非痴呆型血管性认知障碍结构磁共振成像的研究进展

谭 琳,刘 平,谭 惠,李思扬,赵维纳,2

(1.牡丹江医学院附属红旗医院神经内科；2.黑龙江省缺血性脑卒中防治重点实验室,黑龙江 牡丹江 157011)

血管性认知障碍(vascular cognitive impairment,VCI)目前作为继阿尔茨海默病之后的全球第二大认知障碍类型,也是导致痴呆的第二大常见原因,主要是指由于脑血管及其危险因素导致的由轻到重的认知损害症状的一系列综合征。非痴呆型血管性认知障碍(vascular cognitiveimpairment-no dementia,VCIND))作为VCI最温和的阶段,也是老年人中最常见的VCI形式,在65岁以上的人群中,有2.4%被诊断出VCIND,并与死亡率增加的风险相关[1]。故对VCIND进行早期有效防治是十分有必要的。神经影像学将为提高特定认知障碍的诊断准确性提供强有力的支持。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)作为一种多参数选择、高时空间分辨率、非侵入性的评估手段在VCI的早期诊断中备受关注。而结构磁共振成像(structural MRI,sMRI)作为MRI的一种类型,可以高精度测量大脑皮层的厚度、密度、容积等形态学结构改变来定量识别病灶。故就近年来VCIND的sMRI研究进展进行综述。

1 血管性认知障碍的概况

血管性认知障碍(VCI)是一组具有共同血管病因的异质性认知障碍,包括与脑小血管病(cerebral small vessel disease,cSVD)相关的所有认知障碍。其主要发病人群为中老年人,病程中出现的体征或症状取决于脑血管病理的类型、范围和部位。其血管相关危险因素主要有糖尿病、高血压、高脂血症等。VCI根据认知损害的不同程度可分为VCIND、VaD和混合型痴呆(mixed dementia,MD)。其中VCIND是脑血管损伤所导致的一种病情较为隐匿且还未达到血管性痴呆诊断标准的早期轻度认知功能障碍。有研究显示血管危险因素对VCIND的发病具有直接促成作用,在对大量小血管病损害后引起的VCIND患者的认知评估后发现执行功能和注意力障碍是其主要特征,而记忆功能或再认功能相对损害较轻或保留[2]。许多VCIND随着病情的进展可发展成为VD,且目前VD尚无理想的治疗措施,而VCIND作为VCI的早期阶段可能是可预防和治疗的,因此,积极开展对VCIND的研究,对于已发生轻度认知功能减退患者进行早期防治、改善症状、并延缓其病情的发展十分重要。

2 结构磁共振的特点

脑结构磁共振成像(structure magnetic resonance imaging,sMRI)是诊断VCI的基础,sMRI包括T1 WI、T2 WI、T2 Flair等参数序列,通过各参数序列来整体评估脑组织的解剖结构并识别除炎症、肿瘤等非血管性因素导致的病灶。sMRI主要是对局部脑结构和全脑的体积进行研究,研究方法主要包括基于体素的形态测量、皮层厚度分析等。可通过显示卒中的部位、脑白质病变的程度、病灶的体积等方式为VCI的诊断提供证据。导致VCI的主要原因是cSVD,cSVD的神经影像学特征包括白质高信号(whitematterhyperintensity,WMH)、腔隙性脑梗死(lacunar infarction,LI)、血管周围间隙扩大(enlarged perivascular spaces,EPVS)、脑微出血(cerebral microbleeds,CMBs)和脑萎缩等,这些都与认知表现有关。由于VCIND患者的影像学特征性改变尚未明确,故就cSVD的神经影像学特征方面来探究VCIND患者的影像学进展。

