磁共振標準化測量在老年性認知障礙影像解剖學研究中的價值

徐傳娜 王鐵軍 陳新 馮加純 馮妍

(吉林大學第一醫院 1放射科，吉林 長春 130021；2骨科；3神經內科)

就目前老年人認知障礙來說，現階段正面臨兩大難題：第一對于老年性認知障礙發病機制研究仍不完全，缺乏統一的國際認可標準；第二不能徹底治愈，只能延緩發病，同時致殘率較高，給社會帶來沉重的負擔。老年性認知障礙包括了很多種類，如血管性癡呆、輕度認知障礙(MCI)和老年癡呆等，阿爾茨海默病(AD)俗稱為老年性癡呆，起病隱匿，它是一種神經退行性疾病，臨床上為以早期記憶障礙，中后期以失語、失用及失認等異常為主要表現，而后逐漸發展、惡化〔1〕，Iqbal等〔2〕提出了有關于AD病理過程假說，他們認為AD特征性的腦萎縮位置，是從內嗅皮層開始，然后逐漸向周圍蔓延至海馬、顳葉后側，大腦其他腦葉也可能同時發生不同程度的萎縮，這一假說，在很多后續的研究中被證實。現近研究證明海馬在記憶功能方面起著重要作用，海馬受損的患者表現出陳述功能和語義記憶障礙。海馬變性是AD患者最明顯的特征，它導致認知功能惡化、嗅覺障礙和情緒缺陷的癥狀，海馬體在認知功能中具有關鍵作用〔3〕，AD患者臨床表現出記憶功能的障礙，就可能與海馬的萎縮、體積減小有關。以往對于AD患者的海馬體積的相關研究較多，但是傳統的海馬體積測量比較繁瑣，而且不能夠排除老年性腦萎縮的影響因素。本研究對海馬及周圍結構進行標準化的線性測量及海馬體積標準化測量，旨在尋找可以簡便、易行反映老年性認知障礙腦結構特征的影像診斷依據，為臨床的精確診斷提供有力的證據。

1 資料與方法

1.1臨床資料 選取吉林大學第一醫院2016年1月至2017年1月，神經內科經臨床診斷標準及認知評估量表確診的12例MCI患者(男4例，女8例，年齡39～77歲，平均51歲)、18例AD患者(男6例，女12例，年齡50～79歲，平均61歲)及20例健康志愿者(對照組，男8例，女12例，年齡50～70歲，平均61歲)共50人篩選入組，排除以下等因素：影響神經系統的內科疾病(如甲狀腺疾病、糖尿病等)、精神類疾病(如精神分裂等)，腦血管意外、腦部外傷史、顱內良惡性疾病(如腦膜瘤)，不能配合臨床其他檢查的、具有磁共振檢查禁忌的。

1.2檢查方法 MCI患者、AD患者和健康志愿者共50例，依次進行德國西門子Trio-Tim 3.0T 頭部MRI常規掃描(包括T1WI、T2WI及DARK-FLUID序列)及1 mm冠狀位薄層掃描，采用標準頭線圈，限制頭部運動，軸位掃描采用眥耳線，對全腦進行無間隔掃描。掃描參數：T1WI( TR 2 000 ms，TE 20 ms)、T2WI(TR 3 000 ms，TE 80 ms)、FOV=220 mm×220 mm，采集矩陣為256×512。頭部掃描完成后，利用西門子工作站完成后處理及測量工作。

1.3測量方法 標準化線性測量：老年性腦萎縮測量指標〔4〕中，針對海馬及周圍結構相關的指標進行標準化測量：哈氏值 (HI)：雙側腦室前角間最大與最小距離之和；前角指數(FHI)：顱腦最大橫內徑與側腦室前角間最大距離之商；三腦室寬度(TVW)：三腦室的最大橫徑；腦室指數(VI)：雙側側腦室脈絡叢球間距離與腦室前角間最大距離之商；皮層腦溝寬度(CSW)：測量皮層腦溝的寬度值，其為腦CT圖像上的最上三個層面測量腦溝寬度的平均值；海馬橫徑及高徑：冠狀位最大顱腦層面海馬最大橫徑及高徑；外側裂寬度(LFW)：測量島葉外緣到一側顳葉的最大距離。

海馬體積標準化測量方法：選擇兩位臨床經驗豐富的專門從事神經影像的高年資醫師對磁共振薄層掃描圖像手工測量三組值：分別是左側海馬體積(LHPV)和右側海馬體積(RHPV)和顱腦容積(ICV)。用頭、體、尾三部分來界定海馬的邊界〔5～7〕，逐層測量圖像層面的海馬體積，乘以磁共振(MR)掃描厚度，最后計算出個體的海馬體積。因海馬的體積具有一定的個體差異性，所以需要消除這種差異性以提高研究準確度。每個人的海馬與顱腦相對的體積關系是比較恒定的，因此將顱腦假想成一個橢球形，顱腦容積的測定就是在T1WI薄掃序列測量此橢球形的最大左右徑、前后徑及高徑，利用測量的數據用公式計算出相應的顱腔容積。這種方法稱為海馬的標準化〔8〕。(海馬體積/顱腦容積)×1 000。

