單發(fā)皮層下缺血性卒中的VCIND患者認(rèn)知及微結(jié)構(gòu)改變*

王 紅,張 敬,于春水,程 焱,薛 蓉△

(1.天津市中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院腦病二科 300120；2.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科 300052；3.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 300052)

皮層下小梗死灶又稱腔隙灶，傳統(tǒng)意義上主要指的是由于穿支動脈固有病變造成的皮層下的缺血性卒中。但是隨著科學(xué)技術(shù)及檢查手段的提高，發(fā)現(xiàn)其同時也提示著大血管病變[1]。這就為研究無論是穿支動脈病變還是大動脈病變造成的單發(fā)皮層下缺血性卒中患者認(rèn)知功能下降提供了一定的基礎(chǔ)。卒中后認(rèn)知障礙作為腦卒中的一大并發(fā)癥，預(yù)防及延緩卒中后認(rèn)知障礙的發(fā)生刻不容緩。而非癡呆型血管性認(rèn)知障礙(vascular cognitive impairment not dementia,VCIND)為卒中后認(rèn)知障礙的早期階段，成為預(yù)防血管性癡呆發(fā)生、發(fā)展的必然關(guān)注焦點。彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)能夠檢測出常規(guī)MRI不能發(fā)現(xiàn)的異常改變，從而達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)篩查VCIND。本研究旨在探討單發(fā)的皮層下缺血性卒中的VCIND患者認(rèn)知受損特征，應(yīng)用DTI技術(shù)評價其腦部微結(jié)構(gòu)受損情況。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇單發(fā)皮層下缺血性卒中患者50例。缺血性卒中患者核磁納入標(biāo)準(zhǔn)：梗死病灶位于一側(cè)皮層下，單發(fā)，最大直徑小于2 cm[2]。8例未能順利完成量表測評被排除；根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)及排除標(biāo)準(zhǔn)，排除7例；6例因不能耐受核磁掃描未完成數(shù)據(jù)采集。剩下29例，根據(jù)認(rèn)知評價結(jié)果分為VCIND組14例，其中男10例，女4例，平均年齡(57.15±6.23)歲，平均受教育年限(10.15±2.51)年；SCI組(無VCIND)15例，其中男8例，女7例，平均年齡(57.60±7.33)歲，平均受教育年限(11.60±2.75)年。NC組(無缺血性卒中及認(rèn)知障礙志愿者)12例，其中男9例，女3例，平均年齡(56.67±4.74)歲，平均受教育年限(11.00±2.12)年，1例未完成核磁掃描。VCIND組與其他兩組比較，年齡及受教育年限差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。VCIND組入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)認(rèn)知功能減退的主訴或知情人提供的臨床顯著的認(rèn)知功能減退；(2)不符合DSM-Ⅳ癡呆診斷標(biāo)準(zhǔn)；(3)臨床癡呆量表(clinical dementia rating,CDR)=0.5；(4)簡易智能狀態(tài)檢查表(mini mental state exam,MMSE)≥24分；(5)Hachinski缺血指數(shù)大于7；(6)日常生活活動能力(ADL)<25分；(7)符合核磁入組標(biāo)準(zhǔn)。NC組入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)無認(rèn)知功能減退主訴；(2)MMSE≥28分；(3)CDR評分為0；(4)ADL<25分。本試驗排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)抑郁自評量表(SDS)標(biāo)準(zhǔn)分大于50分；(2)因頭部損傷或腦腫瘤出現(xiàn)認(rèn)知障礙的患者；(3)嗜酒、吸毒或其他精神性藥物濫用者，伴有嚴(yán)重的神經(jīng)功能缺損患者。(4)嚴(yán)重焦慮抑郁(HAMD)≥17分等精神疾病史患者。

1.2研究方法 所有符合入組標(biāo)準(zhǔn)的受試者均行核磁T1、T2成像，彌散張量(deffusion tensor imaging,DTI)檢查、Hachinski缺血量表評分，ADL評分,認(rèn)知功能評分及Hamilton焦慮抑郁量表評分。認(rèn)知功能評分包括：CDR評分、MMSE評分、蒙特利爾認(rèn)知功能評分(montreal cognitive assessment,MoCA)。按照三維平移超過2 mm、三維旋轉(zhuǎn)超過2°影像學(xué)剔除標(biāo)準(zhǔn)，剔除3例影像學(xué)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計用SPM8.0軟件。

1.3成像設(shè)備和成像參數(shù) 采用GE HD-X 3.0T超導(dǎo)性磁共振掃描儀，頭部八通道相控陣線圈。

掃描參數(shù)如下：重復(fù)時間(repetition time,TR)=7.8 ms，回波時間(echo time,TE)=3 ms，反轉(zhuǎn)角=13°，矩陣(matrix)=256×256，視野(field of view,FOV)=25.6 cm×25.6 cm，層厚1 mm，層間距0 mm，層數(shù)176層。

