帕金森病患者磁共振成像彌散張量成像與認(rèn)知功能的相關(guān)性

于 凌 梁 輝 孔 敏 王愛杰

(煙臺市煙臺山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，山東 煙臺 264000)

帕金森病(PD)是一種多發(fā)于中老年的神經(jīng)變性病，可表現(xiàn)為運(yùn)動癥狀和非運(yùn)動癥狀。近年來非運(yùn)動癥狀逐漸受到重視，其中認(rèn)知障礙嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。有研究表明，PD患者3～5年內(nèi)發(fā)生認(rèn)知障礙占20%～57%〔1〕。PD認(rèn)知障礙發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，與黑質(zhì)退變、皮質(zhì)及皮質(zhì)下路易小體形成有關(guān)，但不能解釋較為廣泛的認(rèn)知障礙，可能還與黑質(zhì)-紋狀體環(huán)路纖維受損有關(guān)。磁共振成像(MRI)彌散張量成像(DTI)技術(shù)安全、無創(chuàng)，能直接反映腦白質(zhì)纖維束的改變，為PD癡呆診斷和疾病進(jìn)程提供客觀依據(jù)〔2〕。本文擬分析PD患者DTI與認(rèn)知功能的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1一般資料 收集2013年12月至2015年1月煙臺市煙臺山醫(yī)院住院的40例PD患者為PD組，男25例，女15例，年齡51～70歲，平均(64.5±5.03)歲，病程2～8年，平均(4.64±1.91)年，均為右利手?；颊呔嫌两鹕W(xué)會PD臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，并排除藥物不良反應(yīng)及其他PD綜合征患者。用蒙特利爾認(rèn)知評估量表(MoCA)評價患者認(rèn)知功能，包括視空間和執(zhí)行能力、命名、注意、語言、延遲回憶、定向、抽象7個方面，行DTI檢查，MoCA≤23分為認(rèn)知功能障礙。健康對照組40例，男24例，女16例，年齡(62.1±4.23)歲。受試者及家屬均知情同意。兩組年齡、性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

1.2檢查方法 使用GE3.0T超導(dǎo)MRI掃描儀，掃描序列包括常規(guī)T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、DTI。視野(FOV)240 mm，采集矩陣256×256，TR/TE=8 000 ms/109.4 ms，翻轉(zhuǎn)角=90°，b值0.100 0 ms/mm2，層厚3 mm，間隔0 mm，彌散敏感梯度方向25個。掃描過程中受試者取仰臥位，頭部用固定帶束縛，以防掃描過程中因不自主運(yùn)動造成數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確和引起圖像偽影，掃描定位線平行于前后聯(lián)合方向。

1.3數(shù)據(jù)處理 采用GE公司ADW4.4工作站functool軟件對DTI圖像進(jìn)行后處理，選擇齒狀核、黑質(zhì)、紅核、尾狀核、蒼白球、丘腦、內(nèi)囊、胼胝體、外囊、放射冠、半卵圓中心為感興趣區(qū)(ROI)，結(jié)合彩色向量圖、纖維追蹤圖及各向異性分?jǐn)?shù)(FA)圖在顯示ROI最大最清晰層面手動描繪ROI，并記錄各ROI的FA值。所有數(shù)據(jù)由2名有經(jīng)驗的醫(yī)師采取雙盲法各測量3次，取平均值。

1.4統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS19.0軟件進(jìn)行t檢驗及Spearman相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

