皮質下缺血性腦血管患者執行功能損害、mri腦白質病變和di腦白質病變的研究

皮質下缺血性腦病（tci）是最常見、最具特征的血管性認知障礙（tci）之一。其特征性病理學改變為皮質下腔梗死、關鍵腦梗死和深部白質病變（wml）。研究提示SIVD認知功能障礙的主要特征之一是執行功能障礙。腦白質改變與認知損害的關系,目前尚未達成一致意見,傳統MRI序列能顯示全腦及特異性腦結構,但不能很好地定量測定白質改變。近年發展起來的一種影像學新技術———磁共振彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)可以跟蹤腦白質纖維束的變化,顯示腦白質異常改變并進行定量研究。本研究應用頭顱MRI、DTI技術檢測SIVD患者的腦白質形態學改變和微結構變化,對患者的執行功能損害和腦白質病變進行分析,進一步探討影響SIVD患者執行功能的相關因素。1對象和方法1.1目標1.1.1mri診斷標準24例患者來自2009年12月至2010年8月在河北省人民醫院神經內科門診和住院患者,均為右利手,依據Erkinjuntti提出MRI診斷標準和血管性認知功能損害的專家共識確定SIVD。所有患者均由2位副主任醫師以上職稱的神經內科醫師做出診斷。伴皮層下梗死和白質腦病的常染色體顯性遺傳性腦動脈病(CADASIL)暫不在研究之列。1.1.2認知功能評分參照國立神經疾病與卒中研究所(NINDS-AIREN)VD的標準和Wentzel提出的標準診斷VD。具體如下:(1)有認知功能減退的主訴或有知情人提供的認知功能減退;(2)簡明精神狀態檢查量表(Mini-MentalStatusExamination,MMSE)評分文盲≤17分,小學≤20分,初中及以上≤24分;(3)認知功能量表檢查至少有一個認知領域損傷的客觀證據;(4)日常生活能力量表(ADL)評分>26分;(5)臨床癡呆分級量表(CDR)評分≥0.5分。其中男10例、女2例,年齡57~86[平均(69.670±8.679)]歲。MMSE評分為(20.250±4.115)分。1.1.3納入和排除標準VCIND患者12例,男9例、女3例,年齡46~85[平均(69.900±13.000)]歲。MMSE評分為(25.200±1.398)分。納入標準:(1)患者有輕度認知損害,有知情者證實;(2)一般認知功能保留,日常生活能力未受損,ADL評分<26分,各項認知功能評分低于對照組1.5個標準差;(3)未達到美國精神障礙診斷和統計手冊第4版(DSM-IV)的癡呆診斷標準,CDR評分為0.5分;(4)認知障礙由腦血管病導致。1.1.4利手性別年齡14例來自年齡和性別匹配的健康老年體檢人群,均為右利手,其中男11例,女3例,年齡60~85[平均(72.640±8.101)]歲,無認知障礙,CDR=0分,MMSE評分為(29.140±1.027)分。1.2方法1.2.1內容方面的連接件設置對每位受試者進行詳細的神經心理測試和臨床訪談,包括:MMSE、ADL、CDR、Hanmilton抑郁量表、Hachinski缺血量表評分(HIS)、Stroop色詞測驗(Stroopcolourwordstest,CWT)、連線測驗(trailmakingtest,TMT)、積木測驗(blockdesigntest,BDT)。TMT分a、b兩部分。依據中國人的習慣,將連線測驗b中的英文字母修改為大寫的數字一~十三,a部分中25個寫有數字(1~25)的圓圈,隨機分布在一張紙上,要求被試者對這些圓圈按照數字大小順序依次連線;b部分的圓圈包含了數字1~13和大寫數字一~十三,要求被試者在數字1~13和大寫的一~十三之間進行持續轉換地連線。以完成任務的時間作為評定指標。CWT由3張卡片、4種顏色組成。記錄閱讀a卡(單純圓點的顏色)、b卡(單純文字的顏色)和c卡(與文字意義不同的顏色)花費的時間和錯誤數。BDT由難度漸增的11張紅、白兩色的積木設計圖案卡片組成。順序呈現卡片,要求受試者按樣本圖案,用4塊或9塊兩色立方體積木擺出樣本上的圖案。依據不同的完成時間記錄分數。1.2.2l-sivd的原理采用3.0TMRI機(GESIGNAEXCITEⅡ)對入選患者行頭MRI掃描。SIVD的MRI診斷標準為:(1)白質損害型(WML-SIVD),即廣泛深部和腦室旁白質病變;擴展的帽狀超過10mm(沿腦室前角軸測量)或不規則的暈(寬度超過10mm、邊界不規則、伸入深部白質),和(或)彌漫的融合高信號(超過25mm,不規則)或廣泛的白質病變(無邊界的彌漫性高信號);和深部灰質腔隙性梗死;或(2)腔隙性梗死突出型(LI-SIVD):深部灰質至少有5個腔隙性梗死灶,中等度白質病變(擴展的帽狀、不規則暈、彌漫融合的高信號,或廣泛白質病變)。