海馬萎縮MRI影像分析的臨床應(yīng)用研究*

董 杰 趙書(shū)英* 李 軍 黃凱音 蔡永麗

隨著人們生活方式的不斷改變以及人口老齡化問(wèn)題的日益凸顯，由心理以及社會(huì)等多種因素共同導(dǎo)致的一系列精神障礙性疾病的發(fā)生率正呈逐年升高趨勢(shì)[1]。有研究認(rèn)為，人們的學(xué)習(xí)、記憶、情感以及認(rèn)知等方面均與邊緣系統(tǒng)存在密切相關(guān)，而海馬是組成邊緣系統(tǒng)的重要部分之一[2]。臨床研究認(rèn)為，海馬與精神分裂癥、抑郁癥、顳葉癲癇以及阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)[3]。在患者尚未出現(xiàn)上述疾病相關(guān)癥狀前，海馬體積已出現(xiàn)不同程度的減少，而隨著病情的逐漸好轉(zhuǎn)，海馬體積亦會(huì)隨之增加，患者學(xué)習(xí)以及認(rèn)知功能得以逐漸恢復(fù)。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是目前被廣泛應(yīng)用于臨床多種疾病診療中的有效影像學(xué)手段之一，其可有效測(cè)量并觀察海馬形態(tài)，通過(guò)影像技術(shù)可準(zhǔn)確為醫(yī)師提供海馬的解剖結(jié)構(gòu)以及功能狀況，為疾病的篩查和診斷提供客觀、快捷的科學(xué)依據(jù)的同時(shí)，亦可為患者的病情預(yù)后提供參考依據(jù)[4]。鑒于此，本研究通過(guò)分析研究海馬萎縮的MRI影像，探討其臨床應(yīng)用價(jià)值，旨在為MRI應(yīng)用于海馬萎縮的診斷分析提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年2月至2018年7月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安定醫(yī)院收治的50例AD患者，并將其納入觀察組，其中男性29例，女性21例；年齡52～82歲，平均年齡(70.22±8.52)歲；病程8～41個(gè)月，平均病程(18.02±6.32)個(gè)月；受教育程度初中及以下24例，高中及以上26例。同期另選取在醫(yī)院進(jìn)行體檢的50名健康體檢者，并將其納入對(duì)照組，其中男性30名，女性20名；年齡50～84歲，平均年齡(70.32±8.49)；受教育程度初中及以下25例，高中及以上25例。兩組基本資料對(duì)比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性。所有患者及其家屬對(duì)本研究均知情同意，并得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有AD患者均符合美國(guó)精神病學(xué)《精神障礙及統(tǒng)計(jì)工作手冊(cè)第四版》[5]中所制定的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡≥18周歲；③無(wú)臨床病歷資料缺失；④入院前未接受相關(guān)治療。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①心、肝、腎、肺等重要臟器發(fā)生病變者；②由神經(jīng)科其他疾病所導(dǎo)致的癡呆者；③正參與其他研究者。

1.3 儀器設(shè)備

使用儀器為Magnetom Prisma型3.0 T MRI掃描儀(德國(guó)西門(mén)子公司)。

1.4 檢查方法

(1)MRI檢查：使用Magnetom Prisma 3.0T MRI掃描儀，掃描相關(guān)參數(shù)為：矩陣256×512，層厚取3 mm，無(wú)間距。分別行軸位、冠狀位以及矢狀位的檢測(cè)。軸位掃描與聽(tīng)眥線平行，矢狀位掃描與大腦鐮平行，于矢狀位選擇顯示海馬長(zhǎng)軸最佳層面，冠狀位垂直該層面海馬長(zhǎng)軸。

(2)測(cè)量與評(píng)估：所有入組人員均接受MRI掃描，通過(guò)線性和體積測(cè)量的方式完成海馬高度、體積、顳角寬度以及島葉厚度的評(píng)估。①于正中矢狀位上，將中腦、橋腦交界角為基點(diǎn)，與腦干中軸相平行的冠狀面上完成海馬高度、顳角寬度的測(cè)量；②取軸位T1WI上顯示島葉寬徑最寬鞥面測(cè)定島葉最寬徑線作為島葉厚度；③海馬體積測(cè)量以及標(biāo)準(zhǔn)化，于斜冠狀面上采用鼠標(biāo)勾畫(huà)海馬輪廓，每層體積=每層面積×層厚，各層體積相加即會(huì)得出總體積。為進(jìn)一步消除頭顱異常對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，予以標(biāo)準(zhǔn)化處理。即標(biāo)準(zhǔn)化體積=(受檢人員所有平均顱腔總體積÷個(gè)體顱腔體積)×海馬體積。

