血管性認知障礙及其功能影像學的研究進展

賀夢菲，尹昌浩，曹文慧，孫文強，趙維納

作者單位 1157000 牡丹江牡丹江醫學院

2牡丹江醫學院附屬紅旗醫院神經內科

血管性認知障礙（vascular cognitive impairment，VCI）是指腦血管病危險因素、明顯或不明顯的腦血管病引起的、從輕度認知障礙到癡呆的一大類綜合征[1]。目前，隨著人類壽命的延長，癡呆的發病率越來越高，預計2050年我國癡呆人口將達2800萬[2]。VCI已成為癡呆的第二大常見原因，僅次于阿爾茨海默病[3]。由于VCI起病比較隱匿，其早期識別及準確診斷尚存在困難。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）具有無創性、高時間和空間分辨率等特點，可有效反映VCI患者腦組織形態學及功能學的變化信息。本文概述近年VCI領域的研究進展，旨在為其早期診斷及評估預后等方面提供影像學依據。

1 血管性認知障礙的分類及診斷標準

1.1 VCI的分類方式 根據病因、病理、臨床癥狀、影像學特征等可進行不同分類。目前根據病因分類有：①危險因素相關性；②缺血性；③出血性；④其他腦血管病性；⑤腦血管病合并癡呆。根據程度分類有：①非癡呆性血管性認知障礙（vascular cognitive impairment with no dementia，VCIND）：患者基本的日常生活能力沒有受損，未達到癡呆的診斷標準。②血管性癡呆（vascular dementia，VaD）：患者的認知功能障礙明顯損害其日常生活能力、職業或社交能力，符合癡呆的診斷標準[4]。

1.2 診斷 VCI的診斷需具備3個核心要素：①認知損害：主訴或知情者報告患者有認知損害，且客觀檢查也有認知損害的證據，客觀檢查證實認知功能較以往減退。②血管因素：包括血管危險因素、卒中病史、神經系統局灶體征、影像學顯示的腦血管病證據。③認知障礙與血管因素：認知障礙與血管因素有因果關系，并能除外其他導致認知障礙的原因[4]。對于認知障礙的診斷需要有患者主訴、知情者報告或者客觀檢查證實存在認知缺損[5]。VCI發病機制各異，表現多種多樣，發病隱匿，尤其當同時合并其他早期神經變性疾病時診斷存在爭議，因此特異性神經影像表現對于VCI的診斷十分重要。

2 磁共振成像的功能檢查

利用VCI患者大腦病變時血流灌注、代謝等發生變化產生MRI上微小信號的改變，通過血氧水平依賴功能磁共振（blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging，BLOD-fMRI）、磁共振波譜技術（magnetic resonance spectroscopy，MRS）、灌注加權成像技術（perfusion weighted imaging，PWI）等檢查方法，明確腦部功能的相關變化。與其他檢查方法相比，MRI具有較高的時間和空間分辨率，能無創性直觀地反映相關皮層的功能變化[6]。

2.1 血氧水平依賴功能磁共振 BLOD-fMRI是根據大腦中不同功能活動區血流動力學變化以獲得腦激活圖像。激活區腦血流量增加超過耗氧量增加，從而導致激活區血氧濃度升高。氧合血紅蛋白及脫氧血紅蛋白不同引起相應區域的磁順應性不同，從而被MRI的回波序列采集到，再利用相關的計算軟件繪制出不同功能狀態下的腦區圖[7]。BOLD技術主要包括任務相關fMRI和靜息態fMRI，靜息態fMRI主要是指患者保持頭部固定、清醒、閉眼并且不進行任何思維活動的檢查[8]。Hai-Long Lin等[9]利用低頻振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）方法對22例VCIND和23例對照組研究發現，VCIND組在雙側額下回和顳上回及左側島葉的ALFF較對照組高，而在舌回、小腦后葉、前扣帶皮層、右楔葉和舌回、雙側后扣帶皮層和前楔葉較對照組低。任務態fMRI是對進行某項任務刺激時的患者進行掃描，該患者完成任務時相應腦組織區發生血流信號變化。Alexander Schaefer等[10]應用任務態fMRI發現皮質下缺血性認知障礙患者大腦激活區的減弱和增強與腦白質損害有關。Vijay K.Venkatraman等[11]報道，腦白質損傷的患者在進行精神心理活動時運動區和運動前區活動減弱。此外，默認網絡系統是指在靜息狀態下時，中樞神經系統處于激活狀態，在執行目標任務時活動減弱的部分腦區，這些腦區主要包括：后扣帶回，額葉內側面，顳前葉，頂葉，雙側角回，顳葉外側，海馬，頂下小葉等[12]。馬思懿等[13]研究在靜息狀態下，VCIND患者的大腦默認模式網絡存在異常，并存在以執行功能障礙為主的多個領域的認知功能損害，其認知功能障礙可能與額葉-皮質下環路受損有關。

