磁共振弥散张量成像在无症状性腔隙性脑梗死患者认知障碍中的应用研究

张 强，袁 婕，董晓云，张 虹，崔小丽，王亚奎

(1.陕西省人民医院神经内一科，陕西 西安 710068；2.韩城市人民医院影像科，陕西 韩城 715400 )

无症状性脑梗死(Asymptomatic cerebral infarction,ACI)，又称静息性脑梗死(Resting cerebral infarction,SBI),是指无明确的急性缺血性卒中或短暂性脑缺血发作的病史及神经功能缺损症状和(或)体征，但在颅脑CT或MRI检查中所发现的脑梗死病灶。来自Fanning等的一篇系统综述中提到，ACI的患病率为10%～20%，年发病率为2%～4%[1]。多数ACI患者伴有不同程度的认知功能障碍[2-3]，发生率约为50%[4]，可发展为血管性痴呆[5]。常规MRI看似正常的脑白质(NAWM)微观结构的改变与认知损害有关[6]。而弥散张量成像技术作为一种可以无创性显示组织水分子扩散的影像学检查方法，已经被越来越多的应用于研究脑白质纤维微观结构变化的研究中[7-8]。而对于无症状性腔隙性脑梗死患者的NAWM研究报道较少。因此本研究探讨伴认知障碍的无症状性腔隙性脑梗死患者NAWM的DTI影像特点。

1 对象与方法

1.1 研究对象 连续纳入2020年3月到2021年3月期间我院神经内科收治住院的28例无症状性腔隙性脑梗死不伴脑白质病变患者。按照大于等于26分分为认知正常组和认知障碍组。认知正常组男8例(80.0%)，女2例(20.0%)，平均年龄(56.0±16.69)岁。认知障碍组男13例(72.2%)，女5例(27.8%)，平均年龄(66.0±9.30)岁。病例纳入标准：①年龄18～80岁；②颅脑MRI表现为：前循环腔隙性脑梗死，MRI上梗死直径≤15 mm，MRI T2及Flair加权白质区无明显呈高信号；③受试者知情并同意配合完成神经心理测试量表测评及磁共振弥散张量成像检查；④受教育程度为小学及其以上；⑤右利手。排除标准：①皮质梗死、直径≥15 mm皮质下梗死、脑干梗死及小脑梗死患者；②既往或目前导致认知障碍的神经、精神心理疾病，如血管性痴呆、阿尔茨海默病、混合性痴呆(VaD+AD)、帕金森病、多发性硬化、癫痫、脑炎、脑部肿瘤、颅脑外伤、精神分裂症、抑郁症；③各种类型失语、严重偏瘫、严重视听障碍等不能完成神经心理量表评估者；④慢性酒精中毒、药物滥用患者；⑤严重内科疾病(肝肾功能不全、贫血、电解质紊乱、心肺功能衰竭、酮症酸中毒、低血糖症等)；⑥因体内有心脏起搏器、金属材料或因幽闭恐惧症等不能完成磁共振检查或磁共振检查依从性差、图像质量欠佳者。

1.2 研究方法

1.2.1 临床资料收集：收集研究对象的年龄、性别、教育水平、既往高血压病、2型糖尿病、吸烟、饮酒、血常规、肝肾功、血脂、空腹血糖、血尿酸等。

1.2.2 认知功能评定：由两名接受过神经心理学测评培训的神经内科医生独立进行，测评结束后由两名测评者分别评分，取二者平均值作为最终评定结果。采用简易智力状态检查量表(MMSE)、蒙特利尔认知评估表(MoCA)对受试者的总体功能进行评估，采用单项认知功能评定量表对受试者延迟回忆(FOM试验)、语义流畅性测验(RVR试验)、注意功能(DST数字广度测验)、视空间功能(积木测验)进行评估。

