SIVD繼發認知障礙病人腦區灰質大小與認知功能的關系

劉萍萍，何學芳，張 翼，楊 旭，龍繼發，季一飛

皮質下缺血性腦血管病(subcortical ischemic vascular disease，SIVD)是以腦部小血管病變為主要原因，以缺血性深部灰質多發腔隙性梗死(lacunar infarc，LI)和(或)廣泛的腦室旁和深部白質病變(white matter lesion，WML)為主要病變類型的一種腦血管疾病[1]，SIVD繼發認知障礙是血管性認知障礙最常見類型之一[2]。SIVD的研究往往集中于SIVD繼發認知障礙的人群，而針對合并影像學表現卻未出現明顯認知功能損傷病人的研究較少[3]。近年來基于體素的形態學分析(voxel-based morphometrp，VBM)技術廣泛應用于全腦解剖結構評價，其可準確用于腦灰質和腦白質的體積測量，為疾病診治提供更多影像學參考[4]。本研究探討SIVD繼發認知障礙病人腦區灰質大小與認知功能的關系。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年9月—2020年9月南充市中心醫院收治的SIVD病人100例，根據有無認知障礙分為認知障礙組(46例)和非認知障礙組(54例)。兩組病人年齡、性別及受教育時間等一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。病人及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準 納入標準：①符合Erkinjuntti等[5]提出的SIVD診斷標準，即具有腔隙狀態、LI和廣泛性WML。其中簡易精神狀態檢查量表(MMSE)評分≤26分且存在≥1個認知領域損傷判定為繼發認知障礙[6]；②年齡≥18歲；③臨床資料完整者。排除標準：①顱腦腫瘤、腦外傷或腦出血病史；②嚴重軀體疾病；③精神系統疾病史或電抽搐治療史；④測試前24 h內服用影響認知的藥物，如安定類鎮靜催眠藥；⑤合并其他導致認知功能損傷疾病；⑥其他原因導致腦白質病變；⑦無法獨立完成認知功能評估者；⑧有MRI檢查禁忌證者。

1.3 方法

1.3.1 認知功能評價 采用簡易智能狀態檢查量表(Mini-Mental State Examination，MMSE)、蒙特利爾認知功能評估量表(Montreal Cognitive Assessment，MoCA)、劍橋老年認知功能量表中文版(Cambridge Cognitive，CAMCOG-C)、斯特魯普測驗(Stroop)、老年抑郁量表(Geriatric Depression Scale，GDS)及日常生活能力評定量表(Activities of Daily Living,ADL)進行認知功能評價。

1.3.2 影像學指標 使用美國通用電器公司生產的GE Signal HDxt 3.0T MRI掃描儀，收集T1加權成像(T1WI)、T2加權成像(T2WI)、磁共振成像液體衰減反轉恢復序列(FLAIR)及3D-T1圖像數據。頭部制動后要求病人保持靜息狀態，3D-T1圖像采集參數設置重復時間、回波時間、反轉時間、翻轉角度及矩陣分別為8.0 ms、3.2 ms、450 ms、20°、512×512。LI數目和白質病變(WML)程度根據T2WI/FLAIR圖像評估；腦白質疏松癥(leukoaraiosis，LA)分級根據Fazekas標準[7]，分為1～3級。采用Dcm2nii軟件將原始數據轉化格式后，應用SPM 8及VBM 8軟件包完成數據處理。首先應用SPM 8軟件將每個受試者的磁共振圖像標準化到蒙特利爾神經學研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)標準模板上，以2 mm×2 mm×2 mm的尺度進行重采樣。然后將標準化后的圖像分割成灰質、白質和腦脊液，分割后的灰質圖像以1個半高全寬(full-width at half-maximum)8 mm高斯核進行平滑以去除噪聲的干擾，得到的灰質圖像進入后續的統計分析。

2 結 果

2.1 兩組認知功能各評分比較 認知障礙組MMSE評分、MoCA評分、CAMCOG-C評分均低于非認知障礙組，差異均有統計學意義(P<0.05)；認知障礙組ADL評分和Stroop測試評分均高于非認知障礙組，差異均有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 兩組認知功能各評分比較(±s) 單位：分

2.2 兩組影像學指標比較 認知障礙組灰質總體積、白質總體積均小于非認知障礙組，差異均有統計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 兩組影像學指標比較

