阿尔茨海默病DTI早期诊断的研究

佘颖芳　曹建华

[摘要] 目的 研究分析阿尔茨海默病早期弥散张量成像（DTI）诊断特点及效果。方法 选取该院收治的阿尔茨海默病（AD）早期患者12例（AD组）、轻度认知功能障碍老年患者10例（MCI组）及体检正常老年人10名（NC组），均予以规范脑部DTI扫描，测量并分析3组脑部不同区域的平均扩散率（MD）、各向异性指数（FA）。结果 AD组患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心各区域FA分数分别为（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕叶FA分数与其余两组对比差异无统计学意义（P>0.05），除枕叶外的其他区域FA分数均明显低于MCI组与NC组（P<0.05）。AD组颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心各区域平均扩散率（MD）分别为（819±35）×10～6mm2、（819±26）×10～6 mm2、（908±28）×10～6 mm2、（815±39）×10～6 mm2、（796±52）×10～6 mm2，枕叶MD与其余两组对比差异无统计学意义（P>0.05），除枕叶外的其他区域MD均明显高于于MCI组与NC组（P<0.05）。 结论 采用DTI技术可观察到AD早期患者脑部不同区域，MD明显上升、FA明显下降，患者脑白质微观结构异常分析效果良好，临床上可通过DTI诊断区分AD患者与MCI患者、正常老年人，并及时控制MCI向AD的转变及AD的进展。

[关键词] 阿尔茨海默病；DTI；早期诊断

[中图分类号] R749.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2014）06（b）-0183-02

该次研究旨在通过DTI技术完成该院2010年3月—2013年4月收治的阿尔茨海默病患者的早期诊断，并通过对比健康老年群体、轻度认知障碍老年患者DTI诊断结果了解早期阿尔茨海默病患者DTI特点。弥散张量成像（diffusion tensor imaging， DTI）为目前脑研究领域应用广泛的无创新型磁共振成像技术，是真正意义上的现代化组织微观物理特性定量显示分析技术，也是目前为止医学界唯一的可实现脑白质纤维无创追踪及解剖连通性分析的临床技术。随着生活方式的变化与社会环境的转变，我国在迈入人口老龄化的进程中越来越严重地受到AD的困扰，严重降低了老年群体生活质量[1]。DTI的应用可在AD早期发现患者脑白质纤维异常及解剖连通性变化，并准确区分AD患者与MCI患者、正常老年群体，为AD早期诊断和早期治疗带来希望，报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院收治的阿尔茨海默90病（AD）早期患者12例，均符合美国国立神经病学传染病及中风研究所和阿尔茨海默病相关协会制定的AD诊断标准，其中男性8例，女性4例；年龄63～84岁，平均年龄（72.8±7.4）岁。轻度认知功能障碍老年患者10例（MCI组），均经认知能力筛查测验和智能量表评估，男性6例，女性4例；年龄61～83岁，平均年龄（72.1±5.6）岁。体检正常老年人10名（NC组），男性5例，女性5例；年龄62～81岁，平均年龄（70.9±6.3）岁。

1.2 方法

1.2.1 DTI检查 首先使用Siemens Magnetom Avanto 1.5 T MR 仪进行头部扫描：三维磁化快速梯度回波序列T1WI，调整TI为1 100 ms，TE为3.43 ms，TR为25 20 ms，空间分辨率为1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm，矩阵250×250，间距为0.5 mm，层厚为1.0 mm，FOV为250 mm×250 mm；快速自旋回波序列T2WI，设置体素为0.6 mm处0.4 mm×0.4 mm，FOV为22 5mm×225 mm，矩阵313×445，TE为95 ms[2]。

DTI单次激发自旋回波EPI序列，TE为90 ms，TR为5 200 ms，矩阵125×135，FOV为225 nn×225 mm，设置64个扩散敏感梯度，b值=0、1 000 s/mm2，体素为1.6 mm×1.6 mm×3.0 mm，规范扫描轴面，保持前-后联合线与扫描轴面平行。行后扣带回区磁共振氢质子波谱检查，以EPI序列DTI检查，观察不同方向施加扩散敏感梯度后的平均扩散系数、部分各向异性参数结果，各方向b值=0、1 000 s/mm2，标准轴位对全脑范围扫描分析，可在扫描操作前对静磁场强度不匀图像变形控制处理，扫描时间6～9 min，之后结合彩色向量图、纤维追踪图对白质束参数值测定分析，测定对象包括双侧扣带束、压部、膝部、穹窿体、钩束、下额枕束、下纵束、上纵束[3]。

