胼胝体和扣带回弥散张量成像改变对皮质下缺血性血管性痴呆患者认知功能障碍的影响

周树虎 梁汝庆 申雪花

济宁医学院附属医院神经内科 济宁 272000

胼胝体和扣带回弥散张量成像改变对皮质下缺血性血管性痴呆患者认知功能障碍的影响

周树虎 梁汝庆 申雪花

济宁医学院附属医院神经内科 济宁 272000

目的 应用磁共振弥散张量成像(DTI)技术，探讨皮质下缺血性血管性痴呆(SIVD)患者胼胝体和扣带回弥散张量参数改变与认知功能的关系。方法 对60例SIVD患者和40例年龄匹配的非痴呆对照者，采用测定感兴趣区弥散张量参数的方法，比较其纤维束完整性差异及与MMSE的关系。结果 (1)与对照组比较，SIVD组胼胝体膝部、双侧扣带回的FA值显著下降及ADC值显著升高，而胼胝体压部的FA值和ADC值无显著性差异。(2)胼胝体膝部、双侧扣带回的FA值与MMSE评分呈明显正相关。结论 胼胝体和扣带回弥散张量改变有助于SIVD患者认知功能障碍的早期预测。

皮质下缺血性血管性痴呆；弥散张量成像；胼胝体；扣带回

皮质下缺血性血管性痴呆(subcortical ischemic vascular disease，SIVD)[1]是引起血管性痴呆最常见的原因，磁共振成像主要表现为脑白质高信号即脑白质病变和腔隙性梗死。由于阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是痴呆的最常见类型，现行的痴呆诊断标准是建立在对AD认知功能损害的特征研究上，强调记忆力减退和进行性不可逆的认知功能障碍。按现行临床痴呆诊断标准可能导致SIVD患者的漏诊或延误诊断。SIVD与AD相比，病因明确，具有较大的均质性，相对可干预，具有一定的可治性、可逆性。若能早期诊断、早期治疗，可不同程度地延缓或阻止痴呆的发展，因此对于SIVD的早期诊断就显得尤为重要。

弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)作为一种新兴的磁共振影像检测技术，通过测量脑细胞分子扩散的FA和ADC值，能准确的监测到常规磁共振无法检测的脑白质显微结构改变。本研究基于监测胼胝体和扣带回的联络纤维束损害程度及其与认知功能障碍的相关性，以期为SIVD患者的早期诊断提供依据。

1 资料和方法

1．1 一般资料 选取2015-07-2016-06在我院神经内科住院和门诊的SIVD患者60例(SIVD组)，男40例，女20例，年龄(67.11士6.49)岁。选择同期行健康体检老年人40例(对照组)，男22例，女18例，年龄(69.68±6.88)岁。

纳入标准：(1)年龄60～80岁；(2)SIVD组符合NINDS-AIREN可能的VaD诊断标准及Erkinjuntti等[2]提出的SIVD的临床诊断标准及影像学诊断标准；(3)SIVD组MMSE评分≤24分，对照组MMSE评分≥25分。排除标准：(1)大的皮层下梗死(最大直径>15 mm)；(2)明显颈动脉狭窄患者(>50%)；(3)2周内发生腔梗者；(4)不能配合神经心理测试者。

1．2 研究方法

1．2．1 MMSE量表评价：MMSE由Folstein编制于1975年，采用国内张明园等修订版评价。量表包括时间与地点定向、语言、心算、即刻与短时听觉词语记忆和结构模仿等项目。

1．2．2 MRI检查及数据后处理：应用GE Signa 3.0 T超导型MR成像系统，8通道相控阵线圈进行扫描。所有入选者均行MRI T1、T2、T2Flair及DTI序列扫描。DTI扫描采用SE-EPI序列，扫描参数：TR/TE=60 000/71.8 ms，矩阵为128×128，FOV为24 cm，1次采集，b值=1 000 s/mm2，弥散敏感梯度方向数15个，层厚4 mm，层间距0。将MRI影像DICOM数据输至计算机，应用Volume One和dTV软件处理后获得表观弥散图及色码定向图，在胼胝体膝部、压部和双侧扣带回中部联络纤维束上测量不同感兴趣区的FA和ADC值(图A、B)。