PD患者M(jìn)oCA 11～26分，其中≤23分28例，≥24分12例，認(rèn)知功能障礙占70%。視空間與執(zhí)行(2.65±1.14)分，命名(1.95±0.88)分，注意(1.98±1.62)分，語言(1.98±0.92)分，延遲回憶(2.00±1.63)分，定向(4.63±1.27)分，抽象(0.90±0.84)分。視空間與執(zhí)行能力與右側(cè)紅核、左側(cè)內(nèi)囊后肢、左側(cè)胼胝體膝部、左側(cè)放射冠前部相關(guān)(均P<0.05)。命名與左側(cè)齒狀核相關(guān)(P<0.01)，與右側(cè)蒼白球相關(guān)(P<0.05)。注意與右側(cè)內(nèi)囊后肢、右側(cè)半卵圓中心后部相關(guān)(P<0.05)。語言與左側(cè)黑質(zhì)、右側(cè)蒼白球、左側(cè)內(nèi)囊后肢、右側(cè)半卵圓中心中部相關(guān)(P<0.05)。抽象與右側(cè)內(nèi)囊膝部相關(guān)(P<0.05)。延遲回憶與左側(cè)紅核、左側(cè)尾狀核、左側(cè)胼胝體干、右側(cè)胼胝體干、左側(cè)外囊、右側(cè)外囊相關(guān)(P<0.05，P<0.01)。定向與左側(cè)蒼白球左側(cè)胼胝體膝部相關(guān)(P<0.05)。 見表1，表2。

表1 各ROI區(qū)FA值

表2 各ROI區(qū)Spearman相關(guān)系數(shù)(r值)

續(xù)表2 各ROI區(qū)Spearman相關(guān)系數(shù)(r值)

1)P<0.05，2)P<0.01

3 討 論

已有研究表明腦區(qū)中與認(rèn)知功能相關(guān)的部位有前額葉、前扣帶束、后頂葉、部分顳葉及枕葉等〔3〕，PD認(rèn)知功能障礙主要表現(xiàn)在額葉執(zhí)行功能與視空間、記憶力下降和語言等，執(zhí)行功能與視空間障礙最常見，其次是記憶功能受損，認(rèn)知功能障礙的發(fā)生機(jī)制目前尚不清楚，目前多認(rèn)為與額葉-紋狀體環(huán)路、額葉-基底節(jié)環(huán)路、額葉-丘腦環(huán)路等受損有關(guān)〔3〕。Sisti等〔2〕發(fā)現(xiàn)患者認(rèn)知功能不但與病情及腦局部功能異常有關(guān)，還可能涉及多個腦區(qū)間的連接功能，主要表現(xiàn)為白質(zhì)纖維束的變化。廣泛腦白質(zhì)纖維束結(jié)構(gòu)完整性的破壞，導(dǎo)致白質(zhì)纖維束FA值的變化。DTI是在磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)基礎(chǔ)上的MRI檢查技術(shù)。利用多種參數(shù)和數(shù)據(jù)處理，從量和方向上反映成像體素內(nèi)彌散的變化。腦組織中水分子的彌散運(yùn)動受到多種因素如細(xì)胞膜的影響，在有髓神經(jīng)纖維中，水分子沿軸突方向的彌散速度遠(yuǎn)大于垂直方向的彌散速度，這種方向依賴性很強(qiáng)的彌散運(yùn)動叫作各向異性彌散FA值，為DTI最常用的量化指標(biāo)，其大小與髓鞘的完整性、纖維致密性及平行性密切相關(guān)，神經(jīng)元變性和纖維束完整性破壞均可引起FA值降低。已有研究發(fā)現(xiàn)PD癡呆患者額葉、頂葉、顳葉皮質(zhì)、胼胝體膝部、前中扣帶回的FA值明顯降低〔4〕，提示神經(jīng)元及纖維束存在廣泛損害。

視空間障礙在PD患者中常見，早期可表現(xiàn)為視覺記憶下降，晚期可能出現(xiàn)視幻覺等表現(xiàn)；執(zhí)行功能是指計劃能力、組織能力和目標(biāo)引導(dǎo)行為的調(diào)節(jié)能力，均依賴于額葉-紋狀體環(huán)路的完整性。執(zhí)行功能損害即計劃組織行動能力的下降，表現(xiàn)為患者對額葉相關(guān)的指令性任務(wù)執(zhí)行能力下降，可以反映大腦額葉的損害，導(dǎo)致黑質(zhì)-紋狀體多巴胺通路和中腦-皮質(zhì)通路的退行性變〔5〕。胼胝體是腦內(nèi)最大的白質(zhì)連接纖維束，聯(lián)系雙側(cè)頂葉、枕葉及顳葉的纖維束，位于大腦半球縱裂的底部，主要功能是整合雙側(cè)半球間的運(yùn)動、感覺及認(rèn)知活動等〔6〕，與記憶、注意、語言、聽覺有關(guān)，對視覺傳遞具有重要意義，是腦功能多元化、協(xié)調(diào)化的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)〔7〕。本研究提示皮質(zhì)-基底節(jié)區(qū)、紅核及胼胝體聯(lián)系纖維在視空間、執(zhí)行方面起到一定作用。

