海馬亞區磁共振成像T2信號評估遺忘型輕度認知障礙的可行性①

張小潔，曹志宏，羅一烽，劉 瑜，吳立偉，單海榮，劉怡文，李月峰，王冬青

海馬亞區磁共振成像T2信號評估遺忘型輕度認知障礙的可行性①

張小潔1a，曹志宏1b，羅一烽1b，劉 瑜2，吳立偉1b，單海榮1b，劉怡文1b，李月峰3，王冬青3

目的觀察認知訓練前后遺忘型輕度認知障礙(aMCI)患者海馬亞區磁共振成像(MRI)T2信號的變化，為aMCI的臨床早期診療提供影像學幫助。方法2014年10月至2015年8月，aMCI患者40例隨機均分為認知訓練組和溝通組，另選老年健康志愿者20例作為對照組。認知訓練組接受認知訓練，溝通組采用普通談話溝通，共治療3個月。治療前后采用快速自旋回波T2序列進行MRI檢查，于工作站中勾畫海馬各亞區，測量T2信號強度，對T2信號強度與簡易精神狀態檢查(MMSE)評分進行相關性分析。結果治療前，與對照組比較，認知訓練組和溝通組雙側海馬頭部T2信號強度增高(P＜0.05)，認知訓練組與溝通組之間無顯著性差異(P＞0.05)。治療后，認知訓練組左側海馬頭部T2信號強度下降，與對照組無顯著性差異(P＞0.05)，低于溝通組(P＜0.05)；認知訓練組MMSE評分較治療前升高(t=3.07,P＜0.05)。治療前后，認知訓練組MMSE評分與左側海馬頭部T2信號強度均呈負相關(r=-0.61,r=-0.54,P＜0.05)。雙側體、尾部T2信號強度治療前后各組間均無顯著性差異(t＜0.62,P＞0.05)。結論左側海馬頭部MRI T2信號強度可反映aMCI顱內的病理生理改變，可用于評估認知訓練效果，也可作為aMCI早期診療的輔助指標。

輕度認知障礙；海馬；磁共振成像；T2加權信號；評定；診斷

CITED AS:Zhang XJ,Cao ZH,Luo YF,et al.Application of hippocampal subfield magnetic resonance imaging T2signal intensity for amnestic mild cognitive impairment[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(5):575-579.

遺忘型輕度認知障礙(amnestic mild cognitive impairment,aMCI)是指主要損害記憶功能，語言功能減退，而其他認知能力尚保留的情況，為健康老年人與輕度癡呆的過渡階段。每年約10%～15%的aMCI患者轉變為阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)，是正常老年人發生AD的10倍，對AD具有重要的早期預警作用[1-2]。

神經影像學研究顯示，aMCI患者腦結構功能存在異常[3]，特別是海馬，但多集中于體積等方面，對海馬磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)信號強度的研究較少，特別是定量研究[4]。MRI T2信號強度的改變可以判斷海馬正常生理狀態與病理狀態的變化[5]，故本研究擬觀察MRI T2信號強度能否有效反映aMCI的海馬病理生理改變及認知訓練治療后的改變，旨在為aMCI的臨床早期診療提供影像學幫助。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年10月至2015年8月本院門診或住院的aMCI患者40例。其中男性19例，女性21例；平均年齡(63.0±11.2)歲；平均病程(2.3±1.1)年；平均受教育年限(6.2±2.4)年。

根據Petersen診斷標準[6]，所有入組患者簡易智力狀態檢查(Mini-Mental State Examinatlon,MMSE)評分＞24分，臨床癡呆評定量表評分0.5，提示認知能力存在損害但日常生活能力正常，不符合癡呆診斷標準[1]，均符合aMCI的臨床診斷。MRI排除其他類型癡呆(如血管性癡呆)，以及其他能引起癡呆的中樞神經系統疾病，無嚴重軀體疾病和煙酒等物質濫用情況，無膽堿酯酶抑制劑使用史，排除抑郁癥(17項漢密爾頓抑郁量表評分＜17分)。

采用隨機數字表法將40例aMCI患者隨機均分為兩組，分別為認知訓練組和溝通組。

收集和患者生活在相同區域、同一時段的健康志愿者20例。其中男性11例，女性9例；平均年齡(64.1±12.3)歲；平均受教育年限(5.5±2.2)年。MMSE評分≥18分，總體衰退量表評分1～2分，臨床癡呆評定量表評分0分。軀體檢查和實驗室檢查未見明顯異常，無神經、精神系統疾病，排除煙酒等物質濫用情況。

