基于磁共振技术的血管性认知障碍研究进展

张忠敏，孙宇

随着我国人口老龄化的到来，脑血管病患病率在逐年的增加，已经成为老龄人口中最主要的致残因素。据统计高达30%～64%的脑血管病患者存在不同程度的认知障碍[1]。血管性认知障碍（vascular cognitive impairment，VCI）是指由脑血管病危险因素及脑血管病引起的一大类从轻度血管性认知障碍到血管性痴呆的认知损害综合征[2]。Rockwood K等根据病情将VCI分为3个亚型：非痴呆性血管性认知障碍（vascular cognitive impairment not dementia，VCIND）、血管性痴呆（vascular dementia，VD）和伴有血管因素的阿尔茨海默病混合性痴呆[3]。目前VCI在痴呆期尚无有效的治疗方法，而在认知障碍早期发现并干预治疗，可延缓甚至阻止认知障碍的进一步发展，对脑血管病预后的改善具有重要的意义。

目前VCI的确诊主要依靠临床及神经心理量表，随着神经影像学的飞速发展，尤其是功能磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）的发展，能够在早期检测大脑的改变，从而为VCI早期发现提供客观的神经影像学标志物，本文就基于MRI对VCI的研究进展进行综述。

1 弥散张量成像

弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是在MRI弥散加权成像的基础上发展起来的新型MRI技术，其成像基本原理是水分子在不均介质中的弥散有各向异性特征，分数各向异性（fractional anisotropy，FA）和平均弥散率（mean diffusivity，MD）是其最常用的两个指标。FA主要反映了纤维束结构的完整性，是用来描述脑白质纤维各向异性的主要参数之一；MD则主要代表了自由水弥散的程度[4]。白质损伤通常表现为FA值减低，MD值增高。由于DTI可以检测出在结构MRI上正常的脑白质改变，且对脑血管病所致的损伤具有高敏感性和高特异性，因此被越来越多地运用于VCI的早期识别研究。以往研究表明，VCI患者与正常人群相比，全脑白质的MD值和FA值均有显著差异，并且MD值、FA值与记忆及注意执行功能评分有显著的相关性，提示DTI反映的白质改变与认知表现存在相关性[5]。刘健萍等[6]应用DTI技术对23例脑小血管病患者常规扫描正常白质区微结构改变与认知功能相关性的研究发现，脑小血管病组双侧额顶叶、半卵圆中心FA值均较正常对照组减低，且双侧额叶白质的FA值与蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）评分呈正相关，提示额叶白质DTI指标的改变一定程度上可反映脑小血管病变患者认知功能受损程度。郭会映等[7]研究发现，与对照组相比，VD组内侧前额叶、前扣带回、胼胝体干、双侧顶叶等区域FA值减低，内侧前额叶、胼胝体、前扣带回等区域MD值升高；VCIND组右侧额下回、右侧海马、双侧楔前叶FA值减低，双侧楔前叶、右侧海马MD值升高；VD组内侧前额叶FA值与数字连线测验A时呈显著负相关。以上研究均表明DTI对VCI患者白质微结构改变更敏感，能够反映患者认知功能早期异常改变。

2 磁共振波谱

磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是近年来新发展起来的医学影像学检查手段，是目前唯一的可无创性观察活体组织细胞代谢及生化改变的技术。其中，氢质子磁共振波谱（1H-MRS）技术较为成熟，已应用于VCI的研究中。1H-MRS可检测到的代谢物包括：N-乙酰天门冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、胆碱（choline，Cho）、肌醇（myo-inositol，mI）、乳酸（lactate，Lac）、肌酸（creatine，Cr）以及γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）等。其中NAA值降低反映神经元活性下降，神经细胞的变性、萎缩及丢失；mI值升高则反映了神经胶质细胞增生活跃。

研究证实，MRS所观察到的脑组织代谢物变化明显早于计算机断层扫描（computed tomography，CT）或MRI平扫甚至DTI所检测到的脑内形态学改变[8]。Gasparovic等[9]对60例疑似VCI的皮质下缺血性血管病、多发性脑梗死、混合性痴呆及脑白质病变患者进行了临床、神经心理学、MRS及脑脊液的检查，通过1H-MRS对侧脑室上方白质区域的脑代谢物检测发现Cr、NAA与神经心理学测试成绩有显著相关性，其中脑白质中的Cr水平与注意力、执行功能及神经心理学测试的总分存在显著相关性；当把白质病变体积当作协变量加入后，NAA同样显示出与执行功能及神经心理学测试总分存在显著相关性，提示Cr和NAA的改变具有反映VCI临床表现程度的可能性。谭子虎等[10]通过MRS技术对100例VCIND患者和50例健康志愿者研究发现，VCIND组双侧额叶、右侧角回、丘脑和后扣带回Cho值及左侧后扣带回Cho/Cr值明显高于正常对照组；VCIND组右侧后扣带回NAA/Cr值明显低于正常对照组。VCIND组优势侧角回NAA值及优势侧额叶、角回NAA/Cr值明显低于对侧；VCIND组优势侧角回、额叶Cho值及优势侧后扣带回Cho/Cr值明显高于对侧；该研究表明，VCIND患者大脑广泛代谢异常，但以右侧后扣带回及优势半球的后扣带回和额叶最为敏感。Zhu X等[11]通过基于感兴趣区单一体素的1H-MRS技术对遗忘型轻度认知障碍和VCI患者对比研究发现，遗忘型轻度认知障碍患者组左侧海马区NAA/Cr值降低，且该比值与近期记忆得分有显著相关性；VCI患者组中，左侧额叶NAA/Cr值与认知得分呈显著正相关。该研究表明，遗忘型轻度认知障碍与VCI患者代谢物在相关脑区存在不同，因此MRS可能成为两种疾病鉴别有用的方法。