1.4統計學方法 采用SPSS20.0統計軟件進行方差分析及t檢驗。

2 結 果

2.1各組間線性測量指標比較 三組受試對象的HI，FHI，TVW，LFW等線性指標組間差異均有統計學意義(P<0.05)，包括對照組和MCI組之間、對照組和MCI組之間、AD組和AD組之間差異均有統計學意義(P<0.05)，見表1。

2.2各組間海馬體積比較 海馬體積、顱腦容積及標準化后海馬體積；MCI組及AD組差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表1 各組間線性測量指標比較

與對照組比較：1)P<0.05；與MCI組比較：2)P<0.05，下表同

表2 各組間海馬體積比較

3 討 論

老年性癡呆是一種常見的老年性的進行性神經系統疾病，其病因復雜，發病機制不明確，又因為其病程不可逆，治療效果有限，該病患者的生存質量很差，給家人帶來繁重的負擔。只能提前預防、早期發現、早期控制及延緩病情進展，一些對癥輔助治療。隨著對該疾病的深入研究，本研究發現老年性癡呆患者有著不一樣的影像解剖學的特點，可能有著自己的發病機制，如果能明確其病因及發病機制，治愈就成為一種可能。正常人隨著年齡的增長，逐漸會出現腦萎縮，全腦的萎縮，且萎縮程度會逐漸加深，而AD患者的癥狀也會隨著年齡增長而加重，但AD患者的腦萎縮是以額葉、頂葉、顳葉為主，所以說各種用來衡量健康老年人顱腦變化的指標可能并不能完全適用于AD患者，因此給AD的診斷帶來很大的難度。研究發現在健康老年人與AD患者中，關于海馬溝回間距、脈絡叢寬度、顳角寬度等線性指標的測量結果存在統計學差異性〔9〕。而且研究還發現年齡是主導腦室、腦溝發生變化的主要因素，年齡與顱腦各項指標的變化有著很高的相關性，與其本身的精神狀態無關〔10〕。本研究發現大腦皮質的萎縮、腦室系統及腦溝、腦裂的擴張與AD患者在病理解剖學上的改變具有高度一致性，MCI患者及AD患者的大腦均出現了進行性的腦萎縮，AD患者腦萎縮是在正常老年人生理性萎縮的基礎上，大腦皮質進一步發展，出現了病理性改變，進而導致患者出現一系列臨床癥狀。

AD通常以記憶減退、記憶障礙及認知障礙為首發的臨床表現，而現今研究證明海馬在大腦進行記憶信息處理工作中起著重要且獨特的作用，因此主流觀點認為AD的發生與海馬的改變是十分相關的。有病理解剖學研究證明AD患者同時具有顯著的海馬體積的減小〔11〕，Laakso等〔12〕通過MRI檢查證明AD患者的海馬結構及基底節區的部分區域都出現了不同程度的萎縮。本研究也證實了這一結論，可以將海馬體積的改變作為一種AD臨床診斷的早期指標，也可以用作AD與MCI患者之間一種鑒別標準。海馬體積與年齡、性別及側別的關系，眾說紛紜，不同的學者持有不同的觀點，本研究與相當一部分學者的觀點相同，認為正常人的海馬體積自出生后逐漸增大，成年之后海馬體積不會再發生明顯的改變。AD患者海馬體積的減小與年齡這一因素的相關性不大，目前來看發生這種情況的原因可能是與AD患者除一小部分是由于家族因素而較早發病外，絕大多數患病人群為老年人。可能由于生理或是其他病理因素，海馬體積有一定程度萎縮，因此給AD和老年性腦萎縮的鑒別診斷帶來困難性。在年齡小于50歲的階段，AD患者同年齡段的正常人相比較而言，海馬體積的減小是非常顯著的。海馬體積的差異除年齡因素之外，是否同時也與性別存在相關性，個別有關文獻〔13〕認為不同性別的海馬的標準化體積差異沒有統計學差異，而海馬體積的差異可能是由于不同性別顱腦容積的差別所引起的，也有學者對此并不認同。

本研究認為三組受試者標準化后的海馬體積的性別差異無統計學意義。有部分學者對在以往的研究中所提出的右側海馬體積大于左側〔14，15〕的理論表示反對，他們認為標準化的海馬體積不存在性別、側別差異。本研究顯示，MCI，AD受試者的標準化左右兩側海馬體積差異存在統計學意義，此差異可以支持AD的診斷，這對于早期AD的診斷具有一定的臨床意義。

隨著時代發展，醫療技術不斷進步，影像學檢查手段廣泛的應用使得臨床疾病診斷不斷精準。老年性認知障礙患者中其海馬的改變具有特殊意義，如何區分患者海馬體積的變化是由于年齡增加、腦組織腦萎縮所致的正常退變，還是AD所特有的改變，我們可以應用線性指標與海馬體積的標準化測量來減少年齡及退變等因素導致的差異，這對于臨床診斷的精確度的提高起到很大作用，給臨床工作帶來便利。盡管線性指標的測量可能存在非特異性的問題，但它簡便、易行，可聯合海馬標準化體積測量來增加說服力。老年性癡呆神經診斷任重而道遠，我們希望通過新的影像檢查手段，并且不斷加大樣本量，可以逐步建立并完善AD與MCI神經影像解剖學標準化測量的診斷標準。