阿尔茨海默病患者DSC-MRI与认知功能的相关性

刘硕，丁军，管玉瑶，李佟，牛猛，冯艳，刘冬瑶

(吉林大学中日联谊医院放射科，吉林长春130033)

阿尔茨海默病患者DSC-MRI与认知功能的相关性

刘硕，丁军，管玉瑶，李佟，牛猛，冯艳，刘冬瑶

(吉林大学中日联谊医院放射科，吉林长春130033)

目的通过研究T*2加权动态磁敏感增强灌注成像(DSC-MRI)与阿尔茨海默病患者认知功能的相关性，评价DSC-MRI参数对AD患者病情评估中的作用。方法选取2014年12月至2016年2月间收住于吉林大学中日联谊医院南湖院区神经内科符合临床诊断标准的30例AD患者，对所有病例采用1.5T磁共振扫描仪进行头颅平扫后再进行灌注扫描，随后将所得灌注图像传入后处理工作站，生成伪彩图及进行灌注参数测量，灌注参数包括脑血容量(CBV)、脑血流量(CBF)、平均通过时间(MTT)和达峰时间(TTP)。分别对双侧额叶、颞叶、海马、海马旁回、杏仁体、楔前叶、基底节等区域进行测量，采用SPSS21.0统计软件分析，并将分析结果与MoCA评分行相关性分析。结果在本次试验中MR灌注参数TTP与MoCA评分呈负相关，灌注参数CBV、CBF、MTT与MoCA评分无相关性。结论脑DSC-MRI灌注参数TTP与临床认知功能结合对评估AD临床进展程度有一定帮助。

T*2加权动态磁敏感增强灌注成像；阿尔茨海默病；认知功能；达峰值时间；蒙特利尔认知评估

阿尔茨海默病(Alzhermer's disease，AD)是一种获得性神经系统慢性退行性疾病，早期病程进行缓慢，但随着疾病的进展，患者会出现主观记忆功能减退、语言障碍、时间和空间定向力障碍、判断力差、情绪改变、自理能力下降等异常行为[1-2]。目前，AD已经成为导致老年人死亡的最重要疾病之一，且尚无有效的治疗方法[3]，每年全球用于阿尔茨海默病的费用就高达1 000亿美元。因此，对AD病情进展的监测就成为了对疾病干预、控制的重要环节。本研究目的在于探讨DSC-MRI与AD患者脑认知功能的相关性，评估DSC-MRI参数在AD病情进展中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料本研究收集了2014年12月至2016年2月间收住于吉林大学中日联谊医院南湖院区神经内科住院及门诊就诊的AD患者30例，其中男性18例，女性12例，年龄65～85岁。诊断标准符合符合美国神经病学、言语障碍和卒中—阿尔茨海默病和相关疾病学会(NINCDS—ADRDA)AD诊断标准。排除由外伤、手术、脑肿瘤、脑血管性病变导致的认知功能障碍。

1.2 主要仪器及检查方法使用德国Siemens 1.5T超导型全身磁共振扫描仪，头颅专用八通道线圈。重复时间1 580 ms，回波时间32 ms，翻转角：90°，矩阵=128×128，FOV=230×230 cm，层厚：5 mm，间隔：1.5 mm。PWI检查所需的静脉注射采用高压注射器团注，注射速度：4.5 mL/s，注射部位：右侧肘静脉。核磁灌注所需团注的对比剂采用钆对比剂。将所得原始灌注图像传入西门子自带软件系统。选取大脑中动脉作为输入动脉的参考值，并分析所得灌注图像，得到各感兴趣区域伪彩图及相应灌注参数，灌注参数图包括脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)、对比剂平均通过时间(MTT)和对比剂最大峰值时间(TTP)，见图1。由两位经验丰富的MR医师对分别选择双侧额叶、颞叶、楔前叶、枕叶、海马、海马旁回、杏仁体相同解剖部位进行多点测量，回避重要血管，每个感兴趣区域选择0.5～1.5 cm2。