2.3 兩組灰質體積變化比較 認知障礙組左側顳下回、右側顳中回、右側眶部額上回及左右側枕中回灰質體積明顯小于非認知障礙組，差異均有統計學意義(P<0.01)。詳見表3。

表3 兩組灰質體積變化比較

2.4 腦區灰質大小與認知功能的相關性 Pearson相關性分析顯示，腦區灰質總體積與MMSE評分、MoCA評分及CAMCOG-C評分均呈正相關(P<0.05)；腦區灰質總體積與ADL評分和Stroop測試評分均呈負相關(P<0.05)。SIVD繼發認知障礙病人左側顳下回體積與MoCA評分呈正相關(r=0.28，P=0.03)，與Stroop測試評分呈負相關(r=-0.37，P=0.02)。詳見表4。

表4 腦區灰質大小與認知功能的相關性

3 討 論

人體正常衰老過程往往伴隨腦組織萎縮，但在合并腦血管疾病狀態下，動脈硬化可致皮質下血管病變合并LI、WML發生，造成大腦皮質變薄和神經元丟失，最終導致腦組織萎縮進程加快[8]。SIVD是一類因大腦小動脈、毛細血管或小靜脈穿孔所致的腦小血管病變，病人以認知、執行功能、步態及情緒變化為主要表現[9]。除LI、WML、血管間隙擴大等表現外，SIVD影像學評估還需注意腦萎縮這一改變，目前研究認為腦萎縮可參與到血管損傷影響認知功能這一環節[8]。以往腦萎縮評估主要采用視覺等級測量法[10]，本研究采用VBM技術定量分析替代上述方案，更為準確地反映了腦灰質變化情況，并在此基礎上評估腦灰質體積與SIVD繼發認知障礙病人認知功能損傷程度的相關性。

本研究結果顯示，SIVD繼發認知障礙病人腦區灰質體積明顯減小，左側顳下回灰質體積與MoCA評分呈正相關，與Stroop測試評分呈負相關。認知障礙組灰質總體積、白質總體積均小于非認知障礙組(P<0.05)。提示腦白質萎縮可能與皮質下病變所致白質稀疏及萎縮有關。此外，腦白質損傷還能夠進一步誘發大腦灰質進行性退化，導致皮質變薄和皮質下深核體積下降[11]。

有研究報道，皮質下缺血性血管性癡呆發病后可見顳葉、眶額皮質區等大腦皮質厚度減小[6]；另一項針對白質病的研究顯示，腦白質病變雙側腦島、角狀回、前扣帶、額下回、尾狀核等區域皮質灰質密度較正常人群明顯下降[12]。本研究發現，SIVD繼發認知障礙病人左側顳下回、右側顳中回、雙側枕中回及右側眶部額上回灰質體積降低，進一步證實SIVD繼發認知障礙病人更易出現顳葉、額葉及枕葉損傷。

顳中回可調節人體語言、情感、記憶及社會認知等多方面功能，其中顳中回前區參與到社會認知整合，顳中回后部則與語義知識儲存關系密切[13]。有研究報道，左側大腦半球是語言處理領域重要調控組織[14]。本研究中，SIVD繼發認知障礙病人左側顳下回灰質體積較非認知障礙病人更小，可能與左側顳下回是調控語義、書寫及閱讀功能核心區域有關[15]。另有研究顯示，SIVD繼發認知障礙病人顳下回區域18F-AV1451攝取增加，并與認知功能下降密切相關，這一現象可能與Tau蛋白參與到認知形成過程有關[16]。SIVD繼發認知障礙顳下回灰質體積與Stroop測試評分呈負相關，已有研究顯示[17]，前額葉與顳葉內側皮質間可觀察到大量連接存在，在控制網絡執行功能激活方面發揮著關鍵作用。

眶額葉皮質由前額葉皮質腹側部構成，是調節情感、決策、執行及部分高級認知功能的重要區域；眶額葉皮質已被證實與大腦中多個區域存在廣泛連接，多種感覺形態刺激均可激活這一區域[18-19]。既往研究顯示，SIVD繼發認知障礙主要與內側前額葉、眶額葉皮質及額下回有關[20]，而根據本研究結果分析，SIVD繼發認知障礙病人眶額葉皮質區體積減小可能是造成執行功能損傷和情緒障礙的重要原因。

綜上所述，SIVD繼發認知障礙病人可見腦區灰質體積縮小，且腦區灰質體積改變與認知功能密切相關。