血管性认知功能障碍磁共振波谱成像研究

陆强彬，张慧萍，朱祖福，柏燕燕，杨江胜

·影像医学·

血管性认知功能障碍磁共振波谱成像研究

陆强彬，张慧萍，朱祖福，柏燕燕，杨江胜

目的：利用磁共振波谱(MRS)技术研究血管性认知功能障碍(VCI)患者颅内代谢物的变化特征。方法：对26例非痴呆型血管性认知障碍(VCIND)患者、20例血管性痴呆(VaD)患者及20名正常对照组，应用MRS测定3组间左侧扣带回后部、左侧背侧丘脑、左侧额叶白质区及左侧海马区的N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)值及NAA/Cr、Cho/Cr，比较3组间的差异。结果：与对照组比较，VCIND组左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr均减低(P<0.05～P<0.01)；VaD组左侧扣带回后部、左侧背侧丘脑和左侧海马NAA含量均较对照组减低(P<0.05～P<0.01)，左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr比值较对照组减低(P<0.01)；3 组不同部位Cho及Cho/Cr比值差异无统计学意义(P>0.05)。与VCIND组比较，VaD组左侧扣带回后部NAA/Cr，左侧海马NAA、NAA/Cr减低(P<0.05～P<0.01)。结论：VCIND与VaD患者颅内多个脑区代谢物存在差异，以NAA及NAA/Cr变化为主。

血管性认知功能障碍；血管性痴呆；磁共振波谱；代谢物

血管性认知功能障碍(VCI)是指由脑血管病引起的从轻度认知功能障碍到痴呆的一大类综合征。一般将VCI分为3型：非痴呆型血管性认知障碍(VCIND)；血管性痴呆(VaD)；混合性痴呆。VCIND是VCI的早期阶段，部分可进展为VaD。本研究通过对VCI患者进行磁共振波谱(MRS)研究，分析脑内物质代谢的变化，以期为VCI的早期诊断提供依据。

1 对象与方法

1.1 对象 (1)VCIND组：选择2013年12月至2014年12月符合标准的我院门诊或住院患者共26例。纳入标准：右利手，年龄50～75岁，符合美国国立神经疾病和卒中研究所-加拿大卒中网(NINDS-CSN)血管性认知障碍统一标准[1]中关于VCIND的诊断标准；(2)VaD组：选择同期我院门诊或住院的VaD患者20例，右利手，年龄50～75岁，符合NINDS-CSN血管性认知障碍统一标准中关于VaD的诊断标准；(3)对照组：选择健康志愿者20名。纳入标准：右利手，年龄50～75岁，无认知功能障碍主诉，简易智能评定量表(MMSE)≥27分，蒙特利尔认知评估量表(MoCA)≥26分，临床痴呆程度量表(CDR)=0分。神经系统检查无阳性体征。所有研究对象均排除严重躯体或精神疾病，或不能完成MRI者。3组受试者年龄、性别、受教育程度均具有可比性。本研究通过本院医学研究伦理委员会的批准，所有研究对象均签署知情同意书。

1.2 方法 采用Philips Achieva3.0T TX磁共振成像系统。由放射科专人作盲法检测，行常规头颅MRI扫描。并在轴位T2WI图像上行1H-MRS扫描定位。感兴趣区(ROI)选择左侧扣带回后部、左侧背侧丘脑、左侧额叶白质区及左侧海马，并避开病灶区。MRS采用激励回波探测法(STEAM)，单体束多次采集，根据ROI特点选择扫描层面，波谱检查ROI区脑组织，重复时间(TR )2 000 ms，回波时间(TE)9.4 ms，视野(FOV)240 mm×240 mm，体素大小为10 mm×10 mm×10 mm。机器自动匀场、水抑制及调谐，利用机器自带的软件自动完成基线校准、信号平均、代谢物识别并计算各代谢物波峰曲线下的面积，检测N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)、肌酸(Cr)值，并计算NAA/Cr、Cho/Cr。