图1 AD患者伪彩图

1.3 神经状态评定采用蒙特利尔认知评估(MoCA)量表，测出量表分值。

1.4 统计学方法将本次调查数据采用SPSS 21.0进行统计学分析，计量资料以均数、标准差、最大值、最小值表示，同时绘制带正态曲线的直方图，脑MR灌注参数与认知功能采用Pearson相关分析，以P˂ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本情况MoCA最小11.36，最大21.41，平均值为16.33，标准差为3.34，经过正态性检验显示指标符合正态分布(图2)。

图2MoCA分布图

2.2 指标间相关性分析通过Pearson对14个部位的TTP值与MoCA指标进行相关性分析，分析显示TTP值与MoCA相关系数均为负，提示2类指标间存在负向趋势，经过检验显示有5项指标相关系数差异有统计学意义(P˂0.05)。

根据相关系数大小排序：右侧海马TTP (r=-0.617，P=0.000˂0.01)、右侧楔前叶TTP(r=-0.566，P=0.001˂0.01)、右侧颞叶TTP(r=-0.556，P=0.001˂ 0.01)、左侧杏仁体TTP(r=-0.466，P=0.010˂0.01)、左侧海马TTP(r=-0.371，P=0.043˂0.05)；说明上述5个部位TTP测量值同MoCA存在负相关，MoCA随TTP的提高而下降。本次实验中CBV、CBF、MTT与MoCA无相关性(表1)。

表1 相关系数

3 讨论

3.1 T*2加权动态磁敏感增强灌注成像动态磁敏感性对比增强磁共振灌注成像(DSC-MRI)作为目前最成熟MR灌注技术已经普遍应用于临床的各项诊断及实验之中，不同于常规MR增强扫描技术，它主要反映的是与微循环相关即毛细血管水平的血流动力学信息，通过测量灌注系数来观察脑微循环灌注量，所以MR灌注成像能够探测到疾病早期潜在的血流异常改变[4]。常见的灌注参数包括脑血容量(CBV)、脑血流量(CBF)、平均通过时间(MTT)和达峰时间(TTP)。本研究显示在各实验组中，以TTP及MTT的绝对值最为稳定，CBV及CBF受不同个体、不同解剖部位影响较大，绝对值变化较大，有学者认为这可能与脑循环代偿机制有关[5]。本研究显示除参数TTP外，其余参数无统计学意义。

3.2 关于AD病理机制及其认知功能障碍的研究AD是老年人群中最常见的痴呆症病种，是以认知功能障碍和记忆损害为特征的神经退行性疾病，病理机制表现为胶质细胞及阿尔茨海默病核心病理分子A β、高磷酸化的Tau蛋白的初期毒性共同作用导致神经元变性、死亡,突触数量减少和结构破坏[6]。诊断AD患者最常见的临床表现是主观记忆功能减退、语言障碍、时间和空间定向力障碍、判断力差、情绪改变、自理能力下降等异常行为[7]。因此本研究采用脑部多部位ROI测量及临床最敏感的MoCA功能量表。

近些年来，不断有学者通过PET证实了AD患者葡萄糖代谢减退，而这些葡萄糖正是神经细胞能量的重要来源，其代谢障碍会导致神经细胞丢失和组织损伤，并最终导致脑结构萎缩和认知功能损害[8]。本研究结果显示AD患者灌注参数TTP与MoSA量表评分呈负相关，即额叶、颞叶、楔前叶、枕叶、海马、海马旁回、杏仁体这些ROI的达峰时间越长，患者的认知功能相对越差。本研究中灌注参数TTP与AD患者认知功能有显著负相关，TTP代表的是对比剂到达感兴趣区的峰值速度，反映患者局部脑组织的血流动力学的改变。本次研究表明慢血流状态影响到脑皮质各区域，局部以右侧海马、右侧楔前叶、右侧颞叶、左侧杏仁体明显。因此本文认为脑血液循环速度的减慢与认知功能的损伤密切相关，慢性血流低灌注诱发胶质细胞及AD核心病理分子的神经元毒性作用共同导致脑组织代谢下降。这与国内外证实脑低灌注是AD的重要发病因素的研究相一致[9-12]。流行病学数据指出随着年龄增长，脑内微血管会出现轻中度甚至重度损伤，血管损伤可导致进一步的脑细胞灌注减低，这个过程优先于神经退变是导致AD发生的重要危险因素。

