磁共振质子波谱成像在卒中后认知障碍研究中的应用*

高 林，闵连秋

1.锦州医科大学附属第一医院神经内科(锦州 121000)；2.辽宁省健康产业集团抚矿总医院神经内科(抚顺 113006)

我国是世界上卒中发病率最高的国家之一，且患病率有逐年上升的趋势[1]。卒中不仅可以影响运动功能，还可导致认知功能障碍，在卒中事件后6个月内出现的达到认知障碍诊断标准的一系列综合征，即为卒中后认知障碍(Post-stroke cognitive impairment，PSCI)[2]。认知障碍严重影响了患者的生活质量，给家庭及社会造成负担[3]。如何对其早期诊断、判断预后，从而早期干预，合理治疗是一项重点课题。用于PSCI筛查的神经心理量表，因缺乏客观性而不能全面和有效的评估[4]。目前有学者已经提出了很多可能与PSCI有关的生物标志物，包括遗传多态性指标、脑脊液和血清中的生物标志物、炎症介质，但目前还没有一个被证明明确有效[5]。磁共振质子波谱成像(1H-MRS)可以无创检测脑内物质代谢，并做定量分析，目前已有研究证实1H-MRS的检测结果与认知功能紧密相关[6]。因此，本文将通过1H-MRS技术，检测PSCI患者脑内各代谢物的变化，并分析其临床意义。

对象与方法

1 研究对象 选取2017年1月至2018年12月辽宁省健康产业集团抚矿总医院就诊的脑卒中患者共80例，根据简易智能精神状态检查量表(Mini-mental state examination，MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment，MOCA)评分结果分为PSCI组30例，卒中认知功能正常组(NCI组)50例，同时选取20例健康志愿者作为正常对照组(NOR组)。病例纳入标准：①年龄40～80岁；②根据患者临床症状、体征和影像学检查诊断为脑卒中，诊断标准符合2014年版《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》[7]；③病程为脑卒中后1个月内，患者发病前智力和认知功能正常；④签署知情同意协议，愿意参与研究。排除标准：①排除脑卒中以外的脑部疾病患者，如神经系统变性疾病、先天性和遗传性疾病等血管因素以外原因而造成的认知功能障碍；②排除因肝、肾、甲状腺等器官疾病造成的认知功能障碍患者；③排除重度神经功能缺损、严重痴呆等不能够完成量表测试的患者；④排除2年内有酒精、药物滥用情况的患者。

2 检查方法

2.1 神经心理量表检查：患者及健康志愿者均进行MMSE评分及MOCA评分，由一名神经内科主任医师进行结果评估。MMSE评分项目包括定向力、记忆力、注意力和计算力、回忆能力、语言能力等，评分范围0～30分，得分越低，患者认知功能障碍越严重。MOCA评分项目包括交替连线测试、视空间技能、命名、记忆、注意、句子复述、词语流畅性等检测，范围0～30分，得分越低，患者认知功能障碍越严重。结合认知功能评分结果进行分组，PSCI组：MMSE评分小于基于教育年限校正的痴呆临界值，其中文盲得分<17分，小学文化得分<20分，中学及以上文化<24分，且MOCA评分<26分。NCI组：无认知功能障碍主诉或代诉，MMSE评分≥24分且MOCA评分≥26分。NOR组：既往无明确脑卒中和精神病史，经CT或MRI除外脑卒中，MMSE>28分，神经系统症状及体征阴性。

2.2 磁共振扫描：检查设备由Philips 公司生产，3.0 T磁共振扫描仪，对所有被试者常规MRI检查，包括横断位T1WI、T2WI和FLAIR序列，排除脑卒中以外的脑部疾病患者。结合T2WI或T2flair，感兴趣区定位在双侧额叶白质，采用PRESS技术确定多体素磁共振波谱扫描的扫描视野(FOV)和感兴趣区(VOI)位置，所选择的VOI尽量避开颅内病灶以及侧脑室、脑沟内的脑脊液。扫描参数：TR 2200 ms，TE 45 ms，视野180 mm×240 mm×60 mm，每个体素大小1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm。各代谢产物的化学频移位置如下：N-乙酰天门冬氨酸盐(NAA)2.0 ppm，胆碱复合物(Cho)3.2 ppm，肌醇(MI)3.5 ppm，肌酸(Cr) 3.0 ppm，扫描计算各代谢物波峰的曲线下面积(见图1)，并据此计算NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr和MI/NAA等值。

注：A：波谱采集范围VOI位置；B：MRS代谢物图谱

结 果

1 三组一般资料比较 三组研究对象的年龄、性别比、高血压、心脏病、糖尿病、文化程度等比较均无统计学差异(P>0.05)。PSCI组的MMSE和MOCA评分均显著低于NCI组和NOR组，比较差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 三组一般临床资料比较

续 表

组 别n 文化程度[例(%)]文盲小学中学大学及以上 MMSE评分(分)MOCA评分(分)PSCI组30 2(6.67)12(40.00)11(36.67)5(16.67) 14.30±4.08∗21.30±3.10∗NCI组50 3(6.00)21(42.00)20(40.00)6(12.00) 28.21±0.6727.71±0.79NOR组20 1(5.00)8(40.00)8(40.00)3(15.00) 28.85±0.6528.05±0.67