2.2 磁共振波譜技術 MRS技術是唯一無損傷測定活體內某一特定組織區域化學成分的技術，利用了MRI中的化學移位現象測定分子的空間構型和組成。目前常用的核素有1H、13C、19F、23Na、31P。Sebastian Herminghaus等[14]研究發現VaD患者N-乙酰天門冬氨酸（N-acetyaspartate，NAA）/肌酸（creatine，Cr）和磷酸肌酸（creatine phosphocreatine，CP）比值下降，肌醇（myoinositol，MI）/Cr比值升高，并且此改變廣泛存在于VaD患者的全腦。Ulrich Pilatus等[15]發現NAA和Cr的濃度下降可以預測認知障礙患者認知功能的進行性下降。Xiaoqun Zhu等[16]研究發現遺忘型輕度認知障礙（amnestic mild cognitive impairment，aMCI）海馬區的NAA/Cr比值下降，血管性輕度認知障礙卻表現為前額葉的NAA/Cr比值下降。aMCI患者海馬區的NAA/Cr比值與近期記憶存在正相關關系，而VCI患者前額葉的NAA/Cr比值與非記憶認知功能存在正相關。有研究者對25例aMCI患者、28例VCIND患者和32例正常對照進行研究發現，aMCI患者相比對照組或VCIND患者，其雙側后扣帶回及枕葉NAA/MI值下降，而VCIND患者相較于對照組或aMCI患者在雙側額葉白質和左枕葉白質以及右背側丘腦顯示較低的NAA/膽堿（choline，Cho）比值。與對照組相比，aMCI患者在雙側后扣帶回、左側楔前葉及右背側丘腦表現出較低的NAA和NAA/Cr比值，而VCIND患者在雙側丘腦及額葉白質表現出較低的NAA/Cr比值。此外，還觀察到aMCI患者右后扣帶回的MI增加，VCIND患者左額葉白質的Cho增加，這對臨床上診斷這兩種疾病提供了鑒別方向[17]。李新文等[18]通過MRS技術對30例卒中VCIND和30例卒中后認知功能正常組以及30例健康對照組研究發現，VCIND組雙側NAA/Cr值低于認知功能正常組和健康對照組，認知功能正常組低于健康對照組；VCIND組、認知功能正常組右側Cho/Cr值高于健康對照組；VCIND組左側Cho/Cr值高于認知功能正常組和健康對照組，認知功能正常組高于健康對照組；神經心理相關量表與雙側NAA/Cr呈正相關，與左側Cho/Cr呈負相關。

MRS能早期、便捷、全面、客觀地評定血管性認知障礙，并為VCI的早期診斷及分型提供客觀依據，與神經心理相關量表相結合能夠更全面、客觀地評價認知功能障礙。

2.3 灌注加權成像技術 PWI技術是借助一定方法標記血液，采用快速成像方法獲得圖像的一種成像技術，對組織微循環的灌注十分敏感，可以反映缺血腦組織的微循環灌注狀態。包括動態磁敏感對比增強（dynamic susceptibility contrast，DSC）和動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）[19]。主要的灌注參數有腦血流量（cerebral blood flow，CBF）、腦血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通過時間（mean transit time，MTT）和達峰時間（time to peak，TTP）。DSC主要是利用對比劑示蹤技術獲得灌注圖像，可反映組織微血管的血流動力學情況。ASL主要是激發血管內水分子作為內源性對比劑測量局部血流量，其完全無創，可以更精確評估腦血流，一般多用于腦梗死患者血流灌注狀態的檢查。Yawen Sun等[20]對53例有認知障礙和無認知障礙的皮質下缺血性血管疾病患者行ASL研究發現，與對照組相比，皮質下血管認知障礙組腦血流量彌漫性減少，左側海馬、左側顳上極回、右額上眶葉、右內側額葉眶葉、右顳中葉、左丘腦和右腦島與局部CBF值呈顯著正相關。顳葉、海馬和額葉、丘腦、島葉的灌注不足與認知功能損害的程度相關。腦血流與認知的相關關系表明這一功能標志物可早期檢測及鑒別VCI。Yong-Zhe Gao等[21]對通過ASL比較阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）和VaD組吸入二氧化碳的腦血管反應時發現，AD組雙側顳葉及額葉局部CBF顯著降低，VaD組顳葉及左側額葉局部CBF較低。這可能成為AD與VaD的鑒別診斷之一。

目前，MR-PWI研究較多應用于AD的研究，而關于VCI的較少，但PWI作為無創性檢測組織微循環血流量的敏感手段，有必要得到進一步研究。

VCI的功能影像學主要從大腦白質及皮質代謝、擴散、灌注變化等方面研究VCI引起大腦功能變化及其與認知之間的關系。VCI起病隱匿，其早期識別及準確診斷尚存在一定困難，因此將功能磁共振、結構磁共振及神經心理量表評測有機結合將為今后研究VCI提供更廣闊的思路。