DTI數(shù)據(jù)掃面參數(shù)如下：TE=72.1 ms,TR=11 000.0 ms，矩陣=128×128，激勵次數(shù)：1次，F(xiàn)OV=25.6 cm,層厚=3 mm,層間距=0 mm，層數(shù)50層，b=1 000層。

2 結(jié) 果

2.1DTI數(shù)據(jù) 在嚴(yán)格控制頭動等影響因素后，最終符合要求進(jìn)入統(tǒng)計的數(shù)據(jù)為SCI組15例，VCIND組13例，NC組9例。

2.2VINCD組與其他兩組認(rèn)知評估比較分析 對入組者進(jìn)行MoCA評分，VCIND組MoCA平均(22.78±3.68)分，SCI組平均(26.87±0.92)分，NC組平均(26.11±0.33)分，VCIND組與其他兩組總體評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。VCIND組在計算、即時記憶、注意力、語言流暢性、延遲回憶、定向力領(lǐng)域得分情況與SCI組比較差有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其余各領(lǐng)域得分與SCI組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；VCIND組執(zhí)行能力、延遲回憶領(lǐng)域得分明顯低于SCI組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 VCIND組與各組各認(rèn)知領(lǐng)域得分比較分)

P1為VCIND組與NC組比較，P2為VCIND組與SCI組比較

2.3VCIND組與SCI組DTI數(shù)據(jù)比較 VCIND組與SCI組比較，F(xiàn)A值下降最明顯區(qū)域主要在右側(cè)前額葉眶額回內(nèi)側(cè)皮層，前扣帶區(qū)域，團(tuán)塊大小為193個體素，t=4.61，峰值坐標(biāo)為X=12，Y=38，Z=-6(圖1)，兩組比較，MD圖VCIND增高部位在右側(cè)眶額回，團(tuán)塊大小為73個體素，t=6.48，峰值坐標(biāo)為X=56，Y=32，Z=-4(圖2)。AlphaSim校正團(tuán)塊大于或等于64個體素(P<0.05)。

2.4VCIND組與NC組DTI數(shù)據(jù)比較 VCIND組與NC組比較FA值下降區(qū)域主要位于雙側(cè)海馬旁回，左側(cè)前額葉皮層，左側(cè)顳中回，右側(cè)額下回、島葉，左側(cè)枕葉，右側(cè)距狀皮層，楔葉及額下回蓋部(表2、圖3)。兩組比較,VCIND組在MD圖上較NC組增高部位在左側(cè)島葉、額中回，腦室旁白質(zhì)(表3、圖4)，AlphaSim校正團(tuán)塊大于或等于64個體素(P<0.05)。

L:左側(cè)，R：右側(cè)，A：前部，P：后部

圖1 VCIND組與SCI組比較FA值下降區(qū)域

L:左側(cè)，R：右側(cè)，A：前部，P：后部

圖2 VCIND組與SCI組比較MD值增高區(qū)域

表2 VCIND組與NC組比較FA值下降解剖區(qū)、t值、坐標(biāo)值

MNI坐標(biāo)指由montreal neurological institute(MNI)制訂的人腦三維坐標(biāo)定位系統(tǒng)

圖3 VCIND組與NC組比較FA值下降腦區(qū)

表3 VCIND與NC組比較MD值增高解剖區(qū)、t值、坐標(biāo)值

MNI坐標(biāo)指由montreal neurological institute(MNI)制訂的人腦三維坐標(biāo)定位系統(tǒng)

左側(cè)腦室旁白質(zhì)、左側(cè)島葉、左側(cè)額中回皮層

圖4 VCIND與NC組比較MD值增高腦區(qū)

3 討 論

加拿大健康老齡化研究所研究發(fā)現(xiàn)，大于65歲人群中VCIND的患病率為2.6%，而血管性癡呆(VaD)為1.5%[3]，認(rèn)知下降50%的原因是因為血管因素[4]，其癡呆的轉(zhuǎn)化率為認(rèn)知功能正常人群的3倍[5]。隨著篩查手段及認(rèn)識的提高，癡呆的患病率越來越高[6]。由此可見對VCIND的早期識別、篩查及診斷尤為重要。

本研究對認(rèn)知受損情況分析顯示,VCIND患者在執(zhí)行功能、即時記憶、注意力、計算、語言流暢性、延遲回憶、定向力領(lǐng)域均明顯低于SCI組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。對血管性認(rèn)知障礙(VCI)認(rèn)知功能損害的傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，其執(zhí)行功能損害嚴(yán)重，而記憶功能相對保留[7]。本研究雖然與其不一致，但隨著近年來對VCI的深入研究顯示，其認(rèn)知功能損害呈現(xiàn)多樣性，各個研究結(jié)果不盡相同，本研究結(jié)果與以往部分研究結(jié)果一致[8]。

