磁共振波谱成像在评价脑白质疏松症患者认知功能损害中的应用价值

刘国权

（广东省茂名市中医院影像科，广东 茂名 525000）

脑白质疏松症也被称为脑白质损害，是指脑白质出现扩散或融合现象，脑室周围或皮质下脑白质出现斑点或斑片状改变的一种疾病[1]。其病理改变主要是神经元细胞受损[2]。该病会导致患者的记忆力下降、精神状态和行为状态异常、反应灵敏度下降，且患者会随着病情的进展而出现脑血管疾病、血管性痴呆[3]、皮层下痴呆等脑部疾病。脑白质疏松症患者最显著的临床改变就是认知功能损害，但其发病机制目前并不清楚，也没有直接有效的治疗方式。现阶段，弥散加权成像、功能核磁共振、磁共振波谱分析等多种神经影像学技术均被应用于脑白质疏松症的研究中，其中磁共振波谱成像（MRS）是唯一一种可以在体观察活体组织代谢指标的无创技术。MRS 能定量分析活体脑组织代谢物质的变化[4]，常用的指标有N- 乙酰天门冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、胆碱（Cho）等。MRS可通过分析脑组织中代谢物质的水平推测患者脑部病变的情况，明确脑部病变的区域，评估患者认知功能损害的程度，为后续治疗提供依据。近年来关于MRS在中枢神经系统疾病中的应用已有较多文献报道，但关于MRS 参数与脑白质疏松症患者认知功能之间相关性的研究较少。基于以上背景，笔者选择2020 年6 月至2021 年5 月广东省茂名市中医院收治的50 例脑白质疏松症患者作为研究对象，另招募50 例健康志愿者，探究MRS 在评价脑白质疏松症患者认知功能损害中的应用价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

将2020 年6 月至2021 年5 月我院收治的50 例脑白质疏松症患者作为观察组，另招募50 例健康志愿者作为对照组。两组研究对象的纳入标准是：年龄在50 ～80 岁之间；观察组患者经头颅影像学检查确诊患有脑白质疏松症[5]；对照组健康人经头颅影像学检查未见异常；临床资料完整；具有良好的依从性，能够配合行神经心理量表测评及磁共振检查；知晓研究内容，并签署了知情同意书。两组研究对象的排除标准是：患有其他严重的神经系统疾病；患有严重的内科系统性疾病；不能行MRI 检查或MRS 检查；合并有心理疾病或精神疾病；存在其他可导致认知功能损害的疾病。在观察组患者中，有男性16 例，女性34 例；其年龄为50 ～80 岁，平均年龄为（67.25±5.31）岁；其体质指数（BMI）为20 ～26，平均BMI 为（24.23±2.16）；其中，脑白质疏松症分级（按照Mäntylä 分级法）为1 级、2 级、3 级的患者分别有19 例、14 例、17 例。在对照组健康人中，有男性13 例，女性37 例；其年龄为50 ～80 岁，平均年龄为（68.12±4.88）岁；其BMI 为20 ～26，平均BMI 为（23.76±2.33）。对照组健康人无任何疾病。两组研究对象的年龄、性别相比，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究通过我院医学伦理委员会的批准。

1.2 方法

1.2.1 认知功能评估 分别采用简易智能精神状态检查量表（MMSE）和蒙特利尔认知评估量表（MoCA）评估两组研究对象的认知功能。MMSE 的总分为30分，≤19 分为文盲，20 ～22 分为小学文化程度，23 ～26 分为初中及初中以上文化程度，以上均表示患者存在认知功能损害，27 ～30 分表示患者的认知功能正常。MoCA 的总分为30 分，＜26 分表示患者存在认知功能损害，≥26 分表示患者的认知功能正常。评分时患者的受教育年限≤12 年加1 分。

