磁共振标准化测量在老年性认知障碍影像解剖学研究中的价值

徐传娜 王铁军 陈新 冯加纯 冯妍

(吉林大学第一医院 1放射科，吉林 长春 130021；2骨科；3神经内科)

就目前老年人认知障碍来说，现阶段正面临两大难题：第一对于老年性认知障碍发病机制研究仍不完全，缺乏统一的国际认可标准；第二不能彻底治愈，只能延缓发病，同时致残率较高，给社会带来沉重的负担。老年性认知障碍包括了很多种类，如血管性痴呆、轻度认知障碍(MCI)和老年痴呆等，阿尔茨海默病(AD)俗称为老年性痴呆，起病隐匿，它是一种神经退行性疾病，临床上为以早期记忆障碍，中后期以失语、失用及失认等异常为主要表现，而后逐渐发展、恶化〔1〕，Iqbal等〔2〕提出了有关于AD病理过程假说，他们认为AD特征性的脑萎缩位置，是从内嗅皮层开始，然后逐渐向周围蔓延至海马、颞叶后侧，大脑其他脑叶也可能同时发生不同程度的萎缩，这一假说，在很多后续的研究中被证实。现近研究证明海马在记忆功能方面起着重要作用，海马受损的患者表现出陈述功能和语义记忆障碍。海马变性是AD患者最明显的特征，它导致认知功能恶化、嗅觉障碍和情绪缺陷的症状，海马体在认知功能中具有关键作用〔3〕，AD患者临床表现出记忆功能的障碍，就可能与海马的萎缩、体积减小有关。以往对于AD患者的海马体积的相关研究较多，但是传统的海马体积测量比较繁琐，而且不能够排除老年性脑萎缩的影响因素。本研究对海马及周围结构进行标准化的线性测量及海马体积标准化测量，旨在寻找可以简便、易行反映老年性认知障碍脑结构特征的影像诊断依据，为临床的精确诊断提供有力的证据。

1 资料与方法

1.1临床资料 选取吉林大学第一医院2016年1月至2017年1月，神经内科经临床诊断标准及认知评估量表确诊的12例MCI患者(男4例，女8例，年龄39～77岁，平均51岁)、18例AD患者(男6例，女12例，年龄50～79岁，平均61岁)及20例健康志愿者(对照组，男8例，女12例，年龄50～70岁，平均61岁)共50人筛选入组，排除以下等因素：影响神经系统的内科疾病(如甲状腺疾病、糖尿病等)、精神类疾病(如精神分裂等)，脑血管意外、脑部外伤史、颅内良恶性疾病(如脑膜瘤)，不能配合临床其他检查的、具有磁共振检查禁忌的。

1.2检查方法 MCI患者、AD患者和健康志愿者共50例，依次进行德国西门子Trio-Tim 3.0T 头部MRI常规扫描(包括T1WI、T2WI及DARK-FLUID序列)及1 mm冠状位薄层扫描，采用标准头线圈，限制头部运动，轴位扫描采用眦耳线，对全脑进行无间隔扫描。扫描参数：T1WI( TR 2 000 ms，TE 20 ms)、T2WI(TR 3 000 ms，TE 80 ms)、FOV=220 mm×220 mm，采集矩阵为256×512。头部扫描完成后，利用西门子工作站完成后处理及测量工作。

1.3测量方法 标准化线性测量：老年性脑萎缩测量指标〔4〕中，针对海马及周围结构相关的指标进行标准化测量：哈氏值 (HI)：双侧脑室前角间最大与最小距离之和；前角指数(FHI)：颅脑最大横内径与侧脑室前角间最大距离之商；三脑室宽度(TVW)：三脑室的最大横径；脑室指数(VI)：双侧侧脑室脉络丛球间距离与脑室前角间最大距离之商；皮层脑沟宽度(CSW)：测量皮层脑沟的宽度值，其为脑CT图像上的最上三个层面测量脑沟宽度的平均值；海马横径及高径：冠状位最大颅脑层面海马最大横径及高径；外侧裂宽度(LFW)：测量岛叶外缘到一侧颞叶的最大距离。

海马体积标准化测量方法：选择两位临床经验丰富的专门从事神经影像的高年资医师对磁共振薄层扫描图像手工测量三组值：分别是左侧海马体积(LHPV)和右侧海马体积(RHPV)和颅脑容积(ICV)。用头、体、尾三部分来界定海马的边界〔5～7〕，逐层测量图像层面的海马体积，乘以磁共振(MR)扫描厚度，最后计算出个体的海马体积。因海马的体积具有一定的个体差异性，所以需要消除这种差异性以提高研究准确度。每个人的海马与颅脑相对的体积关系是比较恒定的，因此将颅脑假想成一个椭球形，颅脑容积的测定就是在T1WI薄扫序列测量此椭球形的最大左右径、前后径及高径，利用测量的数据用公式计算出相应的颅腔容积。这种方法称为海马的标准化〔8〕。(海马体积/颅脑容积)×1 000。