DTI技術(shù)正是利用人體不同組織具有不同的微結(jié)構(gòu)，對水分子的阻礙能力不同，導(dǎo)致水分子在各個方向上擴(kuò)散能力不同，從而具有不同的FA值。MD是度量水分子平均運動速度的指標(biāo)，與水分子運動方向無關(guān)，受細(xì)胞大小和完整性的影響；FA則是反映水分子運動方向性的指標(biāo)，反映纖維束內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)排列的一致性和這些結(jié)構(gòu)的完整性。病變破壞了腦白質(zhì)纖維束的走形及完整性，從而導(dǎo)致相關(guān)組織結(jié)構(gòu)的FA值下降及MD的升高。利用DTI技術(shù)對VCI研究多采用感興趣區(qū)的研究方法，為了克服對操作者的依賴及感興趣研究方法知識的局限性，采用了基于體素分析(voxel-based analysis,VBA)研究該方法。

本研究顯示，VCIND組與NC組比較FA值下將區(qū)域主要位于雙側(cè)海馬旁回，左側(cè)前額葉皮層，左側(cè)顳中回，右側(cè)額下回、島葉，左側(cè)枕葉，右側(cè)距狀皮層，楔葉及額下回蓋部。這與其他地區(qū)VCIND研究結(jié)果一致[9]。VCIND組在MD圖上較NC組增高部位在左側(cè)島葉、額中回，腦室旁白質(zhì)，這與利用VBA研究VCIND的上海仁濟(jì)醫(yī)院結(jié)果一致，VCIND患者與NC組比較，F(xiàn)A普遍減低。進(jìn)一步證實，認(rèn)知功能改變與幕上結(jié)構(gòu)受損有關(guān)，而幕下結(jié)構(gòu)影響不大[9-11]。VCIND主要病因為小血管病變，而DTI對檢測小血管病變具有特異性。以往研究顯示，無論是正常腦白質(zhì)還是看似正常腦白質(zhì)都有FA的下降[10]，可能與軸突缺失，局部缺血造成脫髓鞘改變及膠質(zhì)增生、細(xì)胞凋亡、血管密度減少等有關(guān)。研究顯示，不同于阿爾茨海默病患者腦血流量減低在大腦后部，VaD患者的腦血流量減低部位主要在大腦前部[12-13]。本研究進(jìn)一步說明VCIND患者存在較為廣泛的腦微結(jié)構(gòu)損害。

本研究VCIND與同樣發(fā)生了單發(fā)缺血性卒中無認(rèn)知功能障礙SCI組比較，F(xiàn)A值下降最明顯區(qū)域主要在右側(cè)前額葉眶額回內(nèi)側(cè)皮層，前扣帶區(qū)域，VCIND組MD增高部位在右側(cè)眶額回，這與以往通過DTI技術(shù)對VCIND研究前期結(jié)果相一致[9]。在矯正了梗死病灶對結(jié)果影響后，VCIND組仍存在額葉及扣帶區(qū)域FA值下降。扣帶回的纖維束完整性影響著認(rèn)知功能[14]，可能與扣帶回連接后扣帶回及海馬有關(guān)。說明發(fā)生VCIND的患者額葉白質(zhì)及扣帶回完整性受損明顯。額葉皮層下環(huán)路受損與執(zhí)行功能密切相關(guān)，有研究針對皮層下缺血性腦血管病的執(zhí)行能力與腦白質(zhì)結(jié)果相關(guān)性研究表明，皮層下缺血性腦血管病的執(zhí)行能力與腦白質(zhì)完整性相關(guān)[10,15-16]。針對缺血性卒中患者認(rèn)知功能恢復(fù)者與無恢復(fù)者研究顯示，認(rèn)知功能無恢復(fù)的患者執(zhí)行功能損害嚴(yán)重，認(rèn)知恢復(fù)者與無恢復(fù)者與梗死病灶數(shù)量、體積及部位無差異，而無恢復(fù)者額葉白質(zhì)損害較重[17]。

綜上所述，單發(fā)皮層下缺血性卒中的VCIND患者執(zhí)行功能及延遲記憶受損明顯。VCIND患者存在廣泛微結(jié)構(gòu)受損，額葉白質(zhì)結(jié)構(gòu)完整性受損可能與認(rèn)知功能受損有關(guān)。DTI作為惟一檢測微結(jié)構(gòu)病變的無創(chuàng)性檢查手段，有助于臨床應(yīng)用篩查、識別VCIND。本研究的樣本量相對比較少，對單發(fā)皮層下缺血性卒中造成VCIND的研究為橫向研究，對缺血性卒中的具體部位沒有做進(jìn)一步分型，如關(guān)鍵部位：丘腦、尾狀核等，以后可在增大樣本量基礎(chǔ)上盡量能做到長程縱向的研究，同時能針對不同部位造成的認(rèn)知損害特點進(jìn)一步研究，為臨床提供更多的臨床價值。