首发脑梗死患者认知功能与1H-MRS的相关性研究

2013-04-17郑水红许毅

浙江医学 2013年18期

郑水红许毅

郑水红许毅

目的探讨首发脑梗死患者认知功能与左前额叶白质氢质子磁共振波谱（1H-MRS）、日常生活能力量表（ADL）的关系。方法对38例首发脑梗死患者在发病1周内、3个月末、6个月末检测左前额叶白质1H-MRS中的氮-乙酰门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酐（Cr），同时进行中文版蒙特利尔认知评估量表（MoCA）、ADL评分。按MoCA结果分为脑梗死后血管性认知功能损害（VCI）组、正常组、变化组，分析3组间各时间点1H-MRS（Cho、Cho/Cr、NAA、NAA/Cr）、ADL的差异。结果 3个月末VCI组与变化组各1H-MRS差异均有统计学意义（均P＜0.05），VCI组与正常组各1H-MRS差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05）；6个月末VCI组与正常组、变化组各1H-MRS差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05）。1周内、3个月末VCI组与正常组的ADL评分差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05）；3个月末VCI组与变化组的ADL评分差异有统计学意义（P＜0.05）；6个月末VCI组与变化组、正常组ADL评分差异均有统计学意义（均P＜0.01）。结论首发脑梗死后VCI患者左前额叶白质1H-MRS出现变化，3个月末的1H-MRS对VCI的转变有预测价值。

脑梗死血管性认知功能损害磁共振波谱日常生活能力量表蒙特利尔认知评测量表

脑梗死后认知功能损害的发生率可达62.6%[1]，严重影响患者预后，并增加病死率[2]。有学者提出脑梗死对公共健康的重要性及在痴呆中的作用被低估，针对脑梗死的预防和治疗措施可能会降低临床痴呆的患病率[3]。若能对不同转归的血管性认知功能损害（VCI）患者进行早期分辨，则可以采用不同的治疗策略。由于脑白质主要是由穿支动脉供血，侧支循环较少，脑白质区易受缺血的影响，因此，脑梗死患者的脑白质病变普遍存在。既往研究证实半球前部-额叶白质损害对认知功能的影响最大[4]，而左侧半球的功能与大多数神经心理测试水平相关，同时额叶白质氢质子磁共振波谱（1HMRS）中的氮-乙酰门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酐（Cr）与认知功能相关[5]。笔者对首发脑梗死患者的左前额叶白质1H-MRS的变化及其与认知功能和生活质量改变的关系进行观察，探讨1H-MRS作为脑梗死患者在认知方面的预后转归评价的可能性。

1 资料和方法

1.1 一般资料选取2009-06—2011-04在金华市中医院神经内科首次因脑梗死住院的患者共38例，男23例，女15例，年龄42～71岁，平均（52.12±8.70）岁；平均受教育年限（9.5±5.1）年；平均病程时间（2.1±0.8）d。纳入标准：（1）符合第4届全国脑血管疾病会议制定的诊断标准的首次脑梗死（病程在1周内）[6]；（2）发病前无认知功能下降或其他神经系统疾病；（3）无严重失语，不影响量表的评估；（4）患者为右利手；（5）签署知情同意书。排除标准：（1）脑出血；（2）持续意识不清＞7d；（3）伴随中枢神经系统疾病并影响认知功能下降评分；（4）伴随有内科疾病并判定可能影响生存；（5）精神障碍或家族史阳性者；（6）酒精依赖；（7）MRI检查禁忌证。

1.2 方法分别对脑梗死患者发病1周内、3个月末、6个月末时测定左前额叶白质1H-MRS中的NAA、Cho、Cr的绝对值及相对值，同时进行蒙特利尔认知评估量表[7]（MoCA）、日常生活能力量表[8]（ADL）评分。

1.2.1 数据采集及分析采用GE公司的Signa 1.5T HDX型超导型磁共振仪,梯度场23mT/m，切换率120T/（m·s），8通道头颅线圈。利用工作站图像后处理的Functool软件包完成数据分析。

