磁共振質(zhì)子波譜成像在卒中后認(rèn)知障礙研究中的應(yīng)用*

高 林，閔連秋

1.錦州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(錦州 121000)；2.遼寧省健康產(chǎn)業(yè)集團(tuán)撫礦總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(撫順 113006)

我國是世界上卒中發(fā)病率最高的國家之一，且患病率有逐年上升的趨勢[1]。卒中不僅可以影響運(yùn)動(dòng)功能，還可導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙，在卒中事件后6個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)的達(dá)到認(rèn)知障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)的一系列綜合征，即為卒中后認(rèn)知障礙(Post-stroke cognitive impairment，PSCI)[2]。認(rèn)知障礙嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量，給家庭及社會(huì)造成負(fù)擔(dān)[3]。如何對(duì)其早期診斷、判斷預(yù)后，從而早期干預(yù)，合理治療是一項(xiàng)重點(diǎn)課題。用于PSCI篩查的神經(jīng)心理量表，因缺乏客觀性而不能全面和有效的評(píng)估[4]。目前有學(xué)者已經(jīng)提出了很多可能與PSCI有關(guān)的生物標(biāo)志物，包括遺傳多態(tài)性指標(biāo)、腦脊液和血清中的生物標(biāo)志物、炎癥介質(zhì)，但目前還沒有一個(gè)被證明明確有效[5]。磁共振質(zhì)子波譜成像(1H-MRS)可以無創(chuàng)檢測腦內(nèi)物質(zhì)代謝，并做定量分析，目前已有研究證實(shí)1H-MRS的檢測結(jié)果與認(rèn)知功能緊密相關(guān)[6]。因此，本文將通過1H-MRS技術(shù)，檢測PSCI患者腦內(nèi)各代謝物的變化，并分析其臨床意義。

對(duì)象與方法

1 研究對(duì)象 選取2017年1月至2018年12月遼寧省健康產(chǎn)業(yè)集團(tuán)撫礦總醫(yī)院就診的腦卒中患者共80例，根據(jù)簡易智能精神狀態(tài)檢查量表(Mini-mental state examination，MMSE)和蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal cognitive assessment，MOCA)評(píng)分結(jié)果分為PSCI組30例，卒中認(rèn)知功能正常組(NCI組)50例，同時(shí)選取20例健康志愿者作為正常對(duì)照組(NOR組)。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡40～80歲；②根據(jù)患者臨床癥狀、體征和影像學(xué)檢查診斷為腦卒中，診斷標(biāo)準(zhǔn)符合2014年版《中國急性缺血性腦卒中診治指南》[7]；③病程為腦卒中后1個(gè)月內(nèi)，患者發(fā)病前智力和認(rèn)知功能正常；④簽署知情同意協(xié)議，愿意參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：①排除腦卒中以外的腦部疾病患者，如神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病、先天性和遺傳性疾病等血管因素以外原因而造成的認(rèn)知功能障礙；②排除因肝、腎、甲狀腺等器官疾病造成的認(rèn)知功能障礙患者；③排除重度神經(jīng)功能缺損、嚴(yán)重癡呆等不能夠完成量表測試的患者；④排除2年內(nèi)有酒精、藥物濫用情況的患者。

2 檢查方法

2.1 神經(jīng)心理量表檢查：患者及健康志愿者均進(jìn)行MMSE評(píng)分及MOCA評(píng)分，由一名神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師進(jìn)行結(jié)果評(píng)估。MMSE評(píng)分項(xiàng)目包括定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力、回憶能力、語言能力等，評(píng)分范圍0～30分，得分越低，患者認(rèn)知功能障礙越嚴(yán)重。MOCA評(píng)分項(xiàng)目包括交替連線測試、視空間技能、命名、記憶、注意、句子復(fù)述、詞語流暢性等檢測，范圍0～30分，得分越低，患者認(rèn)知功能障礙越嚴(yán)重。結(jié)合認(rèn)知功能評(píng)分結(jié)果進(jìn)行分組，PSCI組：MMSE評(píng)分小于基于教育年限校正的癡呆臨界值，其中文盲得分<17分，小學(xué)文化得分<20分，中學(xué)及以上文化<24分，且MOCA評(píng)分<26分。NCI組：無認(rèn)知功能障礙主訴或代訴，MMSE評(píng)分≥24分且MOCA評(píng)分≥26分。NOR組：既往無明確腦卒中和精神病史，經(jīng)CT或MRI除外腦卒中，MMSE>28分，神經(jīng)系統(tǒng)癥狀及體征陰性。

