预测遗忘型轻度认知障碍发展的磁共振功能成像

刘孟昕 马贺骥 隋汝波 郭辉 郑石磊 王铃

(锦州医科大学附属第一医院 1放射科，辽宁 锦州 121001；2神经内科)

阿尔茨海默病(AD)是老年人最常见的痴呆类型，占全部痴呆的 50%～60%〔1，2〕。轻度认知障碍(MCI)是指有轻度的记忆和认知损害，但尚未达到痴呆，是一种介于正常老化与痴呆之间的一种状态〔3〕，根据脑内受损的认知区域，MCI可以分为两种主要类型：遗忘型(aMCI)和非遗忘型(naMCI)〔4〕，aMCI主要是指记忆消除方面，aMCI主要是其他认知领域的认知障碍(如注意力，语言，视觉空间或执行功能方面)。目前研究普遍认为 MCI 患者是发展为痴呆的高危人群，而aMCI 则具有高度进展为 AD 的危险〔5〕，naMCI患者则更容易转化为其他痴呆症，例如血管性痴呆或路易体痴呆〔6〕。在当前的痴呆症检测方法中，与脑脊液(CSF)测试和正电子发射断层扫描(PIB-PET)相比，功能性磁共振成像(MRI)是一种非侵入性，可重复且廉价的方法〔7〕。磁共振波谱成像(MRS)是一种可反映组织内生化及代谢变化的检查方式，它利用磁共振现象和化学移位对活体组织器官代谢、生化改变及化合物进行无创性研究。弥散张量成像(DTI)可有效观察和追踪脑白质纤维成像，是一种在弥散加权成像基础上发展而来的技术。利用 DTI 束，在 AD 和 MCI 中主要应用于检测关键区域和全脑的白质损伤。本研究旨在探讨基线期功能磁共振技术对aMCI患者转化为AD的临床预测价值。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 收集2017年12月至2020年7月于锦州医科大学附属第一医院神经内科门诊初次就诊的40例aMCI患者。入组患者均自愿参加，签署知情同意书。aMCI组：诊断基于Petersen〔8〕的诊断标准：①患者或家属的报告记忆障碍；②有日常生活活动能力；③临床神经心理测验客观评定患者存在一定程度认知障碍；④不符合AD〔9〕的诊断标准。正常对照组:选取同一地区20 名正常老年健康志愿者，符合中华医学会老年学会 1985 年制订的健康老年人的标准〔10〕。

1.2临床神经心理学评估 ①简易智力状态检查(MMSE)量表共 30 项，总分为30分。②工具性日常生活能力(IADL)共8 项，总评分范：0～16分。③蒙特利尔认知评估(MoCA)量表共30项，总分为 30 分。所有参与者平均随访2年，随访结束 aMCI 患者分为:aMCI稳定组和 aMCI转换组;入组及随访结束时进行2次神经心理学测验，入组时进行MRI扫描。

1.3影像采集 采用simens3.0T超导磁共振头颅扫描，患者扫描过程中身体保持静止，采取仰卧位，常规平扫进行定位。①MRS扫描：MRS采用单体素3D化学位移成像自旋回波序列。扫描参数：重复时间(TR)1 850 ms，回波时间(TE)2.0 ms，视野(FOV)240 mm×240 mm，反转角90°，层厚1 mm，层间距0，矩阵1 024×1 024，体素大小20 mm×20 mm×20 mm水激发带宽(BW)35 MHz。采集BW 1 000 MHz。采用脂肪抑制及弱水抑制，扫描方向为轴位，周边施加8条饱和带减少周围组织信号对MRS的干扰。②DTI扫描：DTI采用SSE-EPI序列扫描，轴位扫描，扫描参数：TR 6 600 ms，TE为100 ms，矩阵128×128，FOV 220 mm×220 mm，激励次数(NEX)=1，b=0、1 000 s/mm2，扩散敏感梯度方向为12 s/mm2，层厚5 mm,层间距1 mm。

1.4图像处理及测量 设置扣带回后部(即胼胝体压部的后方)为感兴趣区(ROI)，通过MRS需要测定的代谢物有肌醇(mI)、 N-乙酰天门冬氨酸(NAA)；DTI 在不同层面彩色张量图上测量每个感兴趣区各向异性分数(FA)值，大小控制在2个体素。在不知道诊断结果的情况下由同1名医师连续测量3个相邻层面，统一设置感兴趣区取平均值，后进行统计。结果均由设备提供的软件进行测量、处理、报出。