1.2.1.1 常规扫描矢状位T1WI自旋回波序列，扫描序列T1加权（TR 1 415ms、TE 27ms、TI 740ms），T2加权（TR 3 800ms、TE 105ms），FLAIR（TR 8 402ms、TE 127ms、TI 2 100ms），DWI（TR 6000ms、TE 98ms），扫描层厚5mm，间隔0.5mm，矩阵256×192。层厚5mm，间距0.5mm。

1.2.1.2 波谱扫描采用单体素波谱扫描，使用Probe 2000单体素1H-MRS软件包。将MRS的感兴区放置在左前额叶白质（图1），尽量避开骨骼、脑沟、脂肪区，防止脑脊液的干扰影响测量MRS额叶定位图。其容积恒定为lcm。扫描前机器自动匀场，CHESS水抑制，STEAM定域；PRESS序列，TR 1 000ms，TE 144ms，层厚8mm，间隔2mm，视野24cm×24cm，矩阵128×128，扫描时间5min。

图1 波谱感兴趣区

图2 感兴趣区的波谱图

1.2.1.3 数据分析各代谢物的化学移位分别是：NAA：1.97，Cho：3.11，Cr：2.93。软件包自动测出每个代谢物的信率比（SMR）下面积（图2），测得NAA/Cr、Cho/Cr比值。1H-MRS由1位有经验的本院放射科医师进行，并经3位有经验的放射科医师读片确认。

1.2.2 MoCA量表包括视空间执行能力、命名、记忆、注意力、语言流畅、抽象思维、延迟思维、定向力等方面的评估，共30分。受试者教育年限小于或等于12年者，在测试结果上加1分，≥26分为正常，测评时间不超过10min，在发病1周内、3个月末、6个月末分别进行检测。根据VCI专家共识诊断标准[9]，在6个月末分为3组：3个时间点MoCA总分均＜26分患者为VCI组；3个时间点MoCA总分均≥26分患者为正常组；发病1周内或3个月末MoCA总分＜26分，在6个月末MoCA总分≥26分的患者为变化组。由1位经过培训的神经科医师进行认知功能损害的评定，并对患者进行ADL的评价，采用单盲方法评定，结果为VCI组13例，变化组14例，正常组11例。

1.2.3 ADL评分总分最低14分，为完全正常；＞16分有不同程度的功能下降，最高为56分。单项分1分为正常，2～4分为功能下降。凡有2项或2项以上≥3分，或总分≥22分，为功能有明显障碍。

1.3 统计学处理应用SPSS13.0统计软件。各组1HMRS值、MoCA值、ADL值采用Kolmogorov-Smirnov法进行正态性检验，数据均符合正态性分布，采用表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验，两组间比较采用独立样本t检验，并采用偏相关分析方法研究两变量之间的相关性。

2 结果

2.1 1周内各组1H-MRS、ADL评分的比较见表1。

由表1可见，1周内各组间1H-MRS的差异均无统计学意义。ADL评分VCI组与正常组的差异有统计学意义，而VCI组与变化组、变化组与正常组的差异无统计学意义。

2.2 3个月末各组1H-MRS、ADL评分的比较见表2。

由表2可见，3个月末VCI组与变化组NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr的差异均有统计学意义；VCI组与正常组Cho、Cho/Cr、NAA、NAA/Cr的差异均有统计学意义；但变化组与正常组差异无统计学意义。VCI组ADL评分与变化组、正常组差异有统计学意义，而变化组与正常组差异无统计学意义。

表1 1周内各组1H-MRS、ADL评分的比较

2.3 6个月未各组1H-MRS、ADL评分的比较见表3。

表2 3个月末各组1H-MRS、ADL评分的比较

表3 6个月末各组1H-MRS、ADL评分的比较

由表3可见，6个月末时VCI组与变化组、正常组NAA、NAA/Cr、Cho、Cho/Cr差异均有统计学意义；而变化组与正常组差异无统计学意义。VCI组与变化组、正常组ADL评分的差异有统计学意义；而变化组与正常组差异无统计学意义。

2.4 VCI组患者1周内、3个月末、6个月末左前额叶各代谢物与MoCA的相关性分析 1周内VCI组患者MoCA与左前额叶NAA、Cho、NAA/Cr、Cho/Cr无相关（r=-0.212、0.029、-0.350、0.031，均P＞0.05）。3个月末VCI组患者左前额叶Cho与MoCA呈负相关（r=-0.724，均P＜0.05），6个月末VCI组患者左前额叶Cho与MoCA呈负相关（r=-0.702，均P＜0.05）。