1.3 统计学方法 采用方差分析和q检验。

2 结果

与对照组比较，VCIND组左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr均减低(P<0.05～P<0.01)；VaD组左侧扣带回后部、左侧背侧丘脑和左侧海马NAA含量均较对照组减低(P<0.05～P<0.01)，左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr比值较对照组减低(P<0.01)。3 组不同部位Cho及Cho/Cr比值差异无统计学意义(P>0.05)。与VCIND组比较，VaD组左侧扣带回后部NAA/Cr，左侧海马NAA、NAA/Cr减低(P<0.05～P<0.01)。

表1 3组ROI代谢物水平比较

q检验：与对照组比较*P<0.05，**P<0.01；与VCIND组比较△P<0.05

3 讨论

VCIND是处于认知功能正常和VaD之间的一个过渡阶段，谭诚等[2]通过1年的追踪研究显示，高达20%的VCIND患者可进展为VaD。因大部分脑血管危险因素是可控制的，故VCIND具有可逆转性，因此早期识别VCIND并进行积极有效的干预对于痴呆的防治具有重要的意义。一般认为，早在VCIND阶段，脑内就可出现明显的代谢水平变化。MRS是研究活体脑代谢的重要工具，故本研究采用MRS检测VCIND和VaD患者的脑内代谢状况，可为VCI的早期诊断提供依据。

MRS可通过小分子化合物受磁场作用产生的化学位移值来测定其浓度。MRS可以测定样本内含有1H、31P、13C、23Na等原子的化合物浓度，其中1H的磁敏感性及空间分辨率较好，最适合检查脑组织的代谢情况[3]。MRS技术的应用，使人们能较为方便地检测到脑组织内某种化合物的含量。

目前研究[4]表明对认知缺损有重要作用的部位为优势侧额颞叶、丘脑及边缘系统。因本研究纳入对象均为右利手，故本研究选择左侧扣带回后部、丘脑、左侧额叶白质区及左侧海马区为ROI。目前国内外用MRS研究多集中于对肿瘤、Alzheimer病等方面，对各种类型认知障碍的研究也有不少的报道。而对VCIND，尤其是对VCIND及VaD的对比研究非常少。本研究通过MRS对比研究VCIND及VaD患者，观察VCI不同时期脑内代谢物质的变化，为VCI的早期诊断提供实验室依据。由于Cr在脑代谢物中最为稳定，不同研究多采用Cr为内部基准值，本研究亦如此。

研究表明，Cho是脑内广泛分布的一种重要的神经递质，其参与记忆力、注意力以及认知等过程，并可参与细胞膜的构成及神经细胞髓鞘的形成，因此脑内Cho的升高提示可能有脑细胞的受损。WANG等[5]认为任何原因导致的痴呆都有可能引起中枢神经系统Cho功能障碍。而BELLA等[6]的研究则认为中枢胆碱能通路并不参与VCIND的过程，甚至在VaD中的改变也不确定。本研究未发现3组间Cho含量及Cho/Cr比值有差异，提示其在认知功能障碍变化中无显著改变，与BELLA等[6]的研究相似，但与谭子虎等[7]的研究结果有较大差异。

NAA是广泛分布于哺乳动物神经系统中的一种神经递质，且其仅存在于神经元和神经轴突中。在神经元活动水平较低时，NAA的释放量非常少或者不释放，而神经活动强烈时，NAA的释放量明显上升[8]。因此测定NAA含量可间接反映神经系统的活性。刘金欢等[9]对VCIND患者的研究表明，NAA含量能客观反映VCIND患者认知功能改变。本研究发现，与对照组比较，VCIND组左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr均减低(P<0.05～P<0.01)；VaD组左侧扣带回后部、左侧背侧丘脑和左侧海马NAA含量均较对照组减低(P<0.05～P<0.01)，左侧扣带回后部、左侧额叶白质区和左侧海马NAA/Cr比值较对照组减低(P<0.01)。本研究证实，NAA及NAA/Cr值能很好地反映神经元的受损情况，评估认知功能障碍的严重程度。

本研究表明,NAA、NAA/Cr，尤其是后者与认知障碍关系密切，且可于较早期出现改变，从而为VCI的早期诊断提供依据。而Cho、Cho/Cr比值并不能反映患者的认知功能状况。推测患者出现VCI时，主要出现神经元活动水平的改变，而并未出现明显的神经细胞细胞膜及髓鞘构成的改变。然后，本研究例数偏少，今后需要在增加样本数量的基础上作进一步探讨。

[1] HACHINSKI V,IADECOLA C,PETERSEN RC,etal.National Institute of Neurological Disorders and Stroke-Canadian Stroke Network vascular cognitive impairment harmonization standards[J].Stroke,2006,37(9):2220.