1.4统计学方法 采用SPSS20.0统计软件进行方差分析及t检验。

2 结 果

2.1各组间线性测量指标比较 三组受试对象的HI，FHI，TVW，LFW等线性指标组间差异均有统计学意义(P<0.05)，包括对照组和MCI组之间、对照组和MCI组之间、AD组和AD组之间差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

2.2各组间海马体积比较 海马体积、颅脑容积及标准化后海马体积；MCI组及AD组差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1 各组间线性测量指标比较

与对照组比较：1)P<0.05；与MCI组比较：2)P<0.05，下表同

表2 各组间海马体积比较

3 讨 论

老年性痴呆是一种常见的老年性的进行性神经系统疾病，其病因复杂，发病机制不明确，又因为其病程不可逆，治疗效果有限，该病患者的生存质量很差，给家人带来繁重的负担。只能提前预防、早期发现、早期控制及延缓病情进展，一些对症辅助治疗。随着对该疾病的深入研究，本研究发现老年性痴呆患者有着不一样的影像解剖学的特点，可能有着自己的发病机制，如果能明确其病因及发病机制，治愈就成为一种可能。正常人随着年龄的增长，逐渐会出现脑萎缩，全脑的萎缩，且萎缩程度会逐渐加深，而AD患者的症状也会随着年龄增长而加重，但AD患者的脑萎缩是以额叶、顶叶、颞叶为主，所以说各种用来衡量健康老年人颅脑变化的指标可能并不能完全适用于AD患者，因此给AD的诊断带来很大的难度。研究发现在健康老年人与AD患者中，关于海马沟回间距、脉络丛宽度、颞角宽度等线性指标的测量结果存在统计学差异性〔9〕。而且研究还发现年龄是主导脑室、脑沟发生变化的主要因素，年龄与颅脑各项指标的变化有着很高的相关性，与其本身的精神状态无关〔10〕。本研究发现大脑皮质的萎缩、脑室系统及脑沟、脑裂的扩张与AD患者在病理解剖学上的改变具有高度一致性，MCI患者及AD患者的大脑均出现了进行性的脑萎缩，AD患者脑萎缩是在正常老年人生理性萎缩的基础上，大脑皮质进一步发展，出现了病理性改变，进而导致患者出现一系列临床症状。

AD通常以记忆减退、记忆障碍及认知障碍为首发的临床表现，而现今研究证明海马在大脑进行记忆信息处理工作中起着重要且独特的作用，因此主流观点认为AD的发生与海马的改变是十分相关的。有病理解剖学研究证明AD患者同时具有显著的海马体积的减小〔11〕，Laakso等〔12〕通过MRI检查证明AD患者的海马结构及基底节区的部分区域都出现了不同程度的萎缩。本研究也证实了这一结论，可以将海马体积的改变作为一种AD临床诊断的早期指标，也可以用作AD与MCI患者之间一种鉴别标准。海马体积与年龄、性别及侧别的关系，众说纷纭，不同的学者持有不同的观点，本研究与相当一部分学者的观点相同，认为正常人的海马体积自出生后逐渐增大，成年之后海马体积不会再发生明显的改变。AD患者海马体积的减小与年龄这一因素的相关性不大，目前来看发生这种情况的原因可能是与AD患者除一小部分是由于家族因素而较早发病外，绝大多数患病人群为老年人。可能由于生理或是其他病理因素，海马体积有一定程度萎缩，因此给AD和老年性脑萎缩的鉴别诊断带来困难性。在年龄小于50岁的阶段，AD患者同年龄段的正常人相比较而言，海马体积的减小是非常显著的。海马体积的差异除年龄因素之外，是否同时也与性别存在相关性，个别有关文献〔13〕认为不同性别的海马的标准化体积差异没有统计学差异，而海马体积的差异可能是由于不同性别颅脑容积的差别所引起的，也有学者对此并不认同。

本研究认为三组受试者标准化后的海马体积的性别差异无统计学意义。有部分学者对在以往的研究中所提出的右侧海马体积大于左侧〔14，15〕的理论表示反对，他们认为标准化的海马体积不存在性别、侧别差异。本研究显示，MCI，AD受试者的标准化左右两侧海马体积差异存在统计学意义，此差异可以支持AD的诊断，这对于早期AD的诊断具有一定的临床意义。

随着时代发展，医疗技术不断进步，影像学检查手段广泛的应用使得临床疾病诊断不断精准。老年性认知障碍患者中其海马的改变具有特殊意义，如何区分患者海马体积的变化是由于年龄增加、脑组织脑萎缩所致的正常退变，还是AD所特有的改变，我们可以应用线性指标与海马体积的标准化测量来减少年龄及退变等因素导致的差异，这对于临床诊断的精确度的提高起到很大作用，给临床工作带来便利。尽管线性指标的测量可能存在非特异性的问题，但它简便、易行，可联合海马标准化体积测量来增加说服力。老年性痴呆神经诊断任重而道远，我们希望通过新的影像检查手段，并且不断加大样本量，可以逐步建立并完善AD与MCI神经影像解剖学标准化测量的诊断标准。