血管性认知障碍及其功能影像学的研究进展

贺梦菲，尹昌浩，曹文慧，孙文强，赵维纳

作者单位 1157000 牡丹江牡丹江医学院

2牡丹江医学院附属红旗医院神经内科

血管性认知障碍（vascular cognitive impairment，VCI）是指脑血管病危险因素、明显或不明显的脑血管病引起的、从轻度认知障碍到痴呆的一大类综合征[1]。目前，随着人类寿命的延长，痴呆的发病率越来越高，预计2050年我国痴呆人口将达2800万[2]。VCI已成为痴呆的第二大常见原因，仅次于阿尔茨海默病[3]。由于VCI起病比较隐匿，其早期识别及准确诊断尚存在困难。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）具有无创性、高时间和空间分辨率等特点，可有效反映VCI患者脑组织形态学及功能学的变化信息。本文概述近年VCI领域的研究进展，旨在为其早期诊断及评估预后等方面提供影像学依据。

1 血管性认知障碍的分类及诊断标准

1.1 VCI的分类方式 根据病因、病理、临床症状、影像学特征等可进行不同分类。目前根据病因分类有：①危险因素相关性；②缺血性；③出血性；④其他脑血管病性；⑤脑血管病合并痴呆。根据程度分类有：①非痴呆性血管性认知障碍（vascular cognitive impairment with no dementia，VCIND）：患者基本的日常生活能力没有受损，未达到痴呆的诊断标准。②血管性痴呆（vascular dementia，VaD）：患者的认知功能障碍明显损害其日常生活能力、职业或社交能力，符合痴呆的诊断标准[4]。

1.2 诊断 VCI的诊断需具备3个核心要素：①认知损害：主诉或知情者报告患者有认知损害，且客观检查也有认知损害的证据，客观检查证实认知功能较以往减退。②血管因素：包括血管危险因素、卒中病史、神经系统局灶体征、影像学显示的脑血管病证据。③认知障碍与血管因素：认知障碍与血管因素有因果关系，并能除外其他导致认知障碍的原因[4]。对于认知障碍的诊断需要有患者主诉、知情者报告或者客观检查证实存在认知缺损[5]。VCI发病机制各异，表现多种多样，发病隐匿，尤其当同时合并其他早期神经变性疾病时诊断存在争议，因此特异性神经影像表现对于VCI的诊断十分重要。

2 磁共振成像的功能检查

利用VCI患者大脑病变时血流灌注、代谢等发生变化产生MRI上微小信号的改变，通过血氧水平依赖功能磁共振（blood oxygen level dependent functional magnetic resonance imaging，BLOD-fMRI）、磁共振波谱技术（magnetic resonance spectroscopy，MRS）、灌注加权成像技术（perfusion weighted imaging，PWI）等检查方法，明确脑部功能的相关变化。与其他检查方法相比，MRI具有较高的时间和空间分辨率，能无创性直观地反映相关皮层的功能变化[6]。

2.1 血氧水平依赖功能磁共振 BLOD-fMRI是根据大脑中不同功能活动区血流动力学变化以获得脑激活图像。激活区脑血流量增加超过耗氧量增加，从而导致激活区血氧浓度升高。氧合血红蛋白及脱氧血红蛋白不同引起相应区域的磁顺应性不同，从而被MRI的回波序列采集到，再利用相关的计算软件绘制出不同功能状态下的脑区图[7]。BOLD技术主要包括任务相关fMRI和静息态fMRI，静息态fMRI主要是指患者保持头部固定、清醒、闭眼并且不进行任何思维活动的检查[8]。Hai-Long Lin等[9]利用低频振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）方法对22例VCIND和23例对照组研究发现，VCIND组在双侧额下回和颞上回及左侧岛叶的ALFF较对照组高，而在舌回、小脑后叶、前扣带皮层、右楔叶和舌回、双侧后扣带皮层和前楔叶较对照组低。任务态fMRI是对进行某项任务刺激时的患者进行扫描，该患者完成任务时相应脑组织区发生血流信号变化。Alexander Schaefer等[10]应用任务态fMRI发现皮质下缺血性认知障碍患者大脑激活区的减弱和增强与脑白质损害有关。Vijay K.Venkatraman等[11]报道，脑白质损伤的患者在进行精神心理活动时运动区和运动前区活动减弱。此外，默认网络系统是指在静息状态下时，中枢神经系统处于激活状态，在执行目标任务时活动减弱的部分脑区，这些脑区主要包括：后扣带回，额叶内侧面，颞前叶，顶叶，双侧角回，颞叶外侧，海马，顶下小叶等[12]。马思懿等[13]研究在静息状态下，VCIND患者的大脑默认模式网络存在异常，并存在以执行功能障碍为主的多个领域的认知功能损害，其认知功能障碍可能与额叶-皮质下环路受损有关。