1.2.3病變程度分級標準采用Wahlund等方法,將大腦左右半球分別分為額區、頂枕區、顳區、幕下區和基底節共10個區域,根據白質病變程度不同,按照0~3分的四級標準分別給出評分。由兩名副主任醫師分別單獨評分,取其均值作為白質病變的最終評分。1.2.4圖像數據處理所有受試對象均進行DTI掃描:DTI(25個擴散編碼方向)采用單次激發自旋回波EPI脈沖序列SE-EPI),行軸位掃描,TR8000ms,TE79.3ms,矩陣128×128,視野(FOV)24cm×24cm,層厚5mm,層距0,擴散加權系數b1=0,b2=1000s/mm2,擴散敏感梯度方向20個,掃描時間5min,掃描前進行勻場以減少靜磁場強度不勻的圖像變形。掃描結束后,將DTI原始數據傳輸至工作站,用Functool2軟件進行后處理,對所有圖像進行移動校正,以去掉掃描過程中由于頭部移動所引起的圖像配準不良,然后三維彩色編碼張量圖,重建部分各向異性分數(fractionalanisotropy,FA)和平均擴散率(meandiffusivity,MD)圖像,分別測定胼胝體壓部、額、顳、頂及枕葉白質正常區(normal-appearingwhitematter,NAWM)的FA和MD值,作為評價腦白質各向異性及水分子擴散程度的指標。感興趣區(regionsofinterest,ROI)的選擇:額葉取額中回、頂葉取角回各取3個層面;顳葉取出現側裂后連續向上3個層面;枕葉取枕極,取2個層面;胼胝體壓部取基底節上2個層面。每個ROI均多次測量,以確保該部位所選層面的FA值最大,ROI面積為25~40mm2。放置感興趣區時,注意避開灰質結構和腦脊液。見圖1,圖2。1.3性別、年齡、受教育水平、心理評分與腦白質的關系采用SPSS13.0統計軟件。定量資料滿足正態分布及方差齊時,用方差分析比較3組年齡、受教育水平、心理評分及腦白質每個ROI的FA和MD值;當不滿足正態分布及方差齊時應用多個樣本秩和檢驗;性別構成應用多個樣本率比較的χ2檢驗;用Pearson積差相關分析統計各部位的FA和MD值與神經心理評分的相關關系。數據用x±s表示。2結果2.1兩組bct、tcwt時間比較三組年齡、性別及受教育水平差異無統計學意義(P>0.05);執行功能評估:與正常對照組相比,VD組BDT評分明顯降低,TMT、CWT時間顯著延長,差異有統計學意義(P<0.05);VCIND組BDT評分降低,TMT時間延長,具有統計學差異(P<0.05);VD組和VCIND組比較,前者CWT測驗b、CWT測驗c、TMT測驗b時間延長,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。2.2給ivd和vd患者的白質評估與正常對照組相比,VCIND組及VD組患者白質評分增高,具有統計學差異(P<0.05),兩組之間無明顯差異。見表1。2.3雙頂葉及評論員體壓部fa值的變化與健康對照組比較,VD患者雙額葉、右顳葉、右枕葉、雙頂葉及胼胝體壓部FA值下降(P<0.05);VCIND組患者只有左額葉、雙頂葉白質FA值下降(P<0.05),其他腦區無差別(P>0.05)。見表2。2.4三組平均腦白質值的md值的變化相比正常對照組,VD、VCIND患者胼胝體壓部MD值均升高(P<0.05),余被研究腦區MD值均無差別(P>0.05)。見表3。2.5u3000da與nt測驗c完成時間相關性分析左額葉及雙顳葉白質正常區FA值與TMT測驗B時間呈負相關(P<0.05);右顳葉FA值與CWT測驗C完成時間呈負相關(P<0.05);右頂葉白質正常區FA值與BDT評分呈正相關(P<0.05)。胼胝體壓部MD值與BDT評分負相關(P<0.05)。見表4。3sivd患者執行功能損害的表現SIVD是一組以皮質下多發腔隙性梗死和白質病變為主要腦部損害,以小血管病變為主要病因的缺血性腦血管病,是造成血管性認知功能損害的重要原因,包括了從輕微的認知功能下降至明顯癡呆的各種認知功能障礙。多項研究表明執行功能是SIVD最易累及的認知域。本研究通過對24例SIVD患者執行功能損害與腦白質改變的關系進行探討,發現SIVD患者的執行功能損害與其白質改變程度可能有關。執行功能是個體在實現某一特定目標時,以靈活、優化的方式控制多種認知加工過程協同操作的認知神經機制,包括計劃、工作記憶、控制沖動、抑制、定勢轉移或心理靈活性以及動作產生和監控等一系列功能。