血管性认知障碍的影像学研究

赵维纳，韩璎

作者单位 1100053 北京首都医科大学宣武医院神经内科

2牡丹江医学院附属红旗医院神经内科

3北京脑重大疾病研究院阿尔茨海默病研究所

4北京市老年病医疗研究中心

5国家老年疾病临床医学研究中心

随着老龄化社会的到来，脑血管病的发病率日益增高，脑血管病伴发的认知障碍随之增多。脑血管病伴发的认知障碍首先由Bowler等[1]在1995年提出，称之为血管性认知障碍（vascular cognitive impairment，VCI）。VCI是指由于颅内血管本身的病变、心脏病变或颅外大血管病变引起的脑部血流异常及其危险因素导致的认知功能损害的综合征[2]。2011年《中国血管性认知障碍诊治指南》中指出，根据病程可以将VCI分为非痴呆性血管性认知障碍（vascular cognitive impairment with no dementia，VCIND）、血管性痴呆（vascular dementia，VaD）和混合性痴呆（mixed dementia，MD）[3]。由于VCI可以影响患者生活和工作的能力，给家庭和社会带来沉重的负担，因此对VCI的诊断尤为重要。

影像学技术的飞速发展，尤其是磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术的发展，提高了脑部疾病诊断的敏感性，为VCI的诊断及预测带来了曙光。本文回顾MRI在VCI诊疗中的研究进展。分析研究发现，引起VCI的最常见病因是脑小血管病。脑额叶、颞叶、顶叶、枕叶、海马等与记忆相关脑区出现结构萎缩时可以出现认知障碍的表现[4]。当皮质下白质出现病变时，如双侧基底节区、丘脑、角回、海马及左侧半球等结构损伤后也可导致VCI[5-6]。通过sMRI发现脑白质疏松症可表现为多个点状或融合性病变，当脑白质疏松症病变超过10 cm2或占白质体积的25%时会影响认知功能，导致VCI[7-8]。脑微出血引起的认知障碍占VCI的65%，通过常规MRI技术不能对脑微出血进行检测，但是随着磁敏感加权序列和磁共振梯度回波T2加权成像的应用，临床对于脑微出血的检出率显著增高[9-10]。sMRI可以显示卒中的部位、病灶的体积、脑白质病变的程度、海马体积等，为VCI的诊断提供证据[11]。

1 结构磁共振成像

脑结构磁共振成像（structure magnetic resonance imaging，sMRI）是诊断VCI的基础。sMRI对脑白质病变、脑萎缩、无症状性脑梗死、腔隙性脑梗死、脑微出血等脑小血管病有很好的识别性。许多以sMRI为基础的相关

2 高分辨磁共振成像

高分辨磁共振成像（high resolution magnetic resonance imaging，HR-MRI）可以显示脑萎缩的分布和程度，对脑小血管病变进行铁负荷评估及量化。神经退行性病变的研究显示额叶皮质微出血占主导地位，而HRMRI对额叶皮质微出血检测的可靠性为96%[12]。

与血管性痴呆、路易体痴呆、阿尔茨海默病相关的淀粉样血管病中，脑皮质梗死更为常见，其最主要的原因是动脉粥样硬化[13-14]。由于纤维层含铁血黄素沉积可以引起铁质沉积症，可转化为出血或梗死，这种改变与VCI的额颞叶及基底节的铁沉积改变有明显的关系[15]。目前HR-MRI可以解释部分与VCI相关的病理改变。

