關fMRI和靜息態(tài)fMRI,靜息態(tài)fMRI主要是指患者保持頭部固定、清醒、閉眼并且不進行任何思維活動的檢查[8]。Hai-Long Lin等[9]利用低頻振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)方法對22例VCIND和23例對照組研究發(fā)現(xiàn),VCIND組在雙側額下回和顳上回及左側島葉的ALFF較對照組高,而在舌回、小腦后葉、前扣帶皮層、右楔葉和舌回、雙側后扣帶皮層和前楔葉較對照組低。任務態(tài)fMRI是對進行某項任務刺激時的患者進行掃描,該患者完成任務時相應腦組織區(qū)發(fā)生血流信號變化。Alexander Schaefer等[10]應用任務態(tài)fMRI發(fā)現(xiàn)皮質下缺血性認知障礙患者大腦激活區(qū)的減弱和增強與腦白質損害有關。Vijay K.Venkatraman等[11]報道,腦白質損傷的患者在進行精神心理活動時運動區(qū)和運動前區(qū)活動減弱。此外,默認網(wǎng)絡系統(tǒng)是指在靜息狀態(tài)下時,中樞神經(jīng)系統(tǒng)處于激活狀態(tài),在執(zhí)行目標任務時活動減弱的部分腦區(qū),這些腦區(qū)主要包括:后扣帶回,額葉內側面,顳前葉,頂葉,雙側角回,顳葉外側,海馬,頂下小葉等[12]。馬思懿等[13]研究在靜息狀態(tài)下,VCIND患者的大腦默認模式網(wǎng)絡存在異常,并存在以執(zhí)行功能障礙為主的多個領域的認知功能損害,其認知功能障礙可能與額葉-皮質下環(huán)路受損有關。
2.2 磁共振波譜技術 MRS技術是唯一無損傷測定活體內某一特定組織區(qū)域化學成分的技術,利用了MRI中的化學移位現(xiàn)象測定分子的空間構型和組成。目前常用的核素有1H、13C、19F、23Na、31P。Sebastian Herminghaus等[14]研究發(fā)現(xiàn)VaD患者N-乙酰天門冬氨酸(N-acetyaspartate,NAA)/肌酸(creatine,Cr)和磷酸肌酸(creatine phosphocreatine,CP)比值下降,肌醇(myoinositol,MI)/Cr比值升高,并且此改變廣泛存在于VaD患者的全腦。Ulrich Pilatus等[15]發(fā)現(xiàn)NAA和Cr的濃度下降可以預測認知障礙患者認知功能的進行性下降。Xiaoqun Zhu等[16]研究發(fā)現(xiàn)遺忘型輕度認知障礙(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)海馬區(qū)的NAA/Cr比值下降,血管性輕度認知障礙卻表現(xiàn)為前額葉的NAA/Cr比值下降。aMCI患者海馬區(qū)的NAA/Cr比值與近期記憶存在正相關關系,而VCI患者前額葉的NAA/Cr比值與非記憶認知功能存在正相關。有研究者對25例aMCI患者、28例VCIND患者和32例正常對照進行研究發(fā)現(xiàn),aMCI患者相比對照組或VCIND患者,其雙側后扣帶回及枕葉NAA/MI值下降,而VCIND患者相較于對照組或aMCI患者在雙側額葉白質和左枕葉白質以及右背側丘腦顯示較低的NAA/膽堿(choline,Cho)比值。與對照組相比,aMCI患者在雙側后扣帶回、左側楔前葉及右背側丘腦表現(xiàn)出較低的NAA和NAA/Cr比值,而VCIND患者在雙側丘腦及額葉白質表現(xiàn)出較低的NAA/Cr比值。此外,還觀察到aMCI患者右后扣帶回的MI增加,VCIND患者左額葉白質的Cho增加,這對臨床上診斷這兩種疾病提供了鑒別方向[17]。李新文等[18]通過MRS技術對30例卒中VCIND和30例卒中后認知功能正常組以及30例健康對照組研究發(fā)現(xiàn),VCIND組雙側NAA/Cr值低于認知功能正常組和健康對照組,認知功能正常組低于健康對照組;VCIND組、認知功能正常組右側Cho/Cr值高于健康對照組;VCIND組左側Cho/Cr值高于認知功能正常組和健康對照組,認知功能正常組高于健康對照組;神經(jīng)心理相關量表與雙側NAA/Cr呈正相關,與左側Cho/Cr呈負相關。
MRS能早期、便捷、全面、客觀地評定血管性認知障礙,并為VCI的早期診斷及分型提供客觀依據(jù),與神經(jīng)心理相關量表相結合能夠更全面、客觀地評價認知功能障礙。
2.3 灌注加權成像技術 PWI技術是借助一定方法標記血液,采用快速成像方法獲得圖像的一種成像技術,對組織微循環(huán)的灌注十分敏感,可以反映缺血腦組織的微循環(huán)灌注狀態(tài)。包括動態(tài)磁敏感對比增強(dynamic susceptibility contrast,DSC)和動脈自旋標記(arterial spin labeling,ASL)[19]。主要的灌注參數(shù)有腦血流量(cerebral blood flow,CBF)、腦血容量(cerebral blood volume,CBV)、平均通過時間(mean transit time,MTT)和達峰時間(time to peak,TTP)。DSC主要是利用對比劑示蹤技術獲得灌注圖像,可反映組織微血管的血流動力學情況。ASL主要是激發(fā)血管內水分子作為內源性對比劑測量局部血流量,其完全無創(chuàng),可以更精確評估腦血流,一般多用于腦梗死患者血流灌注狀態(tài)的檢查。Yawen Sun等[20]對53例有認知障礙和無認知障礙的皮質下缺血性血管疾病患者行ASL研究發(fā)現(xiàn),與對照組相比,皮質下血管認知障礙組腦血流量彌漫性減少,左側海馬、左側顳上極回、右額上眶葉、右內側額葉眶葉、右顳中葉、左丘腦和右腦島與局部CBF值呈顯著正相關。顳葉、海馬和額葉、丘腦、島葉的灌注不足與認知功能損害的程度相關。腦血流與認知的相關關系表明這一功能標志物可早期檢測及鑒別VCI。Yong-Zhe Gao等[21]對通過ASL比較阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)和VaD組吸入二氧化碳的腦血管反應時發(fā)現(xiàn),AD組雙側顳葉及額葉局部CBF顯著降低,VaD組顳葉及左側額葉局部CBF較低。這可能成為AD與VaD的鑒別診斷之一。
目前,MR-PWI研究較多應用于AD的研究,而關于VCI的較少,但PWI作為無創(chuàng)性檢測組織微循環(huán)血流量的敏感手段,有必要得到進一步研究。
VCI的功能影像學主要從大腦白質及皮質代謝、擴散、灌注變化等方面研究VCI引起大腦功能變化及其與認知之間的關系。VCI起病隱匿,其早期識別及準確診斷尚存在一定困難,因此將功能磁共振、結構磁共振及神經(jīng)心理量表評測有機結合將為今后研究VCI提供更廣闊的思路。