注：与NCI组、NOR组比较，*P<0.05

2 三组MRS检查结果比较 PSCI组双侧额叶的NAA/Cr值显著小于NCI组和NOR组(P<0.05)，NCI组双侧额叶的NAA/Cr值亦小于NOR组(P<0.05)，PSCI组双侧额叶的MI/Cr和MI/NAA值均大于NCI组和NOR组(P<0.05)，NCI组双侧额叶的MI/Cr和MI/NAA值亦大于NOR组(P<0.05)。PSCI组和NCI组双侧额叶的Cho/Cr值均大于NOR组(P<0.05)，但PSCI组和NCI组间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 三组MRS检查结果比较

注：与NCI组、NOR组比较，*P<0.05；与NOR组比较，#P<0.05

3 PSCI组MRS检查结果与MMSE和MOCA评分的相关性分析 PSCI组双侧额叶的NAA/Cr值与MMSE和MOCA评分呈正相关(00.05)。见表3、4。

表3 PSCI组MRS检查结果与MMSE评分的相关性分析

表4 PSCI组MRS检查结果与MOCA评分的相关性分析

讨 论

PSCI作为脑卒中最常见的并发症之一，严重影响着脑卒中患者的生活质量和治疗预后[1]。PSCI针对于血管性痴呆这一大概念，与卒中存在因果关系[2]，有明确的起病时间，若能在脑卒中早期进行认知障碍筛查，早期干预，将会取得更好的治疗效果。PSCI主要由于脑卒中后相应的大脑神经功能区域缺血损伤所致，伴有神经元的损伤、神经胶质细胞的代偿修复和相应代谢产物的变化，故为1H-MRS检查PSCI提供了理论依据[8]。1H-MRS是基于核磁共振和化学位移现象定量检测、分析特定化合物的技术，是目前唯一的无创性活体组织代谢和生理生化物质含量检测检查技术[9]，已被用于脑胶质瘤、癫痫等神经系统疾病的诊断[10]。本文主要研究1H-MRS在PSCI中的诊断价值，波谱感兴趣区定位在额叶，基于目前研究显示，认知障碍的始动环节可能与额叶功能的改变有关[11]，脑损害中优势侧额叶较为敏感。

MRS可检测脑组织内多种代谢产物的表达变化如NAA、Cho、MI、Cr、Lac和Gln等[12]。本研究参考近年来MRS在神经系统和痴呆疾病中主要检测指标，选择NAA、Cho、MI和Cr，计算NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr、MI/NAA等值来判断PSCI发生后上述指标的变化[13]。Cr主要参与脑组织的能量代谢，在脑内含量相对恒定，仅当机体发生严重能量代谢障碍时，其表达水平才显著降低，故在MRS检测中作为评估其他代谢指标的参考[14]。NAA是神经元的重要标志，主要由神经元线粒体合成，存在于胞体和突触中，其表达水平直接反映神经元的活性，在多种因素所致的脑组织损伤性疾病中，NAA水平明显降低[15]。有研究结果显示，认知障碍患者额叶NAA/Cr明显低于正常人[16]。本研究与上述结果一致，PSCI组和NCI组患者的NAA/Cr值均显著低于NOR组，证实脑卒中发生后，神经元损伤可致NAA水平显著降低。比较发现PSCI组患者的NAA/Cr值明显低于NCI组，表明脑卒中后认知障碍患者神经元损伤程度明显严重于脑卒中后无认知功能障碍患者。此外，本研究亦发现了PSCI组的NAA/Cr值与MMSE和MOCA评分呈正相关，进一步证实了NAA/Cr值可用于评估脑卒中后患者的认知程度。

Cho是细胞膜的重要构成成分，在神经胶质细胞中的含量显著高于神经元，其表达水平可反应神经胶质细胞状态。在脑组织发生损伤时，伴随着神经胶质细胞的增生修复，Cho表达水平可显著升高。本研究发现PSCI组和NCI组患者的Cho/Cr值显著高于NOR组，符合上述情况。但PSCI组和NCI组患者的Cho/Cr值并无明显差异，进一步相关性分析发现，PSCI组的Cho/Cr值与MMSE和MOCA评分之间亦无相关性。因此，虽然Cho/Cr值可反映神经胶质细胞的增生和修复，但不能鉴别卒中后认知功能障碍的有无。

既往大部分神经系统疾病的MRS研究主要集中于NAA/Cr值和Cho/Cr值的比较，本研究进一步引入了MI/Cr和MI/NAA值用于PSCI的评估。相较于Cho，MI被认为是胶质细胞标志物，具有调节和维持中枢神经系统渗透压、神经营养、抗氧化等重要作用，其表达水平与神经胶质细胞含量、活性密切相关。本研究发现PSCI组和NCI组患者的MI/Cr和MI/NAA值高于NOR组，同时PSCI组患者的MI/Cr和MI/NAA值明显大于NCI组，而相关性分析证实PSCI组的MI/Cr和MI/NAA值与MMSE和MOCA评分呈负相关。因此，相较于Cho/Cr值，MI/Cr和MI/NAA值对神经胶质细胞功能状态和PSCI的识别能力更为敏感。

基于上述结果，PSCI患者双侧额叶的NAA/Cr值降低，MI/Cr和MI/NAA值增高，且其指标变化与MMSE和MOCA评分之间存在相关性。这些结果证实了PSCI存在脑内代谢物的改变；通过1H-MRS检查NAA/Cr、MI/Cr和MI/NAA比值，结合神经心理相关量表，为PSCI早期发现和诊断，提供了更为快捷、准确、无创和全面的评估指标。