目前PET脑成像技术应用于AD病情评估相比于其他功能成像方法较为普遍。主要方法是通过测定脑组织中葡萄糖代谢率(CMRGlu)以观察AD患者脑功能变化。AD患者的18F-FDG PET显像呈现特征性皮质代谢降低，其降低程度、范围与疾病的严重程度呈正相关[8]，但是PET对设备、技术要求较高，基层医院难以普及。MR灌注成像(PWI)不同于常规MR增强扫描技术，它主要反映的是与微循环相关即毛细血管水平的血流动力学信息，通过测量灌注系数来观察脑微循环灌注量，动态磁敏感性对比增强磁共振灌注成像(DSC-MRI)是目前最成熟也是成像效果最好的MR灌注技术。DSC-MRI对AD的研究目前鲜有报道，但本研究已经证明了DSC-MRI的灌注参数与AD病情评估密切相关，且DSC-MRI与PETT相比，无需放射性对比剂且扫描时间短，并能在短期内重复扫描[13-14]，因此，DSC-MRI更适合推广于临床。

综上所述，本研究指出慢血流低灌注是AD发病的重要因素，DSC-MRI灌注参数TTP在本次研究中最为稳定，且与AD患者认知功能呈负相关。因此，通过监测AD患者局部脑区域TTP变化可以为病情发展及进程提供重要参考，最终为临床AD治疗及干预提供帮助。

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Relationship between DSC-MRI and cognitive function in patients with Alzheimer's disease.

LIU Shuo,DING Jun, GUAN Yu-yao,LI Tong,NIU Meng,FENG Yan,LIU Dong-yao.
Department of Radiology,China-Japan Union Hospital of Jilin University,Changchun 130033,Jilin,CHINA

ObjectiveTo evaluate the application value of DSC-MRI parameters in the assessment of AD's disease through studying the correlation between T*2weighted dynamic susceptibility enhanced perfusion imaging (DSC-MRI)and the cognitive function in patients with Alzheimer’s disease(AD).MethodsA total of 30 cases of AD patients,who meet the clinical diagnostic criteria and admitted to Department of Neurology of China-Japan Union Hospital of Jilin University from December 2014 to February 2016,were selected as the research objects.1.5T magnetic resonance scanner was used for head scan and then perfusion scan in all the patients.The perfusion images were then transferred to the post-processing workstation to generate pseudo-color images and perfusion parameters.The perfusion parameters included cerebral blood volume(CBV),cerebral blood flow(CBF),mean transit time(MTT)and time to peak(TTP).On bilateral frontal lobe,temporal lobe,hippocampus,hippocampal side back,amygdala,precuneus, basal ganglia region were measured,and SPSS21.0 statistical software was used to analyze the correlation analysis with Montreal Cognitive Assessment(MoCA).ResultsThis study showed that there was a negative correlation between TTP and MoCA scores,and no correlation between CBV,CBF,MTT and MoCA scores.ConclusionCerebral DSC-MRI perfusion parameters TTP combined with clinical cognitive function is helpful for estimating the clinical progression ofAlzheimer’s disease.

Dynamic susceptibility enhanced perfusion imaging(DSC-MRI);Alzheimer's disease(AD);Cognitive function;Time to peak(TTP);Montreal CognitiveAssessment(MoCA)

R741

A

1003—6350（2017）11—1793—03

2016-12-07)

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.11.024

丁军。E-mail：dingjun69@163.com