1.2.2 MRS 检查及数据采集 采用德国西门子超导性3.0T 磁共振成像系统及鸟笼式8 通道扫描线圈设备进行数据采集，检查时患者取仰卧位，并保持意识清醒。首先对患者进行常规的T1WI、T2WI、FLAIR检查，明确其头颅是否有其他异常病变。之后对其进行点解析波谱分析，获取1H-MRS 数据。扫描参 数：TR=1700 ms，TE=135 ms，FOV=16 mm×16 mm，层 厚=15 mm，VolR-L=80 mm，A-P=80 mm，Voxelsize=10 mm×10 mm×15 mm，Bandwidth=1200 Hz，NEX=3，采集时间为413 s。ROI 区域为轴位T2加权像中央，区域大小为80 mm×80 mm×15 mm。ROI区为轴位T2WI中央，大小为80 mm×80 mm×15 mm，放置于半卵圆中心、侧脑室前角、颞叶海马、双侧前额叶、胼胝体膝部区域。将MRS 扫描数据及图像传到西门子公司专用的系统工作站进行处理，选取半高全宽＜10 Hz、水相抑制＞95% 的波谱曲线，应用Spectrumcalculation 软件进行自动化处理。

1.3 观察指标

比较两组研究对象的MMSE 评分及MoCa 评分。比较两组研究对象的MRS 参数，包括NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr。分析观察组患者的MRS 参数NAA/Cr 与其总体认知功能的相关性。

1.4 统计学方法

用SPSS 20.0 软件处理本研究中的数据，计数资料用% 表示，用χ² 检验，计量资料用均数± 标准差（±s）表示，用t检验，观察组患者的MRS 参数NAA/Cr 与其总体认知功能的相关性采用person 相关性分析，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组研究对象MMSE 评分、MoCa 评分的比较

观察组患者的MMSE 评分和MoCa 评分均低于对照组健康人，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表1。

表1 两组研究对象MMSE 评分、MoCa 评分的比较（分，± s）

表1 两组研究对象MMSE 评分、MoCa 评分的比较（分，± s）

组别 MMSE 评分 MoCa 评分观察组（n=50） 25.12±8.52 21.43±7.01对照组（n=50） 28.75±9.11 27.82±9.15 t 值 2.057 3.919 P 值 0.042 ＜0.001

2.2 两组研究对象MRS 参数的比较

观察组患者的NAA/Cho、NAA/Cr 均低于对照组健康人，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组研究对象的Cho/Cr 相比，差异无统计学意义（P＞0.05）。详见表2。

表2 两组研究对象MRS 参数的比较（± s）

表2 两组研究对象MRS 参数的比较（± s）

组别 NAA/Cho NAA/Cr Cho/Cr观察组（n=50） 1.72±0.26 1.62±0.31 0.99±0.10对照组（n=50） 1.98±0.34 1.85±0.33 1.00±0.05 t 值 4.295 3.591 0.632 P 值 ＜0.001 ＜0.001 0.528

2.3 观察组患者的MRS 参数NAA/Cr 与其总体认知功能的相关性分析

经person 相关性分析得知，观察组患者的MRS参数NAA/Cr 与其MMSE 评分存在显著的正相关（r=0.44，P＜0.05）。详见表3。

表3 观察组患者的MRS 参数NAA/Cr 与其总体认知功能的相关性分析

3 讨论

脑白质疏松症是一种通过影像学表现来描述的疾病，其在核磁共振成像T2加权图像上及液体衰减反转恢复序列上呈现高信号[6]，病理改变包括星形胶质细胞增生、华勒变性、弥漫性脱髓鞘[7]、轴突损伤等，最早累及额叶和前额叶皮质下环路[8]。随着疾病的进展，会进一步累及大脑的半卵圆中心、侧脑室前角、胼胝体、颞叶海马等结构[9]。此病患者的临床症状以认知功能障碍为主，如记忆力、注意力、计算力及语言功能减退，执行功能、视空间功能、记忆力受损，严重者会发生血管性痴呆和抑郁[10]。脑白质疏松症的发病机制目前并未研究清楚，在治疗方面多通过积极干预原发疾病（如高血压、血脂异常等）达到间接改善患者病情的目的，除此之外多为应用脑细胞营养药物、改善生活方式等一般治疗，目前并没有特殊的治疗方法。近年来多种神经影像学技术在脑白质疏松症的研究中得到应用，其中MRS 是唯一一种无创的活体器官代谢物质检测手段，可通过检测脑白质疏松症患者脑组织中代谢产物浓度的变化对其病情进行初步评估，常用的指标有NAA、Cr、Cho[11]。目前已有部分研究表明MRS 参数对脑白质疏松症有评估作用，但关于MRS 参数与此病患者认知功能之间相关性的研究还较少。本研究的结果显示，观察组的MMSE评分、MoCA 评分均低于对照组健康人，差异有统计学意义（P＜0.05）；在MRS 参数方面，观察组患者的NAA/Cho、NAA/Cr 均低于对照组健康人，差异有统计学意义（P＜0.05）；两组研究对象的Cho/Cr 相比，差异无统计学意义（P＞0.05）；观察组患者的MRS 参数NAA/Cr 与其MMSE 评分存在显著的正相关（r=0.44，P＜0.05）。由此可见，MRS 能够基本区分脑白质疏松症患者与健康人群，具有较高的诊断价值。常规的MRI 无法发现脑白质疏松症患者病变区域脑组织的异常[12]，而MRS 可通过检测脑组织中的代谢指标对脑白质疏松症患者的病情进行提示。这说明，在此病患者出现影像学表现之前其脑组织的代谢水平就已出现了显著的改变。临床上可应用MRS 筛查出早期脑白质疏松症患者，以利于对其进行二级预防。