所有被試者均為右利手。各組間年齡、性別、教育程度等無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

本研究經醫院倫理委員會批準，所有被試者對本研究知情，簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 認知訓練

認知訓練組每周進行兩次認知訓練，每次1 h，內容包括記憶訓練、推理訓練、策略訓練等[7]。

記憶訓練主要包括順敘數字、倒敘數字、圖形記憶、數字運算等。順敘數字和倒敘數字要求被試者記住一組阿拉伯數字，然后順向或反向說出它們，數字的個數逐漸遞增。圖形記憶要求被試者將幻燈片上出現過的圖片復述出來。數字運算要求被試者進行簡單的加減乘除運算。

推理訓練可提高遵循一定的順序、模式解決問題的能力。要求被試者識別一組文字或數字的規律，或進行日常活動的推理，如基本的邏輯推理等。

策略訓練主要提高被試者在進行不同任務要求時需要的不同策略，如視覺、聯系、分類等能力。如人臉記憶采用視覺相關策略，要求將名字和臉部特征聯系起來；將日常生活的眾多事件采用分類策略進行有效管理安排等。

1.2.2 談話溝通

溝通組進行談話溝通，包括談論生活相關話題(針對每個患者的愛好進行對話)、近期生活中重要的事件等。注重談話溝通和心理支持而不是進行有計劃、主動的認知刺激訓練。

認知訓練組和溝通組均由醫師以一對一的方式進行，共3個月。

1.3 MRI檢查

1.3.1 掃描方式與序列

所有被試者在檢查前靜坐休息30 min，向其解釋檢查過程，保證被試者在檢查過程中能夠情緒平靜，對檢查高度合作；強調檢查時嚴格避免頭部移動，以保證檢查質量。

采用3.0 T磁共振掃描儀(飛利浦Achieva 3.0T TX)及8通道專用頭顱線圈行MRI掃描。定位于正中矢狀面，作平行于腦干長軸的冠狀斜切面掃描，前界達白質前連合，后界至后連合水平。掃描參數：用于測量信號強度的T2WI采用快速自旋回波序列，重復時間3000 ms，回波時間80 ms，激勵次數5次，視野220× 220 mm，矩陣340×255，層厚2.0 mm，共36層；用于解剖結構定位的T1WI采用3D快速場回波序列，重復時間8.1 ms，回波時間3.7 ms，反轉角8°，視野256×256 mm，矩陣240×240，層厚1.0 mm，矢狀位全腦掃描，共160層。T1WI圖像上海馬亞區勾畫如圖1A、圖1B。

1.3.2 海馬信號強度分析

掃描結束后，由對分組不知情的研究人員測量每側海馬頭、體、尾各部T2信號強度，采用組間相關系數(intra-class correlations,ICC)[8]評估測量的可信度(本組ICC＞0.83，測量具有較高信度)。具體測量方法如下。

采用Malykhin等[9]的方法，利用飛利浦工作站自帶軟件ROI對海馬各亞區進行勾畫，計算機自動給出感興趣區(region of interest,ROI)內的信號強度值(圖1C)。將頭、體、尾各選取2個層面，信號取平均值，以避免海馬周圍腦脊液T2高信號對測量結果的影響。

采用工作站自帶軟件Histogram for ROI對ROI內所有信號強度進行直方圖顯示(圖1D)，根據腦脊液高信號與海馬軟組織中等信號之間顯著的信號差異，排除包含了腦脊液的ROI。

同時測量頸部肌肉信號強度，采用Long等[10]的方法，對海馬信號強度進行標準化。

1.4 MMSE評分

治療前及治療3個月后，在MRI掃描同時，由一名對治療計劃不知情的醫師對認知訓練組進行MMSE評分。

圖1 MRI ROI勾畫示意圖

1.5 統計學分析

采用SPSS 17.0統計軟件進行數據處理。計量資料用(x±s)表示，采用方差分析及SNK-q檢驗對組間海馬信號強度進行比較。認知訓練組MMSE評分與海馬各亞區T2信號強度采用Pearson相關性分析。顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 海馬亞區MRI T2信號強度