2.5 VCI组患者1周内、3个月末、6个月末左前额叶各代谢物与ADL的相关性分析 1周内VCI组患者ADL与左前额叶NAA、Cho、NAA/Cr、Cho/Cr无相关（r= 0.091、0.348、-0.269、0.057，均P＞0.05）。3个月末VCI组患者左前额叶NAA、NAA/Cr与ADL呈正相关（r= 0.756、0.683，均P＜0.05）。6个月末VCI组患者左前额叶NAA、NAA/Cr与ADL呈正相关（r=0.614、0.523，均P＜0.05）。

3 讨论

我国目前有700余万缺血性卒中患者，每年的新发病例为150万～200万[10]。VCI是指与血管性原因相关的认知障碍，是一个反应脑血管病对于认知损害效应的现代概念[11]，其范围包括早期认知下降到晚期的痴呆。对VCI的最早阶段通常称为非痴呆的血管性认知障碍（vascular cognitive impairment no dementia，VCIND）。有研究报道VCIND转化为痴呆的比例为40%[12]，也有学者发现多认知领域障碍VCI可能是一种可逆的病变[13]。由于脑梗死在急性期存在一系列“瀑布样”神经和血管损伤，像溶栓一样，对脑梗死后认知功能下降患者也可能存在治疗的时间窗[14]。有学者呼吁应将VCI的防治工作提前到卒中发生时,甚至卒中发生前,从而最大程度地降低认知功能损害[8]。因此，应尽早鉴别出不同的患者以便采用不同的治疗方法。

由于在诊断中，对认知障碍敏感性的判定意义远大于特异性，且靳慧等[15]、孙云闯等[7]、周华等[16]研究发现MoCA的敏感性显著高于简易精神状态量表（MMSE）。因此，本研究中采用中文版MoCA作为认知功能的测评量表，以25/26分作为分界值。前额叶富含与其他大脑皮质、边缘系统和皮质下区的传人和传出纤维，其功能的缺损被认为是精神异常的病理生理基础。既往研究证实半球前部-额叶白质损害对认知功能的影响最大[14]。Ross等[5]认为左侧半球与大多数神经心理测试更相关，因此本研究选择左前额叶白质为感兴趣区。

1H-MRS技术作为一种无创伤性检测活体器官内生化物质的检查方法已经受到研究者的重视且应用广泛[17]。目前在大多数1H-MRS的研究中主要检测NAA、Cho和Cr在局部脑组织中的浓度。NAA主要在神经元线粒体内合成，存在于神经元细胞及其轴突内，是神经元轴索密度和异型性的标志物，一般认为，灰质NAA水平反映了神经元缺失和代谢状态的改变，白质内NAA浓度减低反应轴索损伤[18]。而Cho的主要成分为游离胆碱、甘油磷酸胆碱及磷酸胆碱，主要反映脑内总胆碱量。胆碱与细胞膜磷脂的分解和合成有关，同时参与细胞膜和髓鞘的构成，并且是神经递质乙酰胆碱的前体。鞘磷脂分解或者细胞数目的增加可以引起Cho含量的增高。乙酰胆碱为重要的神经递质，是情绪紊乱的病理生理基础，影响记忆、认知和精神状态。Cr为脑能量代谢的标记物，在不同年龄和疾病中相对恒定[19]，因此临床上常被用于波谱学中的内参照物质。