具體與執行功能特別相關的環路有三個:前額葉背外側環路、額葉眶面外側環路、前扣帶環路。本研究著重對SIVD患者中的VD、VCIND組和正常對照組進行了執行功能方面的神經心理學測定。測試分為三部分(1)TMT:測量認知靈活性(定勢轉移能力)的常用測驗;(2)CWT:測量抑制控制;(3)BDT:檢測視空間結構技能。經統計學分析發現,在Stroop測驗中,SIVD患者中VD組與正常對照組相比,閱讀a卡、b卡和c卡花費的時間都有顯著延長,說明其信息處理的速度、準確性和抑制干擾能力明顯受損。SIVD二組患者的連線測驗a、b完成時間、積木測驗評分均較對照組差,其中尤以VD受損顯著,提示存在快速視覺搜索、視覺空間結構、認知定勢轉移能力的損害。但其執行功能的受損并非是均等的,VD患者執行功能減退較VCIND患者程度重,執行速度和正確性障礙(體現在CWT)、抑制干擾能力障礙(體現在TMTb)尤為明顯。學者們推測,SIVD患者執行功能損害突出的原因可能是由于皮質下病變破壞了與執行功能相關的額葉-皮層下環路。這一回路起源于額葉背外側,主要投射到尾狀核的背外側頭部,從尾狀核連接到蒼白球和黑質紋狀體,再投射到丘腦內側核,最后反過來投射到額葉背外側區。因此由前額葉所協調的執行功能尤其容易受到缺血性疾病的影響,造成認知功能明顯下降。SIVD特征性病理改變之一為缺血性腦白質病變,在MRIT2加權像和液體衰減反轉恢復像表現為白質高信號。腦白質是連接皮質及皮質下功能區的聯絡纖維,在信息傳導中起著非常重要的作用。腦白質高信號亦見于正常老年人和腦卒中患者,盡管研究表明腦白質病變程度與年齡、血管危險因素、神經系統癥狀和體征等有關,但白質高信號與認知功能損害的關系仍在進一步研究中。為了評價白質病變的程度和范圍,一些學者提出了基于影像學檢查的測評量表。最近美國國立神經疾病和中風研究院-加拿大中風網絡專家共識推薦腦白質定性研究應用Wahlund提出的年齡相關白質改變分級方法(AR-WMCrs):在右和左側半球5個不同的區域分別評分,包括額葉區;頂-枕葉區;顳葉區;幕下區;基底節區,根據4分量表評定腦白質病變的程度變化。本研究應用該方法,結果顯示:隨著SIVD患者腦白質病變的評分增加,其MMSE、BDT、TMT、CWT成績均低于對照組,提示SIVD患者的執行功能損害與其腦白質病變程度可能有關。雖然傳統MRI序列能顯示腦白質病變及特異性腦結構,但難以完全避免測量者各項評分主觀判斷的影響,而且對于常規MRI上表現正常的腦組織無法進行臨床意義的評估,這些可能對研究結果造成影響。DTI是在MRI彌散加權基礎上發展起來的新型MRI技術,利用水分子的擴散運動各向異性進行成像,反映活體組織空間組成信息及病理狀態下各組織成分之間水分子交換功能狀態的檢查方法,可反映腦白質纖維的結構變化,顯示T2WI上正常區域的病變,在檢測腦白質纖維病變方面具有更大的優越性。DTI通過兩個常用的測量參數FA和MD,反映水分子在白質內擴散的優勢方向,顯示腦白質纖維束的走向,從而提供組織結構的完整性信息。MD值的升高和FA值的降低表示白質完整性受到破壞。華勒變性、細胞外淀粉樣物沉積、小血管病變均可引起白質的這種病理改變。本研究進一步觀察了SIVD患者常規MRIT2加權像上NAWM的DTI參數改變,并探討其與執行功能障礙之間的關系。研究結果顯示,與對照組比較,VD組患者雙額葉、右顳葉、右枕葉、雙頂葉及胼胝體壓部白質正常區FA降低,VCIND組與對照組比較,只有左額葉、雙頂葉白質正常區FA降低,其他腦區兩組比較無差別;同時發現兩組胼胝體壓部白質正常區MD均有升高。這些數據均提示SIVD患者除MRI白質異常區外,正常表現的區域也存在超微組織結構的選擇性損害,以致白質通路的完整性受到破壞;也表明在較早期的VCIND患者額葉、頂葉的白質正常區可能已經存在病理改變。FA、MD兩個參數的改變并不平行,其原因可能在于前者的下降更多與神經元丟失及脫髓鞘有關,而后者的增加則與細胞外間隙擴大可能有關,因此FA值較MD值對神經纖維完整性的破壞更為敏感。研究中顯示出SIVD患者腦白質改變存在區域選擇性,這種選擇性損害可能與不完全性梗死或血管病變導致低灌注,髓鞘脫失,引起神經纖維傳導受損,軸索的不應期明顯延長,軸索損害、膠質細胞增生等多種病理變化有關。進一步提示,對于SIVD患者,不僅白質病變區,其形似正常的腦白質所表現出來微觀結構完整性的改變,都有可能在癡呆的進展中扮演著重要的角色,這與國外部分研究結果相似。本研究還發現,執行功能的部分評分與多個腦白質區FA及MD存在明顯的相關性,提示白質微結構的損害可能會導致執行功能下降。