血管性認知障礙的影像學研究

趙維納，韓瓔

作者單位 1100053 北京首都醫科大學宣武醫院神經內科

2牡丹江醫學院附屬紅旗醫院神經內科

3北京腦重大疾病研究院阿爾茨海默病研究所

4北京市老年病醫療研究中心

5國家老年疾病臨床醫學研究中心

隨著老齡化社會的到來，腦血管病的發病率日益增高，腦血管病伴發的認知障礙隨之增多。腦血管病伴發的認知障礙首先由Bowler等[1]在1995年提出，稱之為血管性認知障礙（vascular cognitive impairment，VCI）。VCI是指由于顱內血管本身的病變、心臟病變或顱外大血管病變引起的腦部血流異常及其危險因素導致的認知功能損害的綜合征[2]。2011年《中國血管性認知障礙診治指南》中指出，根據病程可以將VCI分為非癡呆性血管性認知障礙（vascular cognitive impairment with no dementia，VCIND）、血管性癡呆（vascular dementia，VaD）和混合性癡呆（mixed dementia，MD）[3]。由于VCI可以影響患者生活和工作的能力，給家庭和社會帶來沉重的負擔，因此對VCI的診斷尤為重要。

影像學技術的飛速發展，尤其是磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技術的發展，提高了腦部疾病診斷的敏感性，為VCI的診斷及預測帶來了曙光。本文回顧MRI在VCI診療中的研究進展。分析研究發現，引起VCI的最常見病因是腦小血管病。腦額葉、顳葉、頂葉、枕葉、海馬等與記憶相關腦區出現結構萎縮時可以出現認知障礙的表現[4]。當皮質下白質出現病變時，如雙側基底節區、丘腦、角回、海馬及左側半球等結構損傷后也可導致VCI[5-6]。通過sMRI發現腦白質疏松癥可表現為多個點狀或融合性病變，當腦白質疏松癥病變超過10 cm2或占白質體積的25%時會影響認知功能，導致VCI[7-8]。腦微出血引起的認知障礙占VCI的65%，通過常規MRI技術不能對腦微出血進行檢測，但是隨著磁敏感加權序列和磁共振梯度回波T2加權成像的應用，臨床對于腦微出血的檢出率顯著增高[9-10]。sMRI可以顯示卒中的部位、病灶的體積、腦白質病變的程度、海馬體積等，為VCI的診斷提供證據[11]。

1 結構磁共振成像

腦結構磁共振成像（structure magnetic resonance imaging，sMRI）是診斷VCI的基礎。sMRI對腦白質病變、腦萎縮、無癥狀性腦梗死、腔隙性腦梗死、腦微出血等腦小血管病有很好的識別性。許多以sMRI為基礎的相關

2 高分辨磁共振成像

高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）可以顯示腦萎縮的分布和程度，對腦小血管病變進行鐵負荷評估及量化。神經退行性病變的研究顯示額葉皮質微出血占主導地位，而HRMRI對額葉皮質微出血檢測的可靠性為96%[12]。

與血管性癡呆、路易體癡呆、阿爾茨海默病相關的淀粉樣血管病中，腦皮質梗死更為常見，其最主要的原因是動脈粥樣硬化[13-14]。由于纖維層含鐵血黃素沉積可以引起鐵質沉積癥，可轉化為出血或梗死，這種改變與VCI的額顳葉及基底節的鐵沉積改變有明顯的關系[15]。目前HR-MRI可以解釋部分與VCI相關的病理改變。