1.2.3 检查方法与图像处理：检查方法与图像处理：采用3.0 T Philips Ingenia超导型MRI扫描仪，头颅16通道高分辨率线圈。常规MRI扫描包括轴位T1WI(TR/TE为120/2 ms，层厚为5 mm，层间距为1.5 mm)、T2WI(TR/TE为2000/80 ms，层厚为5 mm，层间距为1.5 mm)、DWI(b=1000 s/mm2，TR/TE为1955/56 ms，层厚为3 mm，层间距为0 mm)。DTI检查用自旋回波EPI脉冲序列。行轴位及冠状位扫描TR 10000 ms，TE 92 ms，矩阵128×128，FOV 240 mm×240 mm，层厚5 mm，层距0，b=1000 s/mm2，梯度方向32个。扫描结束后，将原始数据传输至后处理工作站，重建FA和ADC图，在侧脑室、半卵圆中心水平层面镜面对称部位分别选定双侧侧脑室前角、后角、侧脑室体旁及半卵圆中心白质共8个ROI的各项异性分数(FA)和表观弥散系数(ADC)值，在不同解剖部位手工放置圆形OI。使其中心位置位于FA值最高处，以确保该部位所选层面的FA值最大，并保证基于兴趣区(ROI)小于解剖结构，检查每个解剖结构的最大层厚面并检查ROI的相邻层面．以使脑脊液部分容积效应最小化。同一侧别同一部位取两次所测值的平均值作为最终FA和ADC数值。该过程最终结果由两名影像科高年资医师共同确定。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料比较 认知正常组与认知障碍组在年龄、性别、吸烟、饮酒、高血压病、2型糖尿病、血清胆固醇(TC)、血清甘油三酯(TG)、血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、血清高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、血清尿酸等比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 两组患者认知功能比较 认知正常组与认知障碍组在积木测验、MMSE、MoCA、FOM、RVR、DST得分方面比较差异均具有统计学意义(均P<0.05)，认知正常组得分高于认知下降组。见表2。

表2 两组患者认知功能比较[M(Q1，Q2)]

2.3 两组患者MoCA量表各项得分情况比较 认知正常组与认知障碍组在连线、画钟、命名、阅读数字、重复言语、短期记忆力、言语流畅性方面比较差异有统计学意义(均P<0.05)，见表3。

表3 两组患者MoCA量表各项得分情况比较(分)

2.4 两组患者各部位ADC值及组间比较 认知正常组与认知障碍组在右侧侧脑室前角、双侧侧脑室后角、双侧侧脑室体旁、双侧半卵圆中心近腹侧、双侧半卵圆中心近背侧ADC值均无统计学差异(均P>0.05)，但是左侧侧脑室前角ADC值有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 两组患者各部位ADC值及组间比较(×10-3mm/s)

2.5 两组患者各部位FA值及组间比较 认知正常组与认知障碍组右侧侧脑室前角、右侧侧脑室后角、左侧侧脑室体旁、左侧半卵圆中心近背侧的FA值比较，差异无统计学意义(均P>0.05)。两组患者左侧侧脑室前角、左侧侧脑室后角、右侧侧脑室旁、双层半卵圆中心近腹侧、右侧半卵圆中心近背侧的FA值比较，差异存在统计学意义(均P<0.05)，见表5。

表5 两组患者各部位FA值及组间比较(×10-3 mm/s)

3 讨 论

无症状性脑梗死约93.10%为腔隙性脑梗死，87.93%脑梗死病灶分布于内囊、基底节、放射冠区这些部位[9]，因无特异性神经系统症状，所以未能引起临床医生足够的重视。其与脑小血管病危险因素基本一致[10]，也可以引起认知障碍，严重时可发展为血管性痴呆[4]，所以很有必要对其进行研究。脑白质病变可以引起认知功能损害，这已得到众多研究[11-12]。研究NAWM与认知损害关系的研究相对较少[13-15]，而且有研究发现，脑卒中幸存者NAWM微结构的改变特点可作为预测脑白质高信号(WMHs)的敏感指标[16]。在人体脑白质中,髓鞘限制水分子横向通过轴突弥散,即水分子垂直神经纤维方向弥散速度小于平行纤维方向弥散，从而表现出扩散各向异性[17]。磁共振弥散张量成像技术通过水分子的扩散运动的方向性和扩散能力强弱，无创地测量和观察脑白质纤维的结构，从微观层面反映神经纤维束排列紧密程度、轴突髓鞘化的程度等,从宏观层面反映纤维束的走向一致性。DTI的重要参数之一，ADC反映水分子扩散的速度和扩散范围，值越小表明水分子弥散能力越强，从而间接说明白质纤维微观结构越完整，破坏越小[18]。FA 值表示水分子各向异性与整个弥散张量的比值,取值范围为 0～1,值越大，表明白质纤维排列越紧密，损伤越轻，为神经轴索损伤提供了量化指标[19]。