1.5 觀察指標(biāo)

(1)通過(guò)成人韋氏智力量表(Wechsler intelligence scale，WAIS)、以及簡(jiǎn)易智能狀態(tài)檢查(mini-mental state examination，MMSE)量表對(duì)所有入組人員的認(rèn)知功能實(shí)施評(píng)估。其中WAIS主要囊括語(yǔ)言智商(verbal intelligence quotient，VIQ)、操作智商(performances intelligence quotient，PIQ)以及總智商(full intelligence quotient，F(xiàn)IQ)，WAIS與MMSE的評(píng)估由醫(yī)院兩名經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練的主治醫(yī)師以及專(zhuān)業(yè)的心理醫(yī)師實(shí)施通過(guò)雙盲法完成評(píng)估。

(2)比較兩組海馬高度、海馬體積、顳角寬度以及島葉厚度，VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS20.0軟件完成數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)以(%)表示，采用x2檢驗(yàn)。計(jì)量數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差()表示，實(shí)行t檢驗(yàn)。海馬區(qū)MRI表現(xiàn)和認(rèn)知功能評(píng)估指標(biāo)的關(guān)系予以Pearson相關(guān)性分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組海馬高度、海馬體積、顳角寬度和島葉厚度對(duì)比

觀察組海馬高度、海馬體積水平均低于對(duì)照組，而顳角寬度水平高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t海馬高度=4.377，t=4.419，t海馬體積=13.485，t=12.163，t顳角寬度水平=5.944，t=6.066；P＜0.05)；觀察組及對(duì)照組的島葉厚度相比不明顯(t=1.271，t=1.206；P＞0.05)，見(jiàn)表1。

2.2 兩組MRI影像學(xué)表現(xiàn)

(1)對(duì)照組MRI影像表現(xiàn)：根據(jù)MRI診斷結(jié)果顯示，對(duì)照組受試者的海馬區(qū)域及顳角均正常，見(jiàn)圖1。

圖1 對(duì)照組正常海馬頭部斜冠狀面影像

表1 兩組海馬高度、海馬體積、顳角寬度及島葉厚度對(duì)比()

表1 兩組海馬高度、海馬體積、顳角寬度及島葉厚度對(duì)比()

圖2 AD患者雙側(cè)海馬萎縮及典型AD頭顱MRI影像

表2 兩組認(rèn)知功能評(píng)估結(jié)果對(duì)比(分，)

表2 兩組認(rèn)知功能評(píng)估結(jié)果對(duì)比(分，)

注：表中VIQ為語(yǔ)言智商；PIQ為操作智商；FIQ為總智商；MMSE為簡(jiǎn)易智能狀態(tài)檢查量表

(2)觀察組MRI影像表現(xiàn)：觀察組AD患者影像學(xué)顯示雙側(cè)海馬萎縮，顳角增寬，經(jīng)T2FLAIR水抑制冠狀位顯示，AD患者右側(cè)海馬較4年前萎縮且局灶稍高信號(hào)，典型輕度AD患者的T1WI斜冠狀位及扁平狀海馬和擴(kuò)大的側(cè)腦室顳角情況，見(jiàn)圖2。

2.3 兩組認(rèn)知功能評(píng)估結(jié)果對(duì)比

觀察組VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.147，t=8.978，t=8.123，t=15.625；P＜0.05)，見(jiàn)表2。

2.4 海馬區(qū)MRI表現(xiàn)和認(rèn)知功能評(píng)估指標(biāo)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析中，海馬高度、海馬體積與VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均呈正相關(guān)(r海馬高度=0.582，r=0.566，r=0.535，r=0.649；r海馬體積=0.624，r=0.609，r=0.579，r=0.671；P＜0.05)，而顳角寬度與VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.452，r=-0.477，r=-0.511，r=0.604；P＜0.05)，見(jiàn)表3。