治療前，雙側海馬頭部MRI T2信號強度在各組間有顯著性差異(P＜0.05)。兩兩比較顯示，與對照組比較，認知訓練組和溝通組T2信號強度增高(P＜0.05)；認知訓練組與溝通組之間無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

治療后，雙側海馬頭部MRI T2信號強度在各組間有顯著性差異(P＜0.05)。兩兩比較顯示，認知訓練組左側海馬頭部T2信號強度與對照組無顯著性差異(P＞0.05)，低于溝通組(P＜0.05)；溝通組高于對照組(P＜0.05)。右側海馬頭部T2信號強度組間差異同治療前，即認知訓練組和溝通組較對照組增高(P＜0.05)，認知訓練組與溝通組之間無顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

治療前后，海馬體、尾部MRI T2信號強度各組間均無顯著性差異。見表2、表3。

2.2 MMSE評分

認知訓練組治療前MMSE評分(24.06±2.41)，治療后升至(26.32±2.25)，與治療前有顯著性差異(t= 3.07,P＜0.05)。

2.3 相關性分析

認知訓練組治療前，左側海馬頭部T2信號強度與MMSE評分呈負相關(r=-0.61,P＜0.05)；治療后左側海馬頭部T2信號強度與MMSE評分呈負相關(r=-0.54,P＜0.05)。治療前，右側海馬頭部T2信號強度與MMSE評分呈負相關(r=-0.56,P＜0.05)；治療后未見顯著相關性(P＞0.05)。治療前后，雙側體、尾部T2信號強度與MMSE評分均無顯著相關性(P＞0.05)。

3 討論

AD已成為老年人的第四大死因[11]，而臨床確診的AD多已經進展到中晚期，目前所掌握的治療手段僅能改善其部分癥狀，不能阻止或逆轉AD進展。有研究顯示，AD干預及治療的最佳時間窗應該由癡呆階段前移到癡呆前MCI階段，而對aMCI的早期干預將能獲得更好的臨床效果[12-13]。尋找能對aMCI進行早期診斷，并有效反映疾病治療效果的指標，對于推進AD的早期防治具有重要意義。

顱內很多疾病都可以導致MRI T2信號異常，如腫瘤、出血和梗死等。從組織病理學角度，許多病理改變均可引起組織T2信號強度增高[14-15]，比較常見的為組織中含水量改變[16]，或神經膠質增生[17]。

通過T2信號強度對疾病進行診斷，在內側顳葉癲癇的研究中比較常見，如顳葉性癲癇的海馬T2信號強度增高[18]，但多為定性研究。目前國內外通過MRI T2信號強度對aMCI和AD進行早期診斷的較少見。

表2 治療前左右海馬各亞區MRI T2信號強度比較(相對強度)

表3 治療后左右海馬各亞區MRI T2信號強度比較(相對強度)

杜緒倉等[19]對海馬MRI T2信號強度進行測量，但其采用0.35 T的低場強MRI，海馬勾畫和信號測量的穩定性和可靠性欠佳；同時僅對海馬整體進行分析，未進一步深入到亞區層面。Fazekas等[20]發現，AD患者海馬存在MRI T2信號異常，但此研究為主觀判斷，可能存在主觀誤差；同時人眼對信號異常的區分有限，無法對輕度的信號改變進行明確區分，以此定性分析對早期aMCI/AD診斷不夠精確。有報道，aMCI及AD患者的海馬異常可能整體未見異常，而亞區已經存在變化[8,21,22]，故以往對海馬整體的研究可能會導致早期診斷的敏感性不高。

本研究中采用3.0 T高場強MRI的高分辨率特性，以及工作站中直方圖工具，對海馬亞區進行成功勾畫，并對信號強度定量測量、標準化，具有較高的可行性和可信度。我們發現，aMCI患者雙側海馬頭部MRI T2信號強度較健康老年人增高，提示相應的病理生理改變，可能為aMCI的早期診斷提供影像學指標。