2.2 磁共振波谱技术 MRS技术是唯一无损伤测定活体内某一特定组织区域化学成分的技术，利用了MRI中的化学移位现象测定分子的空间构型和组成。目前常用的核素有1H、13C、19F、23Na、31P。Sebastian Herminghaus等[14]研究发现VaD患者N-乙酰天门冬氨酸（N-acetyaspartate，NAA）/肌酸（creatine，Cr）和磷酸肌酸（creatine phosphocreatine，CP）比值下降，肌醇（myoinositol，MI）/Cr比值升高，并且此改变广泛存在于VaD患者的全脑。Ulrich Pilatus等[15]发现NAA和Cr的浓度下降可以预测认知障碍患者认知功能的进行性下降。Xiaoqun Zhu等[16]研究发现遗忘型轻度认知障碍（amnestic mild cognitive impairment，aMCI）海马区的NAA/Cr比值下降，血管性轻度认知障碍却表现为前额叶的NAA/Cr比值下降。aMCI患者海马区的NAA/Cr比值与近期记忆存在正相关关系，而VCI患者前额叶的NAA/Cr比值与非记忆认知功能存在正相关。有研究者对25例aMCI患者、28例VCIND患者和32例正常对照进行研究发现，aMCI患者相比对照组或VCIND患者，其双侧后扣带回及枕叶NAA/MI值下降，而VCIND患者相较于对照组或aMCI患者在双侧额叶白质和左枕叶白质以及右背侧丘脑显示较低的NAA/胆碱（choline，Cho）比值。与对照组相比，aMCI患者在双侧后扣带回、左侧楔前叶及右背侧丘脑表现出较低的NAA和NAA/Cr比值，而VCIND患者在双侧丘脑及额叶白质表现出较低的NAA/Cr比值。此外，还观察到aMCI患者右后扣带回的MI增加，VCIND患者左额叶白质的Cho增加，这对临床上诊断这两种疾病提供了鉴别方向[17]。李新文等[18]通过MRS技术对30例卒中VCIND和30例卒中后认知功能正常组以及30例健康对照组研究发现，VCIND组双侧NAA/Cr值低于认知功能正常组和健康对照组，认知功能正常组低于健康对照组；VCIND组、认知功能正常组右侧Cho/Cr值高于健康对照组；VCIND组左侧Cho/Cr值高于认知功能正常组和健康对照组，认知功能正常组高于健康对照组；神经心理相关量表与双侧NAA/Cr呈正相关，与左侧Cho/Cr呈负相关。

MRS能早期、便捷、全面、客观地评定血管性认知障碍，并为VCI的早期诊断及分型提供客观依据，与神经心理相关量表相结合能够更全面、客观地评价认知功能障碍。

2.3 灌注加权成像技术 PWI技术是借助一定方法标记血液，采用快速成像方法获得图像的一种成像技术，对组织微循环的灌注十分敏感，可以反映缺血脑组织的微循环灌注状态。包括动态磁敏感对比增强（dynamic susceptibility contrast，DSC）和动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）[19]。主要的灌注参数有脑血流量（cerebral blood flow，CBF）、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、平均通过时间（mean transit time，MTT）和达峰时间（time to peak，TTP）。DSC主要是利用对比剂示踪技术获得灌注图像，可反映组织微血管的血流动力学情况。ASL主要是激发血管内水分子作为内源性对比剂测量局部血流量，其完全无创，可以更精确评估脑血流，一般多用于脑梗死患者血流灌注状态的检查。Yawen Sun等[20]对53例有认知障碍和无认知障碍的皮质下缺血性血管疾病患者行ASL研究发现，与对照组相比，皮质下血管认知障碍组脑血流量弥漫性减少，左侧海马、左侧颞上极回、右额上眶叶、右内侧额叶眶叶、右颞中叶、左丘脑和右脑岛与局部CBF值呈显著正相关。颞叶、海马和额叶、丘脑、岛叶的灌注不足与认知功能损害的程度相关。脑血流与认知的相关关系表明这一功能标志物可早期检测及鉴别VCI。Yong-Zhe Gao等[21]对通过ASL比较阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）和VaD组吸入二氧化碳的脑血管反应时发现，AD组双侧颞叶及额叶局部CBF显著降低，VaD组颞叶及左侧额叶局部CBF较低。这可能成为AD与VaD的鉴别诊断之一。

目前，MR-PWI研究较多应用于AD的研究，而关于VCI的较少，但PWI作为无创性检测组织微循环血流量的敏感手段，有必要得到进一步研究。

VCI的功能影像学主要从大脑白质及皮质代谢、扩散、灌注变化等方面研究VCI引起大脑功能变化及其与认知之间的关系。VCI起病隐匿，其早期识别及准确诊断尚存在一定困难，因此将功能磁共振、结构磁共振及神经心理量表评测有机结合将为今后研究VCI提供更广阔的思路。