脑白质疏松症可受到多种因素的影响而发病，如年龄、性别、吸烟、心血管疾病等，其中年龄是影响本病最显著的因素。脑白质疏松症的病理表现为脑小血管不完全闭塞，主要累及脑部穿支动脉，影响脑基底节及放射冠区域的供血，使脑白质处于持续性缺血状态，导致神经元细胞缺失、星形胶质细胞增生、脱髓鞘、轴突损伤等，影响患者的神经功能。脑白质疏松症在我国的发病率与阿尔茨海默病大致相当，该病临床治疗的重点在于早期发现，通过在发病早期给予药物治疗，才能延缓患者认知功能障碍的进展速度，提高其生活质量。有研究曾对认知功能正常的老年人进行了长时间的MRI 随访，发现随着时间的推移，受检者普遍出现脑白质高信号，说明当脑组织出现异常时，患者可以没有任何临床表现。只有当脑白质疏松症发展到中度或重度时，患者才会出现明显的认知功能障碍，影响其日常生活，促使其就医治疗。MRS 能够检测到患者脑组织中相关代谢产物的浓度，且该技术是无创的，能够直接反映患者脑部的代谢状态，该技术有望通过定量检测脑组织中的代谢指标来作为诊断及治疗脑白质疏松症的依据。本研究选取的三个MRS 指标分别为NAA、Cr、Cho。其中NAA 是在神经元线粒体内合成的，可作为神经元标志物对患者大脑神经元的损伤程度进行评估。由于脑白质疏松症患者脑组织病变区域内的轴突数量与功能均产生了变化，因而可导致该区域内NAA 的水平与正常脑组织中NAA的水平出现显著的差异。Cho 包括甘油磷酸胆碱、磷酸胆碱、磷脂酰胆碱，是乙酰胆碱及磷脂酰胆碱的前体物质，能反映患者的认知功能、记忆力及精神状态。脑白质持续性缺血会导致神经元细胞脱髓鞘，使神经元细胞膜不断更新，引起脑组织胶质细胞增生，导致病变区域的细胞密度显著上升，进而可引起Cho 水平上升。但由于大脑脱髓鞘改变是普遍存在的，因此本研究中两组研究对象的Cho/Cr 相比差异无统计学意义（P＞0.05）。Cr 是一种脑部能量代谢中间产物，能反映脑部的总体代谢情况[13]。有研究发现，脑白质疏松症发病时最早累及侧脑室周围，并可随着疾病的进展向白质扩散，导致病变区域的白质与皮质之间的联系被切断，进而可影响大脑的执行功能、视空间功能及记忆力等[14]。目前关于MRS 在脑白质疏松症诊断中的应用价值还有待于深入研究，需要在收集大量检测数据及患者临床表现的基础上，逐步探究脑组织代谢产物水平与认知功能障碍之间的关联性，以提高MRS 对脑白质疏松症的诊断价值。另外，在此基础上还可以收集脑组织代谢产物与脑白质疏松症患者预后关系的数据，观测各代谢指标对其预后的影响。

综上所述，脑白质疏松症患者MRS 中部分代谢产物的相对表达量与健康人群有显著差异，且MRS参数与此病患者认知功能损害的程度成正相关。MRS在评价脑白质疏松症患者的认知功能损害中具有较高的应用价值。