3 弥散张量成像

弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）可以测量水分子的扩散速度，检测水分子弥散的方向性；也可以推断组织的显微结构、白质纤维束的解剖和变化；能显示VCI看似正常的脑白质微观结构及沃勒变性的改变。DTI可为脑小血管病导致的VCI提供组织完整性定量标志[16]。通过DTI对高度联系和相互联系紧密的白质纤维进行研究显示，脑小血管病患者的脑白质结构网络密度、网络强度和效率较低，并更容易引起VCI。另外，基于DTI的研究显示，脑小血管病患者的额上回、楔前叶、丘脑和纹状体存在异常的网络结构改变，为其认知功能障碍改变提供了结构网络改变的依据[17]。扩散指数的分布是VCI有效的标志物，并且与VCI疾病的进展密切相关。通过DTI估计个别脑区或单束的白质改变，可以解释VCI患者认知功能障碍的小病灶和多发病灶的累积效应，对疾病进展和干预研究是有益的[18]。通过DTI进行全脑的纤维束成像可以构建脑白质结构网络，使用基于图论方法对拓扑度量进行量化，脑小血管病和脑淀粉样变性血管病可表现为与认知功能下降相关的低拓扑效率的改变[19]。DTI的平均各向异性分数和平均扩散率改变可以解释不同类型的血管病导致认知障碍的共同机制[19]。

4 磁共振波谱分析

磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy，MRS）可通过测定脑内化学信息反映组织或体液中相应代谢物的浓度，显示组织细胞的代谢状况，发现损伤的轴突，可对代谢产物进行定量分析。MRS研究显示，VCIND与遗忘型轻度认知障碍患者相比，双侧额叶和左侧枕叶下白质、右背侧丘脑出现N-乙酰天门冬氨酸/胆碱的浓度降低；左侧额叶皮质下白质胆碱水平升高[20]。另外，VCIND与多域轻度认知障碍的患者对比显示，额叶白质病变部位肌酸明显增高，相邻侧脑室白质的胆碱和肌酸明显增高[21]。MRS是研究VCI很有潜力的一种方法，可作为认知障碍鉴别的辅助方法。MRS在血管和痴呆方面的潜在临床应用价值正随着该领域的技术进步而增长。

5 功能磁共振成像

功能磁共振成像（function magnetic resonance imaging，fMRI）可用于脑皮质的激活功能定位，也可同时进行认知功能测试，识别特定任务和刺激激活的脑区。有研究对VCI患者进行了fMRI全脑区局部一致性分析（regional homogeneity，ReHo）与认知检查的分析，结果显示ReHo与蒙特利尔量表评分负相关，而且在左侧小脑脚更为明显；ReHo与斯特鲁普的成绩正相关，最明显的部位为扣带回的中间[22]。对脑默认网络进行血氧水平依赖（blood oxygen level-dependent，BOLD）分析显示，与正常对照组相比，VCI患者左侧前扣带回、右侧海马旁回BOLD信号显著降低，左侧尾状核、右侧额叶、颞上回、顶下小叶表现出BOLD信号较高[23]。对VCIND患者的低频振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）分析显示，与对照组相比，VCIND组内侧前额叶和额下回的皮层活动下降，ALFF对VCI的早期诊断具有重要价值[24]。fMRI可以为VCI的早期诊断提供影像学依据。

6 正电子发射断层扫描磁共振成像

正电子发射断层扫描（positron emission computed tomography，PET）磁共振成像是一种功能强大的分子成像工具，通过在典型脑区可视化脑功能来辅助临床诊断。目前针对PET-计算机断层扫描（computed tomography，CT）的相关研究较多，但针对PET-MRI的相关研究较少。通过18F-2-氟-2-脱氧葡萄糖（18F-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose，FDG）PET检测，发现VCI的患者可表现为额中回、基底节、小脑、颞顶叶皮层和脑干出现低代谢[25]。VaD患者主要在深部灰质核团、小脑、初级皮层、颞中回、前扣带回表现为低代谢分化[26]。通过对VaD进行11C匹兹堡复合物B（11C-Pittsburgh compound B，PiB）PET检查并随访3年发现，PiB-PET阳性患者更容易出现认知功能的快速下降[27]。PET通过功能成像显示，评估组织丢失的数量比单独评估形态学损伤的程度更重要。

综上所述，目前VCI的影像诊断方法并没有统一的标准，但是近年来影像学的高速发展，通过sMRI、HR-MRI、MRS、fMRI及PETMRI等技术，对复杂的脑结构及功能的进一步了解，可以对VCI的发病机制及病理改变深入认识，为VCI的早期诊断及鉴别诊断提供影像学依据。