本研究還發現，對aMCI患者進行認知訓練后，其MMSE評分增高，表明認知訓練能夠有效改善aMCI患者的認知功能，與以往研究一致[23]。我們發現，aMCI患者在認知訓練后，左側海馬頭部T2信號強度下降，提示隨著癥狀的改善，T2信號強度趨于正常。相關性分析顯示，aMCI患者左側海馬頭部T2信號強度與MMSE評分存在相關性，進一步表明，左側海馬頭部T2信號強度不僅可以有效地反映aMCI發生發展過程中的病理學改變，也可以反映aMCI患者的病情變化。aMCI患者右側海馬頭部T2信號強度未如左側海馬頭部一樣顯著減低，可能由于左側較右側海馬對認知訓練更為敏感，或與偏側性有關[24-26]。具體機制有待進一步研究。

本研究也存在一些不足，如觀察期僅為3個月，未進行更長時間的隨訪；對aMCI患者未進行聯合藥物治療或與藥物治療進行對照研究等。將在今后進一步研究。

綜上所述，本研究顯示，定量測量左側海馬頭部MRI T2信號強度，可有效評估aMCI患者認知訓練治療前后認識功能改善，反映海馬的病理生理改變，有可能成為aMCI早期診療有價值的輔助指標。

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Application of Hippocampal Subfield Magnetic Resonance Imaging T2Signal Intensity for Amnestic Mild Cognitive Impairment

ZHANG Xiao-jie1a,CAO Zhi-hong1b,LUO Yi-feng1b,LIU Yu2,WU Li-wei1b,SHAN Hai-rong1b,LIU Yi-wen1b,LI Yue-feng3,WANG Dong-qing3
1.a.Department of Neurology;b.Department of Radiology,the Affiliated Yixing Hospital of Jiangsu University, Wuxi,Jiangsu 214200,China;2.Department of Radiology,the Yixing Second People's Hospital,Wuxi,Jiangsu 214200, China;3.Department of Radiology,theAffiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang,Jiangsu 212000,China

LUO Yi-feng.E-mail:luoyifeng1207@163.com

Objective To apply the MRI T2signal intensity of hippocampal subfield in patients with amnestic mild cognitive impairment (aMCI)as early imageology.Methods From October,2014 to August,2015,20 aMCI patients accepted cognitive training(training group), 20 aMCI patients accepted speech communication(speech group),and 20 age-and gender-matched healthy old people(control group)were scanned with MRI using FSE-T2sequence.The margin of hippocampal subfields were outlined manually for each side to measure the T2signal intensity.The correlation between hippocampal T2signal intensity and the scores of Mini-Mental State Examinatlon(MMSE)was analyzed in the training group.Results Before treatment,T2signal intensity in the bilateral hippocampal head was significantly high in the aMCI patients compared with that in the control group(P＜0.05).After treatment,T2signal intensity in left hippocampal head decreased in the training group compared with that in the speech group(P＜0.05),similar to the control group(P＞0.05).There was negative correlation between left hippocampal head's T2signal intensity and the scores of MMSE in the training group before and after treatment(r＝-0.61,r＝-0.54,P＜0.05).Conclusion The T2signal intensity in left hippocampal head may respond to the cognitive function in patients with aMCI in the early stage,that could be used for diagnosis and evaluation in clinic.

mild cognitive impairment;hippocampus;magnetic resonance imaging;T2-weighted signal;evaluation;diagnosis

2016-06-23

2016-07-19)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.05.018

R749.1

A

1006-9771(2017)05-0575-05

[本文著錄格式]張小潔，曹志宏，羅一烽，等.海馬亞區磁共振成像T2信號評估遺忘型輕度認知障礙的可行性[J].中國康復理論與實踐,2017,23(5):575-579.

1.江蘇省衛計委面上項目(No.H201656)；2.無錫市科技計劃項目(No.CSZ0N1632;No.CSEW1N1111)；3.無錫市衛生計生科技成果和適宜技術推廣項目(No.T201601)；4.無錫市衛計委科研項目(No.Z201610;No.ML201320)。

1.江蘇大學附屬宜興醫院，a.神經內科；b.放射科，江蘇無錫市214200；2.宜興市第二人民醫院放射科，江蘇無錫市214200；3.江蘇大學附屬醫院影像科，江蘇鎮江市212000。作者簡介：張小潔(1982-)，女，漢族，江蘇宜興市人，碩士研究生，主治醫師，主要研究方向：神經影像學。通訊作者：羅一烽，男，博士后，主治醫師。E-mail:luoyifeng1207@163.com。