1.2.2 DTI数据处理分析 扫描后的DTI图像数据上传在Leonardo Syngo 2005A工作站，经DTI Task Card软件包处理分析，对各层图像平均扩散率、各向异性重建，在顶叶白质、额叶白质、双侧半卵圆中心等部分设置感兴趣区，侧脑室体上方半卵圆中心层定位顶叶白质、扣带回中部及半卵圆中心部分，在基底节层面对穹窿、内囊前肢、额叶白质、内囊后肢、枕叶白质等部分，在海马层面定位患者颞叶白质部分。在解剖结构图像中相邻层面、最大层面中心区域完成ROI的定位分析，通过ccDTI、T2W EPI（b=0）使用圆形ROI（18～30 mm2）在FA、MD图中进行FA值和MD值的测定分析，3个层面检测结果的平均值即为ROI研究结果。图像重建过程中的ROI径线在解剖结构内部且与此结构之间始终有一定的距离存在，检查和处理过程均要注意避开脑脊液、灰质区域，根据测量区域的差别灵活调整ROI径线[4]。

1.3 统计方法

采用SPSS16.0软件对数据进行统计学的分析，计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，进行t检验。

2 结果endprint

2.1 各向异性分数（FA）对比

AD组患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心各区域FA分数分别为（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕叶FA分数与其余两组对比差异无统计学意义（P>0.05），除枕叶外的其他区域FA分数均明显低于MCI组与NC组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

3 讨论

3.1 成果及意义

该次研究采用DTI技术对AD患者予以规范脑部DTI扫描，测量并分析3组脑部不同区域的平均扩散率（MD）、各向异性指数（FA），并与MCI患者和正常老年人（NC）同等检查分析结果对比分析。发现AD患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心等多个区域平均扩散率（MD）明显高于NC群体和MCI患者，各区域的FA分数也明显低于NC群体和MCI患者。DTI ）为AD早期临床诊断的关键途径，可通过DTI的规范应用尽早诊断和区分正常老年人、轻度认知功能障碍老年患者（MCI）及AD患者，克服AD确诊患者多为中晚期的缺陷和AD、MCI误诊的难题，无创研究活体脑微结构、纤维联系、神经解剖特点、脑退化情况，通过对组织物理微观特性的研究分析、跟踪脑内白质纤维并分析其连通性，完成AD早期诊断。

3.2 相关研究背景及现状

AD临床研究及诊疗历史100多年，尚未完全明确其发病机制和具体病因，是典型的多致病因素影响的、复杂的一种病理过程。临床公认的AD病理特点有炎症反应、氧化应激损伤、细胞凋亡、免疫功能紊乱、神经递质障碍、自由及损伤等。

对于AD的早期诊断，尚没有公认的特效生物学检测方案，尤其在病情发展早期，精确诊断技术缺乏，致使多数患者在AD中晚期才能确诊并开始治疗，增加患者痛苦和经济负担、家庭负担，延误病情[5]。当前的AD早期诊断仍然以排除法为主，根据世界卫生组织AD诊断标准、中华医学会精神障碍诊断中的AD诊断标准、美国精神病学会精神障碍诊断手册的AD诊断标准分析患者临床症状与AD的关联，结合病史、体检结果和神经生化、神经影像、心理学诊断资料综合分析病情，准确度不高，执行难度大[6-8]。

从目前的DTI技术在AD诊断中的应用研究中可以看出，采用DTI技术检查后，可以水分子扩散各向异性为主要分析内容，定量分析各方向分析扩散权重，及时发现脑白质微观结构异常，利于AD防治。该研究结果与目前相关研究及报道基本相符。

3.3 缺陷分析

该次研究较为科学地得出了AD患者早期DTI诊断的脑退化、局部神经解剖、脑部纤维联系等特点，有效区分了AD早期患者与健康老年群体、轻度认知障碍老年患者DTI检查结果差别，且与相关研究结果基本相符，但研究中涉及受试者例数不够多，未能得出更具说服力的DTI技术在AD早期诊断中的准确性和特效性，此种技术在早期AD诊断中的应用意义有待进一步的研究和分析。

[参考文献]

[1] 史珊，袁慧书，廖晶，等.扩散张量成像评价轻度阿尔茨海默病患者脑白质微观结构损害及内侧颞叶萎缩[J].中国医学影像技术，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李涛，王华丽，张美燕，等.扩散张量成像联合记忆功能测查识别轻度认知损害与早期阿尔茨海默病的价值[J].中国心理卫生杂志，2012，26（12）：920-926.