3 磁共振磁敏感加权成像

磁共振磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是以磁共振T2加权梯度回波序列作为基础序列，根据不同组织间磁敏感性的差异来提供图像对比。其主要对出血、静脉血及铁沉积高度敏感，在血管畸形、多发脑出血、微小出血灶的诊断上具有一定的优势，对出血性VCI的诊断有重要意义。Ayaz等[12]运用SWI对脑微出血的一项纵向研究表明，在75例认知障碍患者中，5例在第一和最后一次SWI扫描中脑微出血灶超过3个，1例仅在最后一次扫描中微出血灶超过3个，这6例患者病灶数目均随时间延长逐渐增加，且认知障碍程度均进行性加重。冯晓强等[13]运用SWI技术发现VD患者额叶、颞叶皮质下，基底节区及丘脑微出血灶的发生率显著高于无VD患者，因此可作为发展为出血性VD的预测指标。高晓嵘等[14]通过应用SWI技术对80例脑微出血组及80例正常对照组研究发现脑微出血组患者的抽象能力、视空间执行能力、注意力、定向力、记忆、语言及MoCA评分与脑微出血的数量呈显著的负相关。

4 血氧水平依赖功能磁共振成像

血氧水平依赖功能磁共振成像（blood oxygen level dependent functional MRI，BOLD-fMRI）是近年发展起来的新型磁共振技术，它运用血氧水平依赖技术，通过对各种刺激或任务时去氧血红蛋白浓度变化监测来反映大脑区域活动，主要用于研究脑功能的活动。在认知领域，运用BOLD-fMRI有利于进一步了解VCI患者脑功能的改变，从而更好地解释临床症状。BOLD-fMRI分为两种：静息态fMRI和任务fMRI。目前静息态fMRI分析方法主要包括：局部一致性，低频振荡振幅（amplitude of low-frequency fluctuations，ALFF），功能连接，独立成分分析，脑网络等。

林海龙等[15]利用基于ALFF算法的静息态fMRI技术探讨VCIND与正常老年人静息状态下默认网络的改变情况，发现VCIND患者在静息状态下较对照组在以下脑区ALFF值增高：左额下回、左颞上回、右额下回、右颞上回、左侧岛叶；在以下脑区出现ALFF值减低：舌回、小脑后叶、前扣带皮质、右楔叶、右舌回、后扣带回、楔前叶。该结果提示，VCIND患者与正常老年人相比，语言中枢等认知区域的局部自发神经元活动增强及默认网络等区域的自发神经元活动的减低。Sun等[16]通过低频fMRI对16例VCIND患者与18例无认知障碍的皮质下血管病患者的功能连接进行分析比较发现，VCIND患者相对于正常人在前扣带回、颞下回、额中回等默认网络的重要节点功能连接减弱，这些节点均是记忆编码和注意执行功能所必需的，研究同时还发现颞顶叶皮质与后扣带回的连接增强，这可能是白质受损和神经网络重建代偿的表现。马思懿等[17]运用静息态fMRI独立成分分析方法对脑默认网络研究发现与正常对照组相比，VCIND组默认网络脑区的功能连接既存在增高，也存在降低，其中增高的脑区包括双侧颞中回及顶叶，降低的脑区包括内侧前额叶、眶额叶、前扣带回等，VD组出现双侧小脑的功能连接增强，且VD组在静息状态下的脑默认网络统计脑图与蒙特利尔认知评估量表等多个神经心理学量表评分存在显著相关性，同时该研究也表明，独立成分分析对VCI及其早期诊断具有重要价值。Liu等[18]研究发现，皮质下缺血性VD患者脑默认网络与对照组分布相一致，位于双侧前、后扣带回皮质、顶下小叶、枕叶、楔前叶及内侧前额叶皮质。与正常对照组相比，皮质下缺血性VD组双侧前扣带回、左侧岛叶及海马ALFF值升高，双侧楔前叶ALFF值减低，且该组左侧岛叶ALFF值与MoCA及简易智能精神状态量表评分呈显著负相关。Chen等[19]研究发现，尽管脑白质疏松相关的皮质下VCI与正常对照组具有相似的脑默认网络活跃区域，然而在某些区域，尤其是左前扣带皮质和海马旁回的血氧水平依赖信号显著降低，而左尾状核、右额叶、颞上回和顶下回的血氧水平依赖信号显著升高，该研究为皮质下VCI提供了新的神经影像学依据。Yi等[20]研究发现与正常对照组相比，皮质下VCI患者网络拓扑的路径长度和模块显著增加，执行控制模块结构存在显著的重排，许多脑区内部模块间连接存在缺失，并且与认知功能相关。

综上所述，随着神经影像学发展，技术手段应用的不断提升，多种模态的MRI技术成为了VCI重要的辅助检查，在临床工作中，我们可以将多种神经影像学检查方法联合运用，相互补充，充分发挥出各种成像技术的最佳效果，以提高VCI临床诊断的准确率，并为进一步的治疗等提供帮助。

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