SIVD继发认知障碍病人脑区灰质大小与认知功能的关系

刘萍萍，何学芳，张 翼，杨 旭，龙继发，季一飞

皮质下缺血性脑血管病(subcortical ischemic vascular disease，SIVD)是以脑部小血管病变为主要原因，以缺血性深部灰质多发腔隙性梗死(lacunar infarc，LI)和(或)广泛的脑室旁和深部白质病变(white matter lesion，WML)为主要病变类型的一种脑血管疾病[1]，SIVD继发认知障碍是血管性认知障碍最常见类型之一[2]。SIVD的研究往往集中于SIVD继发认知障碍的人群，而针对合并影像学表现却未出现明显认知功能损伤病人的研究较少[3]。近年来基于体素的形态学分析(voxel-based morphometrp，VBM)技术广泛应用于全脑解剖结构评价，其可准确用于脑灰质和脑白质的体积测量，为疾病诊治提供更多影像学参考[4]。本研究探讨SIVD继发认知障碍病人脑区灰质大小与认知功能的关系。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年9月—2020年9月南充市中心医院收治的SIVD病人100例，根据有无认知障碍分为认知障碍组(46例)和非认知障碍组(54例)。两组病人年龄、性别及受教育时间等一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。病人及家属均知情同意并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：①符合Erkinjuntti等[5]提出的SIVD诊断标准，即具有腔隙状态、LI和广泛性WML。其中简易精神状态检查量表(MMSE)评分≤26分且存在≥1个认知领域损伤判定为继发认知障碍[6]；②年龄≥18岁；③临床资料完整者。排除标准：①颅脑肿瘤、脑外伤或脑出血病史；②严重躯体疾病；③精神系统疾病史或电抽搐治疗史；④测试前24 h内服用影响认知的药物，如安定类镇静催眠药；⑤合并其他导致认知功能损伤疾病；⑥其他原因导致脑白质病变；⑦无法独立完成认知功能评估者；⑧有MRI检查禁忌证者。

1.3 方法

1.3.1 认知功能评价 采用简易智能状态检查量表(Mini-Mental State Examination，MMSE)、蒙特利尔认知功能评估量表(Montreal Cognitive Assessment，MoCA)、剑桥老年认知功能量表中文版(Cambridge Cognitive，CAMCOG-C)、斯特鲁普测验(Stroop)、老年抑郁量表(Geriatric Depression Scale，GDS)及日常生活能力评定量表(Activities of Daily Living,ADL)进行认知功能评价。

1.3.2 影像学指标 使用美国通用电器公司生产的GE Signal HDxt 3.0T MRI扫描仪，收集T1加权成像(T1WI)、T2加权成像(T2WI)、磁共振成像液体衰减反转恢复序列(FLAIR)及3D-T1图像数据。头部制动后要求病人保持静息状态，3D-T1图像采集参数设置重复时间、回波时间、反转时间、翻转角度及矩阵分别为8.0 ms、3.2 ms、450 ms、20°、512×512。LI数目和白质病变(WML)程度根据T2WI/FLAIR图像评估；脑白质疏松症(leukoaraiosis，LA)分级根据Fazekas标准[7]，分为1～3级。采用Dcm2nii软件将原始数据转化格式后，应用SPM 8及VBM 8软件包完成数据处理。首先应用SPM 8软件将每个受试者的磁共振图像标准化到蒙特利尔神经学研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)标准模板上，以2 mm×2 mm×2 mm的尺度进行重采样。然后将标准化后的图像分割成灰质、白质和脑脊液，分割后的灰质图像以1个半高全宽(full-width at half-maximum)8 mm高斯核进行平滑以去除噪声的干扰，得到的灰质图像进入后续的统计分析。

2 结 果

2.1 两组认知功能各评分比较 认知障碍组MMSE评分、MoCA评分、CAMCOG-C评分均低于非认知障碍组，差异均有统计学意义(P<0.05)；认知障碍组ADL评分和Stroop测试评分均高于非认知障碍组，差异均有统计学意义(P<0.05)。详见表1。

表1 两组认知功能各评分比较(±s) 单位：分

2.2 两组影像学指标比较 认知障碍组灰质总体积、白质总体积均小于非认知障碍组，差异均有统计学意义(P<0.05)。详见表2。

表2 两组影像学指标比较

2.3 两组灰质体积变化比较 认知障碍组左侧颞下回、右侧颞中回、右侧眶部额上回及左右侧枕中回灰质体积明显小于非认知障碍组，差异均有统计学意义(P<0.01)。详见表3。