3 討論

精神障礙所引起的海馬神經(jīng)元細(xì)胞凋亡機(jī)制屬于極其復(fù)雜的過(guò)程，其主要機(jī)制可能在于海馬神經(jīng)元再生功能的抑制，海馬等邊緣系統(tǒng)細(xì)胞丟失以及體積減小[6-8]。精神障礙疾病可通過(guò)觀察以及測(cè)量海馬形態(tài)結(jié)構(gòu)改變情況，不僅有效反映疾病狀態(tài)，同時(shí)可為疾病的診斷和預(yù)后評(píng)估提供指導(dǎo)依據(jù)[9-10]。研究報(bào)道顯示，海馬損傷以及萎縮可發(fā)生在AD早期，且AD的早期組織病變僅局限于海馬，因此海馬萎縮是目前國(guó)內(nèi)外所公認(rèn)的診斷AD的最有價(jià)值指標(biāo)之一[11-12]。目前，通過(guò)觀察海馬體積的變化進(jìn)行AD患者病情的評(píng)估已成為研究學(xué)者的共識(shí)，且可通過(guò)海馬萎縮程度鑒別正常海馬老化亦或是AD引起的海馬萎縮。另有研究[13-14]報(bào)道證實(shí)，通過(guò)MRI進(jìn)行海馬體積的評(píng)估，可通過(guò)明確海馬體積測(cè)量結(jié)果對(duì)癲癇治療以及預(yù)后起到指導(dǎo)作用。因此，可推測(cè)海馬萎縮與臨床多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展均存在密切相關(guān)，在臨床中可通過(guò)評(píng)估海馬萎縮情況，繼而完成神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期診斷。

表3 海馬區(qū)MRI表現(xiàn)和認(rèn)知功能評(píng)估指標(biāo)的相關(guān)性分析

本研究結(jié)果顯示，觀察組海馬高度、海馬體積水平低于對(duì)照組，而顳角寬度水平高于對(duì)照組，但觀察組及對(duì)照組的島葉厚度相比的差異不明顯，而郭建雄等[15]通過(guò)研究阿爾茨海默病認(rèn)知功能與海馬區(qū)MRI表現(xiàn)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)：AD組患者的左右兩側(cè)顳角寬度和海馬高度與對(duì)照組比較差異均顯著。兩項(xiàng)研究結(jié)果高度一致，表明了MRI可有效評(píng)估海馬萎縮程度，繼而為臨床疾病的診斷提供客觀依據(jù)。

海馬硬化最為典型的表現(xiàn)為海馬萎縮，同時(shí)海馬體積的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞異常增生，水腫引起其在T2上信號(hào)增高，因此海馬萎縮以及T2上信號(hào)彌漫性增高均是海馬硬化的臨床征象。MRI對(duì)于海馬硬化的診斷具有較高的敏感性以及特異性。然而，有研究提出：MRI難以早期有效診斷海馬硬化，只有在海馬神經(jīng)元萎縮≥50%時(shí)，MRI才能有效發(fā)現(xiàn)海馬異常[16]。因此，通過(guò)MRI進(jìn)行海馬萎縮的診斷價(jià)值尚且存在一定的爭(zhēng)議。本研究結(jié)果顯示，MRI診斷價(jià)值較高，可作為臨床有效評(píng)估海馬萎縮的方式之一。此外，觀察組VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均低于對(duì)照組，這與張玲等[17]及何英杰等[18]的研究報(bào)道相一致，表明了AD患者的認(rèn)知功能相較正常人明顯較差。究其原因，本研究認(rèn)為AD主要會(huì)對(duì)患者的記憶以及認(rèn)知等腦高級(jí)功能造成損害，且按照臨床病程大致可將AD分為臨床前期、輕度AD期、中度AD期和重度AD期4個(gè)階段，如不予以及時(shí)有效的治療，患者普遍會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知功能的下降。此外，經(jīng)Pearson相關(guān)性分析可得：海馬高度、海馬體積與VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均呈正相關(guān)，而顳角寬度與VIQ、PIQ、FIQ及MMSE評(píng)分均呈負(fù)相關(guān)。且有相關(guān)報(bào)道通過(guò)神經(jīng)心理學(xué)評(píng)定MRI檢測(cè)AD中顳葉體積的研究發(fā)現(xiàn)，隨著疾病的不斷惡化，中顳葉體積逐漸減少，海馬結(jié)構(gòu)萎縮程度和疾病嚴(yán)重程度存在較好的相關(guān)性，可能成為AD客觀狀態(tài)指標(biāo)之一[19-20]。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果提示，海馬萎縮程度可在一定程度上反映認(rèn)知功能狀態(tài)，繼而為臨床治療以及疾病預(yù)后提供指導(dǎo)作用。MRI應(yīng)用于海馬萎縮情況評(píng)估中的價(jià)值較高，可為AD的早期診斷提供客觀依據(jù)，且與認(rèn)知功能評(píng)估存在良好的一致性，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。