语义性痴呆患者脑99mTc-SPECT影像学特征分析
2018-10-13李旭东焦劲松郑玉民贾树红
金 轶 ,周 知 ,李旭东 ,焦劲松 ,郑玉民 ,贾树红 ⋆
(1.中日友好医院 神经科;2.干部医疗科;3.核医学科,北京 100029)
语义性痴呆(semantic dementia,SD)为额颞叶变性 (frontotemporal lobar degeneration,FTLD)中一相对少见类型,也称为FLTD的颞叶变异型(temporal variant FTD,tvFTD)。 其主要临床表现为命名障碍及语义性知识的衰退,目前国内对该类疾病的报道较少。本研究对我院神经内科门诊收治的临床确诊为SD的患者进行头部99mTc-SPECT扫描,应用SPM软件对其进行分析,研究其脑血流灌注水平的改变特征,以提高对SD患者病理生理改变的认识。
1 对象和方法
1.1 研究对象
SD患者5例,均为我院神经内科记忆门诊患者,诊断符合2014年中国额颞叶变性专家共识[1]及2011年 Gorno-Tempini等[2]诊断标准,且无明显脑梗死、颅内占位、硬膜下积液等其他中枢神经系统疾病。另在我科门诊患者中抽取10例,其一般神经心理量表得分均在正常范围内,头部影像学检查未见有明显异常,且无严重躯体疾病史,作为正常对照。
1.2 研究方法
1.2.1 神经心理学检查
对所有患者进行下列神经心理学量表检查。(1)总体认知评价:简易精神状态检查(mini-mental state examination,MMSE)及蒙特利尔认知评估 量 表 (Montreal cognitive assessment,MoCA)。MMSE及MoCA分数均在0~30分之间,分数越低,认知能力越差。一般认为,中国人群初中以上文化程度者,MMSE评分应在26分以上[3]。本研究所纳入的正常对照者该项检查均为正常。(2)生活能力评价:日常生活能力量表 (activities of daily living, ADL),该量表评分在 20~80 分之间,分数越高,日常生活能力越差。(3)精神症状评价:神经精神问卷(neuropsychiatric,NPI),该量表评分在0~144分之间,评价12项痴呆患者中常见的的精神行为症状。分数越高,精神症状越重。(4)词语流畅性检查:要求受试者在1min内列举尽可能多的动物名词。(5)Boston命名量表:共30个线条图,每个图形记1分,评分在0~30分之间。
1.2.2 影像学检查
对所有入组对象行99mTc-SPECT脑血流灌注显像检查,检查前受检者口服高氯酸钾,静息状态下封闭视听30min,静脉注射显像剂99mTc-双半胱乙酯(99mTc-ECD)30mCi,20min 后进行图像采集,所用仪器型号为SIEMENS Symbia T2型双探头SPECT,每个探头每6度采集一桢,每桢采集时间25s。采集矩阵 128×128(每像素大小 3.90×3.90mm,层厚3.9mm)。SPECT数据采用有序子集最大拟然法(ordered subset expectation maximization,OSEM)方式重建及校正,获得脑部轴位、冠状位及矢状位图像。
1.2.3 SPECT图像处理及数据分析
所获得的99mTc-SPECT图像在SPM8软件(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) 中进行头动校正,标准化投射至MNI(Montreal neurological institute)标准SPECT脑模版上。
为提高信噪比,标准化的图像经过8mm的半高宽高斯核函数(8mm FWHM Gaussian kernel)平滑处理。为消除不同样本进行SPECT检查时整体脑血流的差异,总脑血流量以50ml(100ml/min)进行标定。处理完成后的图像在SPM8中应用双样本 t检验(P未纠正<0.01)来比较体素间的差异。 后续应用 xjView9(http://www.alivelearn.net/xjview/)图像工具包统计所有>100个体素的血流灌注减低区的相对位置、体素大小及涉及的脑区,并投射到标准脑模型上。
2 结果
2.1 临床特点
纳入研究的5例SD患者的一般情况及神经心理学量表结果如表1所示,其中男3例、女2例。受教育年限在12~16年之间(高中至大学文化水平),均为右利手。发病年龄在65~74岁。其中4例进行了MMSE、MoCA量表检测,另1例患者因激越情绪不能配合进行检查。进行测试的4例SD患者的MMSE及MoCA量表得分均较正常人低,提示不同程度的的认知功能下降。5例SD患者中4例完成了Boston命名测试及词语流畅性测试,其命名测试得分不佳,词语流畅性均有较明显下降。5例SD患者中4例有不同程度的NPI得分,提示有精神异常表现,主要异常行为包括淡漠、脱抑制等。NPI量表得分在0~63分。5例SD患者均有不同程度的日常生活能力降低,ADL得分为25~34分。
2.2 SPECT脑血流灌注显像SPM分析