本研究通过纳入无症状性腔隙性脑梗死患者，利用对认知障碍早期识别更敏感的MoCA量表将患者分为认知正常组和认知障碍组，发现：认知障碍组多损害在执行功能、注意力、语言流畅性及视空间方面，可能与样本量小有关。通过对其双侧侧脑室前角、后角、半卵圆中心的NAWM行DTI检查，通过比较两组患者各个部位弥散张量成像参数中ADC和FA，发现：两组患者左侧侧脑室前角ADC值有统计学差异；左侧侧脑室前角、左侧侧脑室后角、右侧侧脑室旁、双层半卵圆中心近腹侧、右侧半卵圆中心近背侧FA值差异存在统计学意义(均P<0.05)。说明以上部位白质纤维病变与认知功能关系密切，推测其可能参与了多项认知功能的形成。资文杰[20]研究发现，单纯侧脑室旁白质病变患者，双侧大脑半球侧脑室前角、后角白质FA值较正常对照组显著下降，而且存在多个领域的认知功能受损，以执行功能和语言流畅性受损较为突出，以上与本研究结果相一致。相比皮层下白质，更多研究发现，侧脑室周围白质与执行功能、加工速度关系更密切，因此本研究关注侧脑室周围白质微观结构的改变。在Bosch等[21]发现轻度认知障碍患者关键脑区的FA值显著下降，提示白质纤维结构受到破坏。由于与认知功能密切关联，DTI的部分参数如FA被探讨用于多中心研究评估疾病的进展的一项影像标志物。普通MRI平扫上各序列无明显病变的白质区域即NAWM的研究相对较少，尤其应用DTI这一技术[13-16]。无症状腔隙性脑梗死患者并非完全没有症状，有些可表现为认知功能减退，而且比例比较高[3]，需要引起临床医生的重视。伴认知障碍的这类患者，NAWM区域可能已经存在水分子弥散受限，出现白质纤维微观结构的破坏，而DTI的FA和ADC值可作为反映神经髓鞘结构损害的影像标志物[13]。脑白质纤维神经网络直接或间接的结构破坏导致其密度下降、功能连接强度降低、信息处理效率下降，从而引起认知功能下降[12]。全脑尤其脑室周围NAWM的脑白质纤维神经网络可能已经受到损害，患者已经出现了不同程度的认知损害，早期识别这种常规MRI不能检出的白质损害，有利于临床医生采取措施积极干预。脑室旁白质由脉络膜动脉以及垂直分出的纹状体动脉终末支小动脉供血，这两条动脉和皮质的穿支动脉吻合稀少，侧支循环差，当脑缺血或灌注不足时，该区域最易发生缺血。长期的脑慢性缺血缺氧可导致炎性损伤、脑血管自动调节功能紊乱、血脑屏障破坏等病理改变，进而出现脑白质损害。早期表现为脑白质纤维微观结构的破坏，出现DTI相关参数的改变。年龄、高血压、高同型半胱氨酸血症、高血脂、卒中病史、动脉粥样硬化等是脑白质病变的危险因素，所以对这类患者，加强血管危险因素的管理，有助于预防或延缓脑白质病变的出现及认知功能的下降。

本研究局限性在于样本量较小，后期需要扩大样本量进一步验证上述结论。有研究发现，在合并高血压病、2型糖尿病、肥胖等情况下，年龄对于白质的损害作用在50岁以后才能被检测到，而且在此之后年龄对于白质损害的作用会增加。而本研究正常组平均年龄(56.0±16.69)岁，认知障碍组平均年龄(66.0±9.30)岁，年龄范围较大，样本量小，认知障碍组年龄稍大，尽管无统计学差异，后期研究需要限制年龄范围，减少偏倚。各个认知域与DTI参数之间关系如何，因样本量少，未做探讨，后期将扩大样本量，开展这方面的研究。此外，西药联合或者单用中成药如复方苁蓉益智胶囊治疗脑白质病变患者[22]，纵向比较治疗前后认知量表、脑DTI参数等变化情况，为脑白质病变的药物治疗提供临床证据。

无症状性腔隙性脑梗死在临床中非常常见，对于伴随的认知障碍，临床医生重视程度不够，而对于其NAWM，实际上白质纤维网络已经受到损害，血管性因素可能是其一种机制，早期发现，积极干预，具有重要意义。