本研究结果显示，随着时间的推移，脑梗死患者各波谱值出现变化，Cho、Cho/Cr变化更明显。1H-MRS 1周内无差异，3个月时VCI组与变化组各1H-MRS的差异均有统计学意义（均P＜0.05），VCI组与正常组Cho、Cho/Cr、NAA、NAA/Cr差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05）；6个月时VCI组与正常组、变化组Cho、Cho/Cr、NAA、NAA/Cr差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05），可能是因Cho能反映总胆碱含量，而胆碱富含于神经胶质细胞中，当神经胶质细胞增生及脱髓鞘改变时可见增高。NAA不仅仅反应神经元的活动，同时也反应髓鞘的合成或维持。NAA数值的降低提示神经元活动的下降或神经脱髓鞘或两者皆有[4]。脑血管病变伴随的能量代谢障碍导致Cr降低，但NAA下降更多。因为Cr降低,也使Cho/Cr升高，而早期轻、中度脑白质病变可能不会影响NAA、Cho的变化。能量代谢标记物NAA的下降及Cho的升高可以较早的提示前额叶皮质环路的破坏，此环路对认知功能是重要的，而中风患者有可能影响此环路[4]。Ross等[5]、Herminghaus等[20]研究结果提示额叶白质的波谱值与认知功能相关，而本研究结果则说明早期左前额叶白质波谱的变化对VCI患者的转归有提示意义。ADL评分在1周内、3个月末VCI组与正常组差异均有统计学意义（P＜0.01或0.05），3个月末VCI组与变化组差异有统计学意义（P＜0.05），6个月末VCI组与变化组、正常组差异均有统计学意义（均P＜0.01）。笔者推测ADL的下降使患者活动范围缩小，因为外界接触减少，接受的信息量下降，大脑运用减少，造成大脑废用性衰退，与认知障碍相关。廖小平等[21]也发现神经功能缺损减退严重者更易患认知功能损害。本研究中VCI患者3、6个月末左前额叶Cho与MoCA均呈负相关，可能是因3个月末额叶神经胶质细胞增生及脱髓鞘改变，Cho相应增高，影响患者的认知功能；而3、6个月末NAA、NAA/Cr与ADL均呈正相关，考虑白质内NAA浓度减低，反应了轴索损伤[18]，影响日常生活功能。综上所述，笔者认为首发脑梗死患者3个月时1H-MRS对VCI患者的转归有预测价值，对早期进行认知功能损害的干预有指导意义。

但本研究还存在不足：（1）MoCA＜26分作为认知损害的评判标准，对于我国脑梗死认知障碍患者这一截面是否适用尚无明确结论。（2）部分患者后期出现的情感障碍及依从性等因素可能对此研究有影响。（3）本研究的样本量较小，结果有待大样本研究证实。因此，本研究将进行如下研究：（1）扩大样本量，对这些患者进行随访，了解脑梗死后患者1H-MRS及认知功能动态变化过程及相关性。（2）进一步观察MoCA量表在筛查急性脑梗死后认知功能受损方面的灵敏度、特异性。（3）设立对照组，作为急性缺血性脑血管病患者脑梗死前认知状态的参照标准，从而真正进一步了解脑梗死前后患者的认知变化情况。

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Correlation of1H-MRS findings with cognition function in patients with first cerebral infarction

Objective To investigate the correlation of proton magnetic resonance spectroscopy(1H-MRS)findings in the left frontal white matter with cognition function and ability of daily life(ADL)in patients with first cerebral infarction. Methods Thirty eight patients with first cerebral infarction(onset within 7d)were enrolled in this study.1H-MRS in left frontal white matter was performed and N-acetyl aspartic acid(NAA),choline(Cho),creatinine(Cr)were documented;Montreal Cognitive Assessment(Mo-CA）and ADL assessment were conducted within the 1st week and repeated at 3 and 6 months after onset.MoCA results were classified as vascular cognitive impairment(VCI),normal cognition and changed cognition.The correlation of1H-MRS findings (Cho,Cho/Cr,NAA,NAA/Cr)with ADL,was analyzed in 3 groups at different time points. Results There were significant differences in1H-MRS findings between VCI and normal,changed cognition groups both at 3 months and 6 months after cerebral infarction(P＜0.01 or 0.05).There were significant differences in ADL scores between the VCI group and normal group both within 7d and at 3 months and 6 months after onset(P＜0.01 or 0.05);there was significant difference in ADL scores between the VCI group and changed group at 3 months and 6 months after onset(P＜0.05 or 0.01). Conclusion1H-MRS can demonstrate changes in the left frontal white matter and also predict the transition of VCI for patients with first cerebral infarction and vascular cognition impairment.

Cerebral infarction Vascular cognitive impairment Magnetic resonance spectroscopy Ability of daily life Montreal cognitive assessment