1．2．3 测量DTI联络纤维束感兴趣区：见图1。

图1 双侧扣带回中部，A：表观弥散图；B：色码定向图 胼胝体膝部(细箭头)和压部(粗箭头),C：表观弥散图；D：色码定向图

2 结果

SIVD组胼胝体膝部的FA值及ADC值与对照组比较差异均有统计学意义，而胼胝体压部未见有显著性差异。SIVD组双侧扣带回的FA值显著下降及ADC值显著升高(见表1)。胼胝体膝部和双侧扣带回的FA值与MMSE评分呈明显正相关，而胼胝体压部的FA值与MMSE评分无显著相关(见表2)。

表1 2组胼胝体和扣带回FA、ADC值比较

注：与对照组比较，aP<0.05，bP<0.01

表2 SIVD组FA值与认知功能量表评分间的Pearson相关系数

注：与对照组比较，aP<0.05

3 讨论

虽然常规MRI技术已被广泛应用于SIVD研究中，但认知功能与这些影像数据的相关性仍存在争议[3]。DTI作为一种新兴的磁共振影像学检测技术，通过测量脑细胞分子扩散的FA和ADC值可更好地反映脑白质纤维的完整性，尤其常规MRI上无法显示的脑白质损害方面。DTI主要的参数指标是ADC值和FA值。ADC值升高表明细胞膜或髓鞘扩散屏障受到破坏。FA值的增加，提示脑白质纤维走向较为一致，排列紧密，髓鞘发育正常；而FA值的降低表明纤维的微细结构遭到破坏，如髓鞘完整性受到破坏，神经胶质细胞异常，可引起皮质之间环路连接受损。通过测量FA、ADC值参数可间接反映脑白质组织的完整性，定量分析脑组织的显微结构改变，有利于早期发现潜在的病变[4]。相对于常规MRI、DTI提供了一种更为直接且精确的白质损害评估办法。DTI探测轻度认知功能障碍患者的脑白质改变甚至早于临床痴呆症状的出现[5-6]。Correia等[7]报道，缺血性脑白质变性患者平均FA值较正常低。本文应用DTI技术研究胼胝体膝部、压部和双侧扣带回中部联络纤维束显微结构的改变，以期为SIVD患者的早期诊断提供临床依据。

定位学说认为左侧大脑半球集中了与学习、记忆功能有关的神经核团，负责语言、记忆及认知功能[8]。与认知相关的信息首先经过左侧大脑半球的加工和处理，然后通过半球间的联络纤维传递，右侧大脑半球对信息进行校正后，再将整合后的信息输出，完整的认知功能需双侧大脑半球的协调作用。胼胝体联系两侧大脑半球的同源区域，在皮质处理的早期阶段处理整合双侧半球的知觉信息及高级认知功能。胼胝体膝部连接两侧额叶前部皮质纤维，而压部连接双侧枕颞叶的区域。胼胝体膝部病变可致运动性障碍、左手执行减少、双耳听力下降，切除胼胝体压部保留胼胝体膝部患者认知功能完整保留。本研究中SIVD组胼胝体膝部的FA值及ADC值与对照组比较差异均有统计学意义，而胼胝体压部未见有显著性差异，且胼胝体膝部FA值与MMSE评分呈明显正相关。SIVD患者胼胝体膝部弥散张量改变，说明两大脑半球额叶前部皮质-皮质和皮质-皮质下的连接对认知功能至关重要，可解释SIVD患者以额叶执行功能障碍为主的认知功能损害。而胼胝体压部连接双侧枕颞叶的区域，对认知障碍的影响并不明显，DTI上亦未见弥散张量参数显著性改变。