2.2 磁共振掃描：檢查設(shè)備由Philips 公司生產(chǎn)，3.0 T磁共振掃描儀，對(duì)所有被試者常規(guī)MRI檢查，包括橫斷位T1WI、T2WI和FLAIR序列，排除腦卒中以外的腦部疾病患者。結(jié)合T2WI或T2flair，感興趣區(qū)定位在雙側(cè)額葉白質(zhì)，采用PRESS技術(shù)確定多體素磁共振波譜掃描的掃描視野(FOV)和感興趣區(qū)(VOI)位置，所選擇的VOI盡量避開顱內(nèi)病灶以及側(cè)腦室、腦溝內(nèi)的腦脊液。掃描參數(shù)：TR 2200 ms，TE 45 ms，視野180 mm×240 mm×60 mm，每個(gè)體素大小1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm。各代謝產(chǎn)物的化學(xué)頻移位置如下：N-乙酰天門冬氨酸鹽(NAA)2.0 ppm，膽堿復(fù)合物(Cho)3.2 ppm，肌醇(MI)3.5 ppm，肌酸(Cr) 3.0 ppm，掃描計(jì)算各代謝物波峰的曲線下面積(見圖1)，并據(jù)此計(jì)算NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr和MI/NAA等值。

注：A：波譜采集范圍VOI位置；B：MRS代謝物圖譜

結(jié) 果

1 三組一般資料比較 三組研究對(duì)象的年齡、性別比、高血壓、心臟病、糖尿病、文化程度等比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。PSCI組的MMSE和MOCA評(píng)分均顯著低于NCI組和NOR組，比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 三組一般臨床資料比較

續(xù) 表

組 別n 文化程度[例(%)]文盲小學(xué)中學(xué)大學(xué)及以上 MMSE評(píng)分(分)MOCA評(píng)分(分)PSCI組30 2(6.67)12(40.00)11(36.67)5(16.67) 14.30±4.08?21.30±3.10?NCI組50 3(6.00)21(42.00)20(40.00)6(12.00) 28.21±0.6727.71±0.79NOR組20 1(5.00)8(40.00)8(40.00)3(15.00) 28.85±0.6528.05±0.67

注：與NCI組、NOR組比較，*P<0.05

2 三組MRS檢查結(jié)果比較 PSCI組雙側(cè)額葉的NAA/Cr值顯著小于NCI組和NOR組(P<0.05)，NCI組雙側(cè)額葉的NAA/Cr值亦小于NOR組(P<0.05)，PSCI組雙側(cè)額葉的MI/Cr和MI/NAA值均大于NCI組和NOR組(P<0.05)，NCI組雙側(cè)額葉的MI/Cr和MI/NAA值亦大于NOR組(P<0.05)。PSCI組和NCI組雙側(cè)額葉的Cho/Cr值均大于NOR組(P<0.05)，但PSCI組和NCI組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 三組MRS檢查結(jié)果比較

注：與NCI組、NOR組比較，*P<0.05；與NOR組比較，#P<0.05

3 PSCI組MRS檢查結(jié)果與MMSE和MOCA評(píng)分的相關(guān)性分析 PSCI組雙側(cè)額葉的NAA/Cr值與MMSE和MOCA評(píng)分呈正相關(guān)(00.05)。見表3、4。

表3 PSCI組MRS檢查結(jié)果與MMSE評(píng)分的相關(guān)性分析

表4 PSCI組MRS檢查結(jié)果與MOCA評(píng)分的相關(guān)性分析

討 論

PSCI作為腦卒中最常見的并發(fā)癥之一，嚴(yán)重影響著腦卒中患者的生活質(zhì)量和治療預(yù)后[1]。PSCI針對(duì)于血管性癡呆這一大概念，與卒中存在因果關(guān)系[2]，有明確的起病時(shí)間，若能在腦卒中早期進(jìn)行認(rèn)知障礙篩查，早期干預(yù)，將會(huì)取得更好的治療效果。PSCI主要由于腦卒中后相應(yīng)的大腦神經(jīng)功能區(qū)域缺血損傷所致，伴有神經(jīng)元的損傷、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的代償修復(fù)和相應(yīng)代謝產(chǎn)物的變化，故為1H-MRS檢查PSCI提供了理論依據(jù)[8]。1H-MRS是基于核磁共振和化學(xué)位移現(xiàn)象定量檢測、分析特定化合物的技術(shù)，是目前唯一的無創(chuàng)性活體組織代謝和生理生化物質(zhì)含量檢測檢查技術(shù)[9]，已被用于腦膠質(zhì)瘤、癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷[10]。本文主要研究1H-MRS在PSCI中的診斷價(jià)值，波譜感興趣區(qū)定位在額葉，基于目前研究顯示，認(rèn)知障礙的始動(dòng)環(huán)節(jié)可能與額葉功能的改變有關(guān)[11]，腦損害中優(yōu)勢側(cè)額葉較為敏感。