表3 两组灰质体积变化比较

2.4 脑区灰质大小与认知功能的相关性 Pearson相关性分析显示，脑区灰质总体积与MMSE评分、MoCA评分及CAMCOG-C评分均呈正相关(P<0.05)；脑区灰质总体积与ADL评分和Stroop测试评分均呈负相关(P<0.05)。SIVD继发认知障碍病人左侧颞下回体积与MoCA评分呈正相关(r=0.28，P=0.03)，与Stroop测试评分呈负相关(r=-0.37，P=0.02)。详见表4。

表4 脑区灰质大小与认知功能的相关性

3 讨 论

人体正常衰老过程往往伴随脑组织萎缩，但在合并脑血管疾病状态下，动脉硬化可致皮质下血管病变合并LI、WML发生，造成大脑皮质变薄和神经元丢失，最终导致脑组织萎缩进程加快[8]。SIVD是一类因大脑小动脉、毛细血管或小静脉穿孔所致的脑小血管病变，病人以认知、执行功能、步态及情绪变化为主要表现[9]。除LI、WML、血管间隙扩大等表现外，SIVD影像学评估还需注意脑萎缩这一改变，目前研究认为脑萎缩可参与到血管损伤影响认知功能这一环节[8]。以往脑萎缩评估主要采用视觉等级测量法[10]，本研究采用VBM技术定量分析替代上述方案，更为准确地反映了脑灰质变化情况，并在此基础上评估脑灰质体积与SIVD继发认知障碍病人认知功能损伤程度的相关性。

本研究结果显示，SIVD继发认知障碍病人脑区灰质体积明显减小，左侧颞下回灰质体积与MoCA评分呈正相关，与Stroop测试评分呈负相关。认知障碍组灰质总体积、白质总体积均小于非认知障碍组(P<0.05)。提示脑白质萎缩可能与皮质下病变所致白质稀疏及萎缩有关。此外，脑白质损伤还能够进一步诱发大脑灰质进行性退化，导致皮质变薄和皮质下深核体积下降[11]。

有研究报道，皮质下缺血性血管性痴呆发病后可见颞叶、眶额皮质区等大脑皮质厚度减小[6]；另一项针对白质病的研究显示，脑白质病变双侧脑岛、角状回、前扣带、额下回、尾状核等区域皮质灰质密度较正常人群明显下降[12]。本研究发现，SIVD继发认知障碍病人左侧颞下回、右侧颞中回、双侧枕中回及右侧眶部额上回灰质体积降低，进一步证实SIVD继发认知障碍病人更易出现颞叶、额叶及枕叶损伤。

颞中回可调节人体语言、情感、记忆及社会认知等多方面功能，其中颞中回前区参与到社会认知整合，颞中回后部则与语义知识储存关系密切[13]。有研究报道，左侧大脑半球是语言处理领域重要调控组织[14]。本研究中，SIVD继发认知障碍病人左侧颞下回灰质体积较非认知障碍病人更小，可能与左侧颞下回是调控语义、书写及阅读功能核心区域有关[15]。另有研究显示，SIVD继发认知障碍病人颞下回区域18F-AV1451摄取增加，并与认知功能下降密切相关，这一现象可能与Tau蛋白参与到认知形成过程有关[16]。SIVD继发认知障碍颞下回灰质体积与Stroop测试评分呈负相关，已有研究显示[17]，前额叶与颞叶内侧皮质间可观察到大量连接存在，在控制网络执行功能激活方面发挥着关键作用。

眶额叶皮质由前额叶皮质腹侧部构成，是调节情感、决策、执行及部分高级认知功能的重要区域；眶额叶皮质已被证实与大脑中多个区域存在广泛连接，多种感觉形态刺激均可激活这一区域[18-19]。既往研究显示，SIVD继发认知障碍主要与内侧前额叶、眶额叶皮质及额下回有关[20]，而根据本研究结果分析，SIVD继发认知障碍病人眶额叶皮质区体积减小可能是造成执行功能损伤和情绪障碍的重要原因。

综上所述，SIVD继发认知障碍病人可见脑区灰质体积缩小，且脑区灰质体积改变与认知功能密切相关。