3 彌散張量成像

彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）可以測量水分子的擴散速度，檢測水分子彌散的方向性；也可以推斷組織的顯微結構、白質纖維束的解剖和變化；能顯示VCI看似正常的腦白質微觀結構及沃勒變性的改變。DTI可為腦小血管病導致的VCI提供組織完整性定量標志[16]。通過DTI對高度聯系和相互聯系緊密的白質纖維進行研究顯示，腦小血管病患者的腦白質結構網絡密度、網絡強度和效率較低，并更容易引起VCI。另外，基于DTI的研究顯示，腦小血管病患者的額上回、楔前葉、丘腦和紋狀體存在異常的網絡結構改變，為其認知功能障礙改變提供了結構網絡改變的依據[17]。擴散指數的分布是VCI有效的標志物，并且與VCI疾病的進展密切相關。通過DTI估計個別腦區或單束的白質改變，可以解釋VCI患者認知功能障礙的小病灶和多發病灶的累積效應，對疾病進展和干預研究是有益的[18]。通過DTI進行全腦的纖維束成像可以構建腦白質結構網絡，使用基于圖論方法對拓撲度量進行量化，腦小血管病和腦淀粉樣變性血管病可表現為與認知功能下降相關的低拓撲效率的改變[19]。DTI的平均各向異性分數和平均擴散率改變可以解釋不同類型的血管病導致認知障礙的共同機制[19]。

4 磁共振波譜分析

磁共振波譜分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可通過測定腦內化學信息反映組織或體液中相應代謝物的濃度，顯示組織細胞的代謝狀況，發現損傷的軸突，可對代謝產物進行定量分析。MRS研究顯示，VCIND與遺忘型輕度認知障礙患者相比，雙側額葉和左側枕葉下白質、右背側丘腦出現N-乙酰天門冬氨酸/膽堿的濃度降低；左側額葉皮質下白質膽堿水平升高[20]。另外，VCIND與多域輕度認知障礙的患者對比顯示，額葉白質病變部位肌酸明顯增高，相鄰側腦室白質的膽堿和肌酸明顯增高[21]。MRS是研究VCI很有潛力的一種方法，可作為認知障礙鑒別的輔助方法。MRS在血管和癡呆方面的潛在臨床應用價值正隨著該領域的技術進步而增長。

5 功能磁共振成像

功能磁共振成像（function magnetic resonance imaging，fMRI）可用于腦皮質的激活功能定位，也可同時進行認知功能測試，識別特定任務和刺激激活的腦區。有研究對VCI患者進行了fMRI全腦區局部一致性分析（regional homogeneity，ReHo）與認知檢查的分析，結果顯示ReHo與蒙特利爾量表評分負相關，而且在左側小腦腳更為明顯；ReHo與斯特魯普的成績正相關，最明顯的部位為扣帶回的中間[22]。對腦默認網絡進行血氧水平依賴（blood oxygen level-dependent，BOLD）分析顯示，與正常對照組相比，VCI患者左側前扣帶回、右側海馬旁回BOLD信號顯著降低，左側尾狀核、右側額葉、顳上回、頂下小葉表現出BOLD信號較高[23]。對VCIND患者的低頻振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）分析顯示，與對照組相比，VCIND組內側前額葉和額下回的皮層活動下降，ALFF對VCI的早期診斷具有重要價值[24]。fMRI可以為VCI的早期診斷提供影像學依據。

6 正電子發射斷層掃描磁共振成像

正電子發射斷層掃描（positron emission computed tomography，PET）磁共振成像是一種功能強大的分子成像工具，通過在典型腦區可視化腦功能來輔助臨床診斷。目前針對PET-計算機斷層掃描（computed tomography，CT）的相關研究較多，但針對PET-MRI的相關研究較少。通過18F-2-氟-2-脫氧葡萄糖（18F-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose，FDG）PET檢測，發現VCI的患者可表現為額中回、基底節、小腦、顳頂葉皮層和腦干出現低代謝[25]。VaD患者主要在深部灰質核團、小腦、初級皮層、顳中回、前扣帶回表現為低代謝分化[26]。通過對VaD進行11C匹茲堡復合物B（11C-Pittsburgh compound B，PiB）PET檢查并隨訪3年發現，PiB-PET陽性患者更容易出現認知功能的快速下降[27]。PET通過功能成像顯示，評估組織丟失的數量比單獨評估形態學損傷的程度更重要。

綜上所述，目前VCI的影像診斷方法并沒有統一的標準，但是近年來影像學的高速發展，通過sMRI、HR-MRI、MRS、fMRI及PETMRI等技術，對復雜的腦結構及功能的進一步了解，可以對VCI的發病機制及病理改變深入認識，為VCI的早期診斷及鑒別診斷提供影像學依據。