2.1 脑白质病变脑白质病变(WMLs)以脑白质缺血的退行性改变为特点,由于脑白质特别容易受到脑血管病变的影响,因此常见于血管性认知障碍。可通过成像技术来证明WMLs与注意力、记忆力、执行功能和信息处理速度障碍等认知障碍有关。WMLs在sMRI可表现为多个点状或融合性病变,在T1 加权像表现为等信号或者比脑脊液信号高的低信号,T2 加权像和Flair像表现为脑白质区高信号。Tuladhar等研究认为WML引起认知功能下降的机制为WML导致远隔脑区皮质变薄,进而加剧认知功能下降[3]。Wang等人对23例WML-VaD患者、22例WML-VCIND患者和23例健康对照组进行了白质(WM)变化的检测,研究显示,WHL患者中可以通过sMRI研究尾状核和额叶等脑组织可以预测与认知功能相关的脑结构改变[4]。Benedictus 等研究中发现有16%的认知障碍患者进展为VCIND或者VD,并认为WML与认知障碍水平直接相关,是认知功能减退的预测因子[5]。另外,有纵向临床研究认为,cSVD的白质高信号病灶可以缩小或消失,并考虑间质液改变可能是造成WMH可逆性的原因之一,这也许能为WMH的治疗提供潜在的干预靶点[6]。尽管如此,但是在脑白质病灶缩小或消失后是否对认知功能产生积极的影响还不确定。在MRI成像中,很多学者根据WML的位置和严重程度提出了不同的评估方法,但仍然需要大量研究去证实WML的部位及程度与认知障碍之间的关系。

2.2 血管周围间隙MRI可见血管周围间隙增大(EPVS)是cSVD和VaD的特征之一。血管周围间隙通常是通过计算中脑、海马、基底神经节和半卵圆中心的数量来测量的,但是最近已经尝试使用半定量评估来自动化这一过程。有研究表明,特别是在≤80岁的人群中,基底节区血管周围间隙扩大与认知功能关系密切,并可以反映认知障碍的严重程度[7]。PVS随着白质高信号病灶、微出血和脑淀粉样血管病、卒中的增加而更明显,并可预测白质高信号病变的发展、与血脑屏障功能障碍和颅内/外血管动脉硬化的增加有关,这些结果表明,PVS是血管功能障碍导致脑损伤的几种病理过程的重要标志[6]。EPVS与cSVD的其他特征的联系也意味着PVS的测量仍然很重要,并可预测认知功能下降。也有研究表明,直径>3 mm的L-PVS(large perivascular spaces)与老年人血管相关认知障碍的发病机制有关,L-PVS的处理速度下降幅度更大,发生VaD的可能性增加,并认为L-PVS是SVD进展和VaD的危险因素[8]。该研究还强化了L-PVS作为SVD的MRI标记的观点,并提示L-PVS可能成为SVDs和血管相关认知障碍治疗和预防策略的潜在靶点[9]。故早期在MRI上发现EPVS可能对延缓VCIND到VaD的进展起到重要作用。

2.3 腔隙性脑梗死腔隙性脑梗死(LI)与VCIND的发展有关,若未能及时诊断并治疗,有进展为VaD的可能,所以提高LI伴发VCIND患者的确诊率,并及时给予有效的预防及治疗措施,对患者的预后和其生活质量有很大改善。有研究认为白质高强度的边缘是腔隙的易发部位,并提示这些病变在穿支血管的解剖学过程中,通常发生在先前存在的白质高强度的近端[10]。这表明了腔隙和白质高强度的机制是密切相关的。有研究表明,总体和区域腔隙量可预测脑小血管病患者在处理速度、执行功能和VADAS的整体表现较差,处理速度的下降幅度较大,且腔隙体积可独立预测其执行功能[11]。LI后VCIND患者的认知功能在视空间、命名、抽象、注意力、定向力、延迟回忆和执行功能方面存在损害。在一项研究中表明,LI决定了SVD患者的纵向认知损害,所有提示腔隙数目的MRI参数在VCI患者中均较高,且认为MRI上的总LI数量是VCI的独立预测因素[12]。由于在MRI上腔隙和血管周围间隙易混淆,故有研究在仔细区分腔隙和血管周围间隙的基础上得出结论,认为腔隙是预测未来认知能力下降的重要指标[13]。故在临床上腔隙的早期发现对延缓VCIND的发展也是十分重要的。