1.5统计学方法 应用 SPSS25.0 软件进行独立样本t检验、方差分析、χ2检验，Logistic逐步回归分析，并绘制受试者工作特征(ROC)曲线。

2 结 果

2.1人口统计学及神经心理学比较 aMCI 组 40例患者随访2年后，其中有 12 例(30%)临床转化为 AD;另外28例(70%)aMCI 患者没有转化为 AD。各组年龄、性别、受教育年限差异均无统计学意义(P>0.05)。3组基线期神经心理测评差异有统计学意义，aMCI转化组显著得分低于aMCI稳定组和正常对照组(P<0．05)。见表1。

2.2后扣带回皮层(PCG)的氢质子磁共振波谱(1H-MRS)代谢物比值比较 NAA/mI比值可以将aMCI稳定组与 aMCI转化组区别开来，aMCI转化组值较aMCI转化组显著更低，见表1。此外，该代谢物比率在基线aMCI转化组与aMCI转化组 ROC 曲线下面积(UAC)为 0.830(95%CI0.728～0.932)，最佳临界值≤1.884，灵敏度为 63.3%，特异性为90.0%。见图1。

表1 3组基线期临床资料及PCG处NAA/mI与FA值比较

2.3PCG的DTI各向异性分数指比较 组内感兴趣区左右侧对称部位FA值差异无统计学意义(P>0．05)：FA值aMCI转化组、aMCI稳定组较正常对照组减低，组间差异有统计学意义(P<0．05)。FA值能够在aMCI转化组与aMCI稳定组之间进行区分。见表1。 ROC曲线为 0.733(95%CI0.602～0.862)。最佳临界值≤0.461，灵敏度为56.7%，特异性为83.3%。见图1。

2.4使用参数组合预测准确性 FA和NAA/mI值联合检测AUC提高到0.920(95%CI0.844～0.996)。最佳临界值≤0.536，灵敏度为 96.7%，特异性为 83.5%。见图1。

图1 基线期PCG的NAA/mI、FA值及其组合的ROC曲线

3 讨 论

临床现有治疗AD过程是不能逆转病情的，仅能延缓疾病进一步发展。aMCI与AD具有相同的病理生理基础，更容易向AD转化。不同的aMCI患者转化速度不同，尽早识别可能在2～3年内迅速进展的aMCI患者，以便采取积极的干预措施。PCG在认知功能中起着关键作用，尤其是在情节性记忆的检索和注意力中，并且参与维持内部和外部思想之间的平衡〔11〕。因此，能早期详细了解PCG神经变性及代谢变化对诊断AD很重要。本研究转化率与 Marra等〔12〕报道的27.8%接近。

研究表明〔13～15〕海马体积和PCG的NAA/mI比值降低，是认知正常老年人中MCI的良好预测指标。本研究与其发现一致，证实了PCG 中代谢物NAA/mI水平的变化，在预测aMCI 患者可能发展为AD 方面有很高的准确性。Waragai等〔16〕在另一项最新研究中表示NAA/mI较低的认知正常的老年人可能有发展为aMCI的风险。 FA值降低反映了AD和MCI患者脑白质的损失〔17〕，郭龙军等〔18〕发现，DTI 技术能够作为鉴别AD 患者及 MCI患者脑白质结构的不同的一项指标。本研究证实了基线时期转换组与稳定组FA值均减低，可将其与正常老年人FA值相比区别开来，因此更加确定使用DTI技术纵向研究预测aMCI患者是否转化为AD的准确性。

研究发现，在1～1.5年内，PCG的FA值在0.71～0.94〔19〕，并未分析其准确性；两年内PCG的NAA/mI ROC曲线下面积为0.77〔14〕，对比一项长达7年的研究，其ROC曲线灵敏度为 90.5%，特异性为 90.3%〔16〕。

本研究是一项集横向及纵向为一体的综合性研究，增加了功能性磁共振预测短期内从aMCI向AD转变的有效预测准确性，在临床实践中，神经影像学功能检查具有无创优势，实用性和可操作性较其他方式强。对于早期发现并筛选出易转化为AD的aMCI 患者，具有重要的临床意义，因此能在早期开展具有针对性的干预，从而延缓痴呆进展。本研究样本量小，随访时间较短，因此，对具有较大代表性的 MCI患者样本和更长的随访时间进行额外的纵向研究可能有助于更加确认这些结果。