[3] 张超，穆学涛，王宏，等.阿尔茨海默病DTI早期诊断的研究进展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志坚.磁共振弥散张量成像纤维束追踪算法的研究进展[J].医学研究杂志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇丽丽，郭李炜，等.阿尔茨海默病患者联络纤维的DTI诊断价值[J].临床放射学杂志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌华威，王涛，等.阿尔茨海默病患者脑白质束铁沉积的磁共振相位成像[J].放射学实践，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

（收稿日期：2014-03-10）endprint

2.1 各向异性分数（FA）对比

AD组患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心各区域FA分数分别为（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕叶FA分数与其余两组对比差异无统计学意义（P>0.05），除枕叶外的其他区域FA分数均明显低于MCI组与NC组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

3 讨论

3.1 成果及意义

该次研究采用DTI技术对AD患者予以规范脑部DTI扫描，测量并分析3组脑部不同区域的平均扩散率（MD）、各向异性指数（FA），并与MCI患者和正常老年人（NC）同等检查分析结果对比分析。发现AD患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心等多个区域平均扩散率（MD）明显高于NC群体和MCI患者，各区域的FA分数也明显低于NC群体和MCI患者。DTI ）为AD早期临床诊断的关键途径，可通过DTI的规范应用尽早诊断和区分正常老年人、轻度认知功能障碍老年患者（MCI）及AD患者，克服AD确诊患者多为中晚期的缺陷和AD、MCI误诊的难题，无创研究活体脑微结构、纤维联系、神经解剖特点、脑退化情况，通过对组织物理微观特性的研究分析、跟踪脑内白质纤维并分析其连通性，完成AD早期诊断。

3.2 相关研究背景及现状

AD临床研究及诊疗历史100多年，尚未完全明确其发病机制和具体病因，是典型的多致病因素影响的、复杂的一种病理过程。临床公认的AD病理特点有炎症反应、氧化应激损伤、细胞凋亡、免疫功能紊乱、神经递质障碍、自由及损伤等。

对于AD的早期诊断，尚没有公认的特效生物学检测方案，尤其在病情发展早期，精确诊断技术缺乏，致使多数患者在AD中晚期才能确诊并开始治疗，增加患者痛苦和经济负担、家庭负担，延误病情[5]。当前的AD早期诊断仍然以排除法为主，根据世界卫生组织AD诊断标准、中华医学会精神障碍诊断中的AD诊断标准、美国精神病学会精神障碍诊断手册的AD诊断标准分析患者临床症状与AD的关联，结合病史、体检结果和神经生化、神经影像、心理学诊断资料综合分析病情，准确度不高，执行难度大[6-8]。

从目前的DTI技术在AD诊断中的应用研究中可以看出，采用DTI技术检查后，可以水分子扩散各向异性为主要分析内容，定量分析各方向分析扩散权重，及时发现脑白质微观结构异常，利于AD防治。该研究结果与目前相关研究及报道基本相符。

3.3 缺陷分析

该次研究较为科学地得出了AD患者早期DTI诊断的脑退化、局部神经解剖、脑部纤维联系等特点，有效区分了AD早期患者与健康老年群体、轻度认知障碍老年患者DTI检查结果差别，且与相关研究结果基本相符，但研究中涉及受试者例数不够多，未能得出更具说服力的DTI技术在AD早期诊断中的准确性和特效性，此种技术在早期AD诊断中的应用意义有待进一步的研究和分析。

[参考文献]

[1] 史珊，袁慧书，廖晶，等.扩散张量成像评价轻度阿尔茨海默病患者脑白质微观结构损害及内侧颞叶萎缩[J].中国医学影像技术，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李涛，王华丽，张美燕，等.扩散张量成像联合记忆功能测查识别轻度认知损害与早期阿尔茨海默病的价值[J].中国心理卫生杂志，2012，26（12）：920-926.