2.4 脑微出血脑微出血(CMBs)是脑小血管病的重要影像学特征之一,在认知障碍中具有重要意义,引起的认知障碍占VCI的65%。CMBs与认知功能障碍的关系与其数量和发生部位有关,CMBs损伤数目越多,认知功能障碍越严重,在大脑深部区域、脑叶区域、基底神经节和丘脑中的CMBs与认知能力下降呈显著相关[14]。脑微出血患者的认知能力下降和痴呆的风险增加,且脑叶CMBs可能在认知障碍和痴呆的病理生理学中更重要[15]。位于颞叶的CMBs可与记忆和注意力损伤相关,而额叶CMBs会导致记忆、概念转移、精神运动速度和注意力损伤,且该研究认为CMBs与独立于WML和LI的认知功能相关[16],这提示它们对认知功能有直接影响,而不是简单地反映SVD的其他标志物的存在,因此,我们发现非痴呆的老年患者中,与并存的WML和LI无关的CMBs的存在和数量与认知能力是相关的。这些结果可能有助于我们理解血管疾病在认知能力下降中的作用。另外,有研究发现[17],在WMH严重程度和LI数量相似的患者中,额皮质下回路CMBs的存在和CMBs的严重程度可以预测痴呆的转变。额皮质下回路中的CMBs显著增加了cSVD-VCIND患者发生痴呆转化的风险。可见,定期评估和早期治疗CMBs可降低cSVD患者的痴呆风险和改善临床结果。CMBs是否能预示未来认知能力的下降和痴呆的发展,以及这些CMBs的位置是否在这种关系中起作用还需要进一步的探究。

2.5 脑萎缩通过结构磁共振的方法可以研究脑萎缩的严重程度。有研究表明,在缺血性SVD中,颞叶内侧萎缩、皮层下和皮层萎缩可分别独立地预测认知能力的急剧下降[18]。颞叶内侧萎缩对认知的个体贡献最大,它可独立预测包括整体认知功能、心理运动速度、执行功能和记忆在内的广泛认知领域的基线表现和纵向下降。而在有血管病变的受试者中,颞叶内侧萎缩与记忆障碍密切相关,与其他领域的缺陷也有关,如思维速度和执行功能。皮层下萎缩则显著预测了所有认知指标的变化,而皮层萎缩只与精神运动速度的下降有关,且该研究还认为萎缩量与WML的协同作用加速了认知功能的下降。在一项研究中表明,有VCIND的CSVD患者脑灰质体积,特别是额叶皮层、双侧胼胝体沟和梭状回的体积要比无VCIND的CSVD患者低的多[19]。故认为皮质萎缩与中重度WML或LI患者的认知功能损害相关,提示脑皮质萎缩可能继发于cSVD引起的血管性认知障碍的白质损伤。但是引起脑萎缩的因素除年龄外还有中枢神经系统疾病导致的病理性脑萎缩,所以在年龄较大的患者中,单纯脑萎缩对于cSVD的提示作用有限。

3 结语

在对血管病继发痴呆高危个体进行病例筛选之前,VCIND作为临床前状态在临床和基于人群的研究中都具有较高的痴呆风险,VCIND的概念需要以证据为基础的共识标准和验证。2016年北京宣武医院首次提出评估VCIND患者的认知训练效果,包括神经心理测试、神经可塑性分析、脑血管危险因素和载脂蛋白E基因分型等来对受试者进行多层次的综合评估以识别VCIND认知训练影响的可能生物标志物[20]。关于VCIND许多问题仍然悬而未决,特别是关于确定VCIND的状态开始和结束的标志。而作为提供认知障碍患者影像学依据最佳手段的MRI,在预测和诊断VCIND上就起着尤为重要的角色,对于痴呆风险增加的人群,要及早发现,对于预防老年痴呆和其他与记忆有关的问题的干预措施的实施也至关重要。