SD患者及正常对照受试者的SPECT结果经上述分析,处理后结果如表2及图1(见封二)所示。表明本研究所纳入的5例SD患者与正常对照相比,在左侧颞下回及左侧丘脑附近区域2处解剖学位置有较为明显的血流灌注降低。
表1 患者的一般临床特征
表2 5例SD患者大脑主要血流灌注降低区分布
图1 5例SD患者与对照组脑SPECT图像SPM分析结果。A为差异有意义区在透明脑上的投影,B为有意义区在标准脑表面的投影,C为有意义区在标准脑轴位上投影。可见SD患者组与正常对照组相比,血流灌注显像有较明显降低的区域主要有2处,分别为左侧颞下回及左侧丘脑附近区域,其中较大区域为左侧颞下回周围区域。注:C图显示由于影像软件显示关系,显示左侧为实际左侧,显示右侧为实际右侧。
3 讨论
SD这一概念在1989年由Snowden等正式提出,经过多年的发展,目前公认为额颞叶变性的一个特殊亚型[4]。SD以语义知识(概念)的进行性丧失为最大特征,包括对词语含义的理解能力,客观目标的理解等。患者非语义方面的能力能相对保持,部分患者甚至能在较长时间内保持相对的日常生活能力。
研究表明,SD患者的脑结构改变主要集中于颞叶前部,尤其是左侧颞叶,且语义缺失的严重程度和其萎缩的程度相对应,其他的受累位置包括杏仁核,岛叶前部,额叶的一部分等[5]。随着疾病的进展,与同属于FTLD范畴的的其他亚型、如进行性非流利性失语(progressive nonfluent aphasia,PNFA)、行为变异型额颞叶痴呆(behavioral variant frontotemporal dementia,bvFTD)相比,其颞叶萎缩速度更快[6],且在疾病发展的后期,可能出现双侧颞叶的受累[5]。近年来运用弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)等多模态影像学技术对大脑纤维连接的研究表明,颞叶前区与颞顶叶、额叶区广泛连接,起到连接各结构的作用[7,8]。在该项研究中,SPM分析所发现的左侧颞叶血流灌注降低是与其可能出现的左侧颞叶体积萎缩这一结构上的改变相对应的。同时5位SD患者均为右利手,这也与我们通常关于语言优势区及语言功能的认识相符合,即大脑优势半球的病变更可能使患者出现语言方面的障碍[9]。
研究中我们发现,SD患者出现了左侧丘脑区域的血流灌注降低。按传统观念,FTLD是一个主要使大脑皮层受累的疾病,较早的功能影像研究也证实了FTLD患者主要出现皮层代谢水平的降低[10]。但进一步的研究表明,虽然其病理生理机制和意义尚未能完全阐明,主要使大脑皮层受累的神经退行性疾病同样也能出现深部灰质核团的体积下降和白质的损害,包括基底节的若干区域、丘脑等[4,11~13],并且有研究表明,bvFTD 的皮质下核团萎缩较AD更为明显[14]。不足的是,可能因SD是一个较少见的疾病,目前已有的研究普遍将SD归入FTLD进行分析,这不利于对每一个疾病亚型的理解和认识。我们研究中发现的这一结果,即在SD患者中观察到丘脑区域的血流灌注程度降低,表明SD单独作为FTLD的一个亚型,本身也有可能出现深部核团的功能改变。因为结构改变是功能改变的基础,所以在SD患者中也可能会出现丘脑等深部核团体积的降低等结构改变,这需要进一步的研究,如针对SD患者的高分辨率核磁共振检查等来阐明。
丘脑作为大脑功能连接中的一个重要部分,与额叶、边缘系统等结构有大量的联系。这些联系中,额叶-皮质下回路(frontal-subcortical circuit)中起源于背外侧前额叶皮层 (dorsolateral prefrontal cortex)、眶外侧皮层(lateral orbital cortex)和前扣带回皮层(anterior cingulate cortex)的3个通路均与丘脑有密切联系,他们对人的执行功能、人格等方面有重要的影响,这也是FLTD出现行为异常、人格改变等精神行为异常的重要生理基础。丘脑还参与了内侧颞叶-边缘系统通路(medial temporal-limbic circuit),该通路在记忆的储存上起重要作用[15,16]。如上所述,由于丘脑参与在多个涉及到记忆的通路中,故丘脑的损伤可能同时出现记忆储存和提取的障碍。这一记忆受损的特征在SD患者中已经得到证实[17],并且与AD患者有所区别[18]。我们的研究发现了SD患者出现了丘脑的血流灌注水平降低,这可能和SD患者的认知功能下降有一定关系。
在我们的研究中,首先限于SPECT成像分辨率和影像后处理技术限制的关系,我们还不能量化丘脑亚结构受累的程度,但大致主要受累的区域为丘脑后结节和腹后内侧核 (dorsomedial nucleus)区域。其中腹后内侧核在丘脑涉及的3个额叶-皮质下回路中均有参与。结合前述在bvFTD患者中观察到包括丘脑在内的深部核团萎缩,表明SD作为FTLD的一个亚型,其出现精神行为方面的异常可能与bvFTD有共同的病理生理基础。其次,由于SD为一个相对较少见的疾病,本研究的样本数量较少,不能得出更为有力的结论。在将来的研究中,如果能获取更多SD患者的更详尽的结构及功能影像学信息,如高分辨率核磁影像、18F-FDG PET显像等,可能有助于我们更好地理解这一疾病。