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[3] 傅常宇,刘耀华,杨宏宽,等.磁共振波谱技术在胶质瘤代谢研究中的应用进展[J].中华神经外科疾病研究杂志,2014,13(2):190.

[4] WU Y,WANG M,REN M,etal.The effects of educational background on Montreal Cognitive Assessment screening for vascular cognitive impairment,no dementia,caused by ischemic stroke[J].J Chin Neurosci,2013,20(10):1406.

[5] WANG J,ZHANG HY,TANG XC.Cholinergic deficiency involved in vascular dementia:possible mechanism and strategy of treatment[J].Acta Pharmacol Sin,2009,30(7):879.

[6] BELLA R,CANTONE M,LANZA G,etal.Cholinergic circuitry functioning in patients with vascular cognitive impairment--no dementia[J].Brain Stimul,2016,9(2):225.

[7] 谭子虎,兰汉超,杨琼,等.非痴呆型血管性认知功能障碍的磁共振波谱分析特点[J].临床神经病学杂志,2013,26(5):325.

[8] 张苏明,张励才.N-乙酰天冬氨酸谷氨酸肽酶抑制剂在神经损伤保护中的研究进展[J].中国药理学通报,2013,29(9):1200.

[9] 刘金欢,陈军,谭子虎,等.加减薯蓣丸对非痴呆型血管性认知障碍患者认知功能的1H-MRS初步分析[J].中华医学杂志,2014,39(2):3075.

(本文编辑 刘璐)

Study of the magnetic resonance spectroscopy in patients with vascular cognitive impairment

LU Qiang-bin,ZHANG Hui-ping,ZHU Zu-fu,BAI Yan-yan,YANG Jiang-sheng

(DepartmentofNeurology,ThePeople′sHospitalofJiangyin,JiangyinJiangsu214400,China)

Objective:To investigate the characteristics of brain metabolites in patients with vascular cognitive impairment(VCI) using magnetic resonance spectroscopy(MRS).Methods:Twenty-six patients with vascular cognitive impairment no dementia(VCIND group),20 patients with vascular dementia(VaD group) and 20 normal people(control group) were investigated.The levels of the N-acetyl aspartate(NAA),choline(Cho),creatine(Cr),and the metabolite ratios of NAA/Cr and Cho/Cr in left rear of the cingulate gyrus,left dorsal thalamus,left frontal white matter(FLWM) and left hippocampus in three groups were measured and compared.Results:Compared with the control group,the metabolite ratio of NAA/Cr in left rear of the cingulate gyrus,left frontal white matter and left hippocampus decreased in VCIND patients(P<0.05 toP<0.01),the level of NAA in left rear of the cingulate gyrus,left dorsal thalamus and left hippocampus decreased in VaD patients(P<0.05 toP<0.01),and the metabolite ratio of NAA/Cr in left rear of the cingulate gyrus,left frontal white matter and left hippocampus decreased in VaD group(P<0.01).The differences of the level of Cho and Cho/Cr in different areas between 3 groups were not statistically significant(P>0.05).Compared with the VCIND group,the metabolite ratio of NAA/Cr in left rear of the cingulate gyrus,the level of NAA and metabolite ratio of NAA/Cr in left hippocampus decreased in VaD group(P<0.05 toP<0.01).Conclusions:The metabolite differences in different brain regions exist in VCIND and VaD patients,especially for changes of the level of NAA and the ratio of NAA/Cr.

vascular cognitive impairment;vascular dementia;magnetic resonance spectroscopy;metabolite

2015-12-11

江苏省江阴市人民医院 神经内科，214400

陆强彬(1983-)，男，主治医师.

1000-2200(2016)12-1673-03

R 749.16

A

10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2016.12.043