磁共振弥散张量成像在鉴别阿尔茨海默病与轻度认知障碍患者的脑白质损伤中的应用研究

冯天保 陈真

(1.延安大学附属医院心脑血管医院放射科,陕西 延安716000;2.陕西省延安市延安市人民医院放射科,陕西 延安716000)

阿尔茨海默病(AD)和轻度认知障碍(MCI)患者的临床表现和神经系统损伤有很多相似之处,因此鉴别二者的诊断十分困难。神经影像学技术是目前诊断这些疾病最常用的方法之一,其中包括磁共振成像(MRI)[1]。近年来,磁共振弥散张量成像(DTI)技术的应用,为研究AD和MCI的脑白质损伤提供新手段。DTI可以测量水分子在生物组织中的弥散情况,进而反映组织的微结构和纤维走向。DTI技术可以通过计算扩散张量来提供有关神经纤维方向、程度和连通性的信息[2]。在AD和MCI患者中,脑白质损伤通常表现为神经纤维的断裂和变形。因此,DTI可以提供有关AD和MCI患者脑白质微结构和神经纤维连通性的信息。本文探究磁共振弥散张量成像(DTI)在鉴别阿尔茨海默病(AD)与轻度认知障碍(MCI)患者的脑白质损伤中的应用效果。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年2月至2021年2月我院收治的42例AD患者、37例MCI患者及同期40例健康志愿者。AD患者(n=42)中男23例,女19例,平均年龄(63.67±6.28)岁;MCI患者(n=37)中男20例,女17例,平均年龄(63.54±6.05)岁;MCI患者(n=37)中男20例,女17例,平均年龄(63.27±6.35)岁;健康志愿者(n=40)中男19例,女21例,平均年龄(63.67±6.28)岁。纳入标准:有记忆减退的客观证据;临床资料完整度满足本次研究者;符合《精神障碍诊断与统计手册》[3]中AD诊断标准;符合Petersen等MCI诊断标准[4],研究对象及其家属均知情同意。排除标准:听力障碍或者无法交流者;有快速动眼期睡眠异常和视幻觉的帕金森样症状;体内有金属植入物及对MRI检查有禁忌;具有影响中枢神经系统的内科疾病。各组之间的一般情况无差异(P>0.05)。

1.2方法

1.2.1成像方法 成像设备为Siemens公司Verio 3.0T超

导磁共振扫描仪,梯度场强度40 mT/m,梯度切换率为150 mT/m/ms,鸟笼式头部正交线圈。所有志愿者均先行常规T1WI、T2WI、FLAIR以排除颅内病变。DTI扫描采用单次激发SEEPI序列,扫描参数为TR/TE=10 000/112 ms,矩阵128×128,FOV220 mm,层厚5 mm,间隔1 mm,NEX为1,在21个方向上施加弥散梯度,b=0和1 000 s/mm2,扫描时间192 s。

1.2.2数据处理 DTI数据传入工作站(SUNADW4.0),利用Siemens公司自带的Functool2软件的DTI处理工具进行计算,得到各向异性分数(FA)图。以T1WI作为参考图像,在FA图上手工选择两侧半卵圆中心、额叶、枕叶、胼胝体膝部、胼胝体压部、内囊、尾状核头、豆状核、丘脑和大脑脚作为感兴趣区(ROI)进行FA值定量分析。所有ROI的设置由一名有经验的放射科医师独立进行,研究者不知道研究对象的年龄。ROI大小设置为(15±5)mm2,并根据解剖结构的不同适当改变其大小和形状,使ROI尽量包含在所测量的解剖结构,并尽量远离脑室和皮质灰质。FA值结果以均数±标准差的形式表示。

1.3观察指标 对不同患者的各脑区脑白质FA值展开对比。

2 结 果

不同患者各脑区FA值之间差异有统计学意义(P<0.05),其中AD患者各个脑区脑白质FA值均低于MCI及健康志愿者(P<0.05),MCI患者只有颞叶和胼胝体FA值低于健康志愿者(P<0.05),其余脑区FA值与健康志愿者无明显差异(P>0.05)。见表1。

表1 各脑区脑白质FA值

3 讨 论

AD是一种神经退行性疾病,其主要病理特征是神经元的丧失和神经纤维的破坏,导致患者认知和记忆能力的严重下降。MCI是一种介于正常老年人和老年痴呆症之间的状态,其主要症状是记忆力、注意力和思维能力的轻度下降[6]。AD和MCI患者的临床表现和神经系统损伤有很多相似之处,因此鉴别二者的诊断十分困难。DTI是一种非侵入性的影像学技术,通过对水分子扩散的方向和速度进行成像,可以通过计算扩散张量来提供有关神经纤维方向、程度和连通性的信息,对人体的神经纤维进行定量化的评估[7]。在神经系统的疾病诊断中,DTI技术已经被广泛应用,并且在阿尔茨海默病和轻度认知障碍的研究中也显示出极大优势[8]。在AD和MCI患者中,脑白质损伤通常表现为神经纤维的断裂和变形。因此,DTI可以提供有关AD和MCI患者脑白质微结构和神经纤维连通性的信息[9]。

本文研究显示,不同患者各脑区FA值之间差异有统计学意义(P<0.05),其中AD患者各个脑区脑白质FA值均低于MCI及健康志愿者(P<0.05),MCI患者只有颞叶和胼胝体FA值低于健康志愿者(P<0.05),其余脑区FA值与健康志愿者无明显差异(P>0.05),分析原因:AD患者的脑白质微结构异常明显,表现为轴突的破坏和髓鞘的丧失。这些异常主要出现在海马、杏仁核、颞叶和额叶等部位[10]。此外,DTI技术可以通过评估海马的微结构,来预测阿尔茨海默病的转化风险[11]。MCI患者的脑白质微结构异常也很明显,表现为轴突的破坏和髓鞘的丧失。这些异常主要出现在颞叶、额叶和顶叶等部位[12]。此外,DTI技术可以通过评估海马和杏仁核的微结构,来预测MCI的进展风险[13]。因此,DTI技术在AD、MCI的诊断和研究中具有重要的应用价值。AD、MCI的临床表现很相似,但其病理机制和治疗方法却有所不同。因此,DTI技术在鉴别诊断阿尔茨海默病和轻度认知障碍中也显示出很大优势[14]。研究发现,AD、MCI患者的脑白质损伤程度和部位不同,DTI技术可以通过评估海马和杏仁核的微结构,来鉴别AD、MCI。

综上,AD、MCI患者的脑白质损伤程度和部位不同,DTI技术可以通过评估海马和杏仁核的微结构来鉴别AD、MCI,值得应用。