MRS可檢測腦組織內(nèi)多種代謝產(chǎn)物的表達(dá)變化如NAA、Cho、MI、Cr、Lac和Gln等[12]。本研究參考近年來MRS在神經(jīng)系統(tǒng)和癡呆疾病中主要檢測指標(biāo)，選擇NAA、Cho、MI和Cr，計(jì)算NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr、MI/NAA等值來判斷PSCI發(fā)生后上述指標(biāo)的變化[13]。Cr主要參與腦組織的能量代謝，在腦內(nèi)含量相對(duì)恒定，僅當(dāng)機(jī)體發(fā)生嚴(yán)重能量代謝障礙時(shí)，其表達(dá)水平才顯著降低，故在MRS檢測中作為評(píng)估其他代謝指標(biāo)的參考[14]。NAA是神經(jīng)元的重要標(biāo)志，主要由神經(jīng)元線粒體合成，存在于胞體和突觸中，其表達(dá)水平直接反映神經(jīng)元的活性，在多種因素所致的腦組織損傷性疾病中，NAA水平明顯降低[15]。有研究結(jié)果顯示，認(rèn)知障礙患者額葉NAA/Cr明顯低于正常人[16]。本研究與上述結(jié)果一致，PSCI組和NCI組患者的NAA/Cr值均顯著低于NOR組，證實(shí)腦卒中發(fā)生后，神經(jīng)元損傷可致NAA水平顯著降低。比較發(fā)現(xiàn)PSCI組患者的NAA/Cr值明顯低于NCI組，表明腦卒中后認(rèn)知障礙患者神經(jīng)元損傷程度明顯嚴(yán)重于腦卒中后無認(rèn)知功能障礙患者。此外，本研究亦發(fā)現(xiàn)了PSCI組的NAA/Cr值與MMSE和MOCA評(píng)分呈正相關(guān)，進(jìn)一步證實(shí)了NAA/Cr值可用于評(píng)估腦卒中后患者的認(rèn)知程度。

Cho是細(xì)胞膜的重要構(gòu)成成分，在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的含量顯著高于神經(jīng)元，其表達(dá)水平可反應(yīng)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)。在腦組織發(fā)生損傷時(shí)，伴隨著神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的增生修復(fù)，Cho表達(dá)水平可顯著升高。本研究發(fā)現(xiàn)PSCI組和NCI組患者的Cho/Cr值顯著高于NOR組，符合上述情況。但PSCI組和NCI組患者的Cho/Cr值并無明顯差異，進(jìn)一步相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，PSCI組的Cho/Cr值與MMSE和MOCA評(píng)分之間亦無相關(guān)性。因此，雖然Cho/Cr值可反映神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的增生和修復(fù)，但不能鑒別卒中后認(rèn)知功能障礙的有無。

既往大部分神經(jīng)系統(tǒng)疾病的MRS研究主要集中于NAA/Cr值和Cho/Cr值的比較，本研究進(jìn)一步引入了MI/Cr和MI/NAA值用于PSCI的評(píng)估。相較于Cho，MI被認(rèn)為是膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物，具有調(diào)節(jié)和維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)滲透壓、神經(jīng)營養(yǎng)、抗氧化等重要作用，其表達(dá)水平與神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞含量、活性密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)PSCI組和NCI組患者的MI/Cr和MI/NAA值高于NOR組，同時(shí)PSCI組患者的MI/Cr和MI/NAA值明顯大于NCI組，而相關(guān)性分析證實(shí)PSCI組的MI/Cr和MI/NAA值與MMSE和MOCA評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。因此，相較于Cho/Cr值，MI/Cr和MI/NAA值對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞功能狀態(tài)和PSCI的識(shí)別能力更為敏感。

基于上述結(jié)果，PSCI患者雙側(cè)額葉的NAA/Cr值降低，MI/Cr和MI/NAA值增高，且其指標(biāo)變化與MMSE和MOCA評(píng)分之間存在相關(guān)性。這些結(jié)果證實(shí)了PSCI存在腦內(nèi)代謝物的改變；通過1H-MRS檢查NAA/Cr、MI/Cr和MI/NAA比值，結(jié)合神經(jīng)心理相關(guān)量表，為PSCI早期發(fā)現(xiàn)和診斷，提供了更為快捷、準(zhǔn)確、無創(chuàng)和全面的評(píng)估指標(biāo)。