扣带回是一束巨大的边缘系统，通过长短不一的纤维束包绕着胼胝体，其下半部分与海马旁皮质毗邻，联系着额叶前部皮质[9]。在胼胝体上部，遍布着扣带回的联络纤维束。联络纤维束的主要作用是直接或间接地联系着大脑间各个区域。分析SIVD患者多个联络纤维束的弥散张量改变表明，复杂的认知行为功能由广泛分布于大脑不同区域的皮质下白质介导。缺血性脑白质病变和多发性腔梗可能阻断多种纤维束环路，脑白质病变优先破坏了额叶长联络纤维，影响了这些与认知和情感相关的必须白质纤维束，阻断了额叶皮质下的非运动性环路，导致皮质-皮质、皮质-皮质下失联络，引起起始和执行功能障碍，造成认知损害和行为异常。扣带回与注意力的集中、认知和运动的随意控制、感情的表达有关，间接反映了额叶的功能。本研究中SIVD患者双侧扣带回的FA值显著下降及ADC值显著升高，且与MMSE评分呈明显正相关，说明扣带回关键参与了SIVD患者高级认知功能的损害。

DTI作为一种新兴的可直接评价脑联络纤维束完整性的影像学技术，能准确监测到常规影像学技术无法探测的白质联络纤维束显微结构的改变，胼胝体和扣带回弥散张量参数的改变有助于认识和解释早期SIVD患者的认知功能损害，可能为SIVD患者的早期诊断提供参考。

[1] Korczyn AD，Vakhapova V，Grinberg LT．Vascular dementia[J]．J Neurol Sci，2012，322(1-2)：2-10．

[2] Erkinjuntti T，Inzitari D，Pantoni L，et al．Research criteria for subcortical vascular dementia in clinical trials[J]．J Neural Transm Suppl，2000，59：23-30．

[3] Xu Q，Zhou Y，Li YS，et al．Diffusion Tensor Imaging Changes Correlate with Cognition Better than Conventional MRI Findings in Patients with Subcortical Ischemic Vascular Disease[J]．Dement Geriatr Cogn Disord，2010，30(4)：317-326．

[5] Tuladhar AM，Van Norden AG，de Laat KF，et al．White matter integrity in small vessel disease is related to cognition[J]．Neuroimage Clin，2015，7：518-524．

[6] Delano-Wood L，Bondi MW，Jak AJ，et al．Stroke risk modifies regional white matter differences in mild cognitive impairment[J]Neurobiol Aging，2010，31(10)：1 721-1 731．

[7] Correia S，Lee SY，Voorn T，et al．Quantitative tractography metrics of white matter integrity in diffusion-tensor MRI[J]．Neuroimage，2008，42(2)：568-581．

[8] Aralasmak A，Ulmer JL，Kocak M，et al．Association，commissural，and projection pathways and their functional deficit reported in literature[J]．J Comput Assist Tomogr，2006，30(5)：695-715．

[9] Ostojic J，Kozic D，Pavlovic A，et al．Hippocampal diffusion tensor imaging microstructural changes in vascular dementia[J]．Acta Neurol Belg，2015，115(4)：557-562．

(收稿2016-12-07)

Effectof MR diffusion tensor imaging in subcortical ischemic vascular dementia with cognitive impairment on corpus callousm and cingulate bundles

Zhou Shuhu，Liang Ruqing，Shen Xuehua

Department of Neurology，the Affiliated Hospital of Jining Medical University，Jining 272000，China

Objective To investigate the abnormality of association fiber tracts in corpus callousm and cingulate bundles using diffusion tensor imaging (DTI) to detect the relationship between the DTI parameters and cognitive status in subcortical ischemic vascular dementia (SIVD)．Methods A region of interest-based DTI approach was applied to explore fiber tract differences and neuropsychological assessments between 60 SIVD patients and 40 matched nondemented normal aging．Results Compared with control group，SIVD had significant lower FA and greater ADC in the genu of corpus callosum，bilateral cingulate bundles，while the splenium of corpus callosum had no significant difference．Significant positively correlation was found between MMSE and the FA value of bilateral cingulate bundles and the genu of corpus callosum．Conclusion The changes of DTI parameters in corpus callousm and cingulate bundles may predict the cognitive impairment of SIVD．

Subcortical ischemic vascular dementia；Diffusion tensor imaging；Corpus callousm；Cingulate bundles

济宁市科技发展项目(2014jnyyf04)

R743

A

1673-5110(2017)10-0009-04