[3] 张超，穆学涛，王宏，等.阿尔茨海默病DTI早期诊断的研究进展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志坚.磁共振弥散张量成像纤维束追踪算法的研究进展[J].医学研究杂志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇丽丽，郭李炜，等.阿尔茨海默病患者联络纤维的DTI诊断价值[J].临床放射学杂志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌华威，王涛，等.阿尔茨海默病患者脑白质束铁沉积的磁共振相位成像[J].放射学实践，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

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2.1 各向异性分数（FA）对比

AD组患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心各区域FA分数分别为（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕叶FA分数与其余两组对比差异无统计学意义（P>0.05），除枕叶外的其他区域FA分数均明显低于MCI组与NC组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表1。

3 讨论

3.1 成果及意义

该次研究采用DTI技术对AD患者予以规范脑部DTI扫描，测量并分析3组脑部不同区域的平均扩散率（MD）、各向异性指数（FA），并与MCI患者和正常老年人（NC）同等检查分析结果对比分析。发现AD患者颞叶、额叶、顶叶、枕叶、半卵圆中心等多个区域平均扩散率（MD）明显高于NC群体和MCI患者，各区域的FA分数也明显低于NC群体和MCI患者。DTI ）为AD早期临床诊断的关键途径，可通过DTI的规范应用尽早诊断和区分正常老年人、轻度认知功能障碍老年患者（MCI）及AD患者，克服AD确诊患者多为中晚期的缺陷和AD、MCI误诊的难题，无创研究活体脑微结构、纤维联系、神经解剖特点、脑退化情况，通过对组织物理微观特性的研究分析、跟踪脑内白质纤维并分析其连通性，完成AD早期诊断。

3.2 相关研究背景及现状

AD临床研究及诊疗历史100多年，尚未完全明确其发病机制和具体病因，是典型的多致病因素影响的、复杂的一种病理过程。临床公认的AD病理特点有炎症反应、氧化应激损伤、细胞凋亡、免疫功能紊乱、神经递质障碍、自由及损伤等。

对于AD的早期诊断，尚没有公认的特效生物学检测方案，尤其在病情发展早期，精确诊断技术缺乏，致使多数患者在AD中晚期才能确诊并开始治疗，增加患者痛苦和经济负担、家庭负担，延误病情[5]。当前的AD早期诊断仍然以排除法为主，根据世界卫生组织AD诊断标准、中华医学会精神障碍诊断中的AD诊断标准、美国精神病学会精神障碍诊断手册的AD诊断标准分析患者临床症状与AD的关联，结合病史、体检结果和神经生化、神经影像、心理学诊断资料综合分析病情，准确度不高，执行难度大[6-8]。

从目前的DTI技术在AD诊断中的应用研究中可以看出，采用DTI技术检查后，可以水分子扩散各向异性为主要分析内容，定量分析各方向分析扩散权重，及时发现脑白质微观结构异常，利于AD防治。该研究结果与目前相关研究及报道基本相符。

3.3 缺陷分析

该次研究较为科学地得出了AD患者早期DTI诊断的脑退化、局部神经解剖、脑部纤维联系等特点，有效区分了AD早期患者与健康老年群体、轻度认知障碍老年患者DTI检查结果差别，且与相关研究结果基本相符，但研究中涉及受试者例数不够多，未能得出更具说服力的DTI技术在AD早期诊断中的准确性和特效性，此种技术在早期AD诊断中的应用意义有待进一步的研究和分析。

[参考文献]

[1] 史珊，袁慧书，廖晶，等.扩散张量成像评价轻度阿尔茨海默病患者脑白质微观结构损害及内侧颞叶萎缩[J].中国医学影像技术，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李涛，王华丽，张美燕，等.扩散张量成像联合记忆功能测查识别轻度认知损害与早期阿尔茨海默病的价值[J].中国心理卫生杂志，2012，26（12）：920-926.

[3] 张超，穆学涛，王宏，等.阿尔茨海默病DTI早期诊断的研究进展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志坚.磁共振弥散张量成像纤维束追踪算法的研究进展[J].医学研究杂志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇丽丽，郭李炜，等.阿尔茨海默病患者联络纤维的DTI诊断价值[J].临床放射学杂志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌华威，王涛，等.阿尔茨海默病患者脑白质束铁沉积的磁共振相位成像[J].放射学实践，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

（收稿日期：2014-03-10）endprint