PD患者語言障礙表現(xiàn)為語速減慢、語量減少，同時理解、命名方面也存在減退?；颊咦园l(fā)語言信息量減少、對復(fù)雜語言理解力下降、語言流暢性降低，反映了額葉皮質(zhì)概念形成功能的損害〔8〕。Barbas〔9〕發(fā)現(xiàn)PD患者大腦的語言中樞及語言調(diào)節(jié)機(jī)制并未受損，但患者有命名困難的情況。研究發(fā)現(xiàn)小腦-丘腦-皮層運(yùn)動環(huán)路、大腦-小腦環(huán)路參與PD的運(yùn)動障礙及認(rèn)知功能調(diào)節(jié)〔10〕。小腦是該環(huán)路中的重要節(jié)點(diǎn)，神經(jīng)核團(tuán)主要通過丘腦中繼，繼而聯(lián)絡(luò)大腦皮層，形成完整的循環(huán)網(wǎng)絡(luò)〔11〕。Timmarm等〔12〕發(fā)現(xiàn)在認(rèn)知活動中小腦雙側(cè)齒狀核輸出核團(tuán)均被顯著激活，復(fù)雜的認(rèn)知活動較簡單認(rèn)知活動激活更為明顯。有研究〔13〕認(rèn)為小腦參與的許多認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)是在前額皮質(zhì)及頂葉皮質(zhì)的聯(lián)合作用下完成，如大腦皮層-腦干紅核-小腦環(huán)路。本研究與以上研究結(jié)論類似，齒狀核是小腦最重要的信息傳出核團(tuán)，是小腦信息傳出的重要通路，提示小腦參與了命名過程，是上述環(huán)路中的重要組成部分，所以推測這個環(huán)路參與語言功能的調(diào)節(jié)。皮層-基底節(jié)區(qū)-齒狀核-有廣泛的聯(lián)系纖維，是錐體外系的重要環(huán)路，上述部位是該環(huán)路的重要組成部分，推測參與語言功能的調(diào)節(jié)。

PD患者常表現(xiàn)為注意力不集中，情緒低落；抽象、立體思維的能力下降，畫鐘試驗常不能完成；定向異常表現(xiàn)為患者在新環(huán)境甚至熟悉環(huán)境中找不著路，看不懂地圖；說明皮層-基底節(jié)區(qū)聯(lián)絡(luò)纖維參與錐體外系的功能調(diào)節(jié)。PD記憶障礙主要表現(xiàn)為短時記憶能力和瞬時記憶能力下降，表現(xiàn)自由喚起功能受損導(dǎo)致對新知識學(xué)習(xí)能力的減退。Vallar等〔14〕證實(shí)尾狀核作為皮層-皮質(zhì)下環(huán)路的一部分，損傷時可引起皮層功能障礙，表現(xiàn)為記憶力下降。本研究結(jié)果提示左側(cè)紅核、左側(cè)尾狀核、左側(cè)胼胝體干、右側(cè)胼胝體干、左側(cè)外囊、右側(cè)外囊作為皮質(zhì)-皮質(zhì)下環(huán)路的一部分，在記憶障礙的發(fā)生中起重要作用。Theilmann等〔15〕研究發(fā)現(xiàn)PD患者腦白質(zhì)纖維束受損與認(rèn)知功能相關(guān)，腦白質(zhì)纖維的異常可作為未來認(rèn)知功能下降的預(yù)兆，本研究得出類似結(jié)論，對于未出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙的PD患者，也應(yīng)盡早行DTI檢查，根據(jù)各腦區(qū)FA值推測可能出現(xiàn)的認(rèn)知功能障礙，及早對癥處理，改善生活質(zhì)量。