阿爾茨海默病DTI早期診斷的研究

佘穎芳　曹建華

[摘要] 目的 研究分析阿爾茨海默病早期彌散張量成像（DTI）診斷特點及效果。方法 選取該院收治的阿爾茨海默病（AD）早期患者12例（AD組）、輕度認知功能障礙老年患者10例（MCI組）及體檢正常老年人10名（NC組），均予以規范腦部DTI掃描，測量并分析3組腦部不同區域的平均擴散率（MD）、各向異性指數（FA）。結果 AD組患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心各區域FA分數分別為（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕葉FA分數與其余兩組對比差異無統計學意義（P>0.05），除枕葉外的其他區域FA分數均明顯低于MCI組與NC組（P<0.05）。AD組顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心各區域平均擴散率（MD）分別為（819±35）×10～6mm2、（819±26）×10～6 mm2、（908±28）×10～6 mm2、（815±39）×10～6 mm2、（796±52）×10～6 mm2，枕葉MD與其余兩組對比差異無統計學意義（P>0.05），除枕葉外的其他區域MD均明顯高于于MCI組與NC組（P<0.05）。 結論 采用DTI技術可觀察到AD早期患者腦部不同區域，MD明顯上升、FA明顯下降，患者腦白質微觀結構異常分析效果良好，臨床上可通過DTI診斷區分AD患者與MCI患者、正常老年人，并及時控制MCI向AD的轉變及AD的進展。

[關鍵詞] 阿爾茨海默病；DTI；早期診斷

[中圖分類號] R749.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2014）06（b）-0183-02

該次研究旨在通過DTI技術完成該院2010年3月—2013年4月收治的阿爾茨海默病患者的早期診斷，并通過對比健康老年群體、輕度認知障礙老年患者DTI診斷結果了解早期阿爾茨海默病患者DTI特點。彌散張量成像（diffusion tensor imaging， DTI）為目前腦研究領域應用廣泛的無創新型磁共振成像技術，是真正意義上的現代化組織微觀物理特性定量顯示分析技術，也是目前為止醫學界唯一的可實現腦白質纖維無創追蹤及解剖連通性分析的臨床技術。隨著生活方式的變化與社會環境的轉變，我國在邁入人口老齡化的進程中越來越嚴重地受到AD的困擾，嚴重降低了老年群體生活質量[1]。DTI的應用可在AD早期發現患者腦白質纖維異常及解剖連通性變化，并準確區分AD患者與MCI患者、正常老年群體，為AD早期診斷和早期治療帶來希望，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取該院收治的阿爾茨海默90病（AD）早期患者12例，均符合美國國立神經病學傳染病及中風研究所和阿爾茨海默病相關協會制定的AD診斷標準，其中男性8例，女性4例；年齡63～84歲，平均年齡（72.8±7.4）歲。輕度認知功能障礙老年患者10例（MCI組），均經認知能力篩查測驗和智能量表評估，男性6例，女性4例；年齡61～83歲，平均年齡（72.1±5.6）歲。體檢正常老年人10名（NC組），男性5例，女性5例；年齡62～81歲，平均年齡（70.9±6.3）歲。

1.2 方法

1.2.1 DTI檢查 首先使用Siemens Magnetom Avanto 1.5 T MR 儀進行頭部掃描：三維磁化快速梯度回波序列T1WI，調整TI為1 100 ms，TE為3.43 ms，TR為25 20 ms，空間分辨率為1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm，矩陣250×250，間距為0.5 mm，層厚為1.0 mm，FOV為250 mm×250 mm；快速自旋回波序列T2WI，設置體素為0.6 mm處0.4 mm×0.4 mm，FOV為22 5mm×225 mm，矩陣313×445，TE為95 ms[2]。

DTI單次激發自旋回波EPI序列，TE為90 ms，TR為5 200 ms，矩陣125×135，FOV為225 nn×225 mm，設置64個擴散敏感梯度，b值=0、1 000 s/mm2，體素為1.6 mm×1.6 mm×3.0 mm，規范掃描軸面，保持前-后聯合線與掃描軸面平行。行后扣帶回區磁共振氫質子波譜檢查，以EPI序列DTI檢查，觀察不同方向施加擴散敏感梯度后的平均擴散系數、部分各向異性參數結果，各方向b值=0、1 000 s/mm2，標準軸位對全腦范圍掃描分析，可在掃描操作前對靜磁場強度不勻圖像變形控制處理，掃描時間6～9 min，之后結合彩色向量圖、纖維追蹤圖對白質束參數值測定分析，測定對象包括雙側扣帶束、壓部、膝部、穹窿體、鉤束、下額枕束、下縱束、上縱束[3]。

1.2.2 DTI數據處理分析 掃描后的DTI圖像數據上傳在Leonardo Syngo 2005A工作站，經DTI Task Card軟件包處理分析，對各層圖像平均擴散率、各向異性重建，在頂葉白質、額葉白質、雙側半卵圓中心等部分設置感興趣區，側腦室體上方半卵圓中心層定位頂葉白質、扣帶回中部及半卵圓中心部分，在基底節層面對穹窿、內囊前肢、額葉白質、內囊后肢、枕葉白質等部分，在海馬層面定位患者顳葉白質部分。在解剖結構圖像中相鄰層面、最大層面中心區域完成ROI的定位分析，通過ccDTI、T2W EPI（b=0）使用圓形ROI（18～30 mm2）在FA、MD圖中進行FA值和MD值的測定分析，3個層面檢測結果的平均值即為ROI研究結果。圖像重建過程中的ROI徑線在解剖結構內部且與此結構之間始終有一定的距離存在，檢查和處理過程均要注意避開腦脊液、灰質區域，根據測量區域的差別靈活調整ROI徑線[4]。

1.3 統計方法

采用SPSS16.0軟件對數據進行統計學的分析，計量資料采用均數±標準差（x±s）表示，進行t檢驗。

2 結果endprint

2.1 各向異性分數（FA）對比

AD組患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心各區域FA分數分別為（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕葉FA分數與其余兩組對比差異無統計學意義（P>0.05），除枕葉外的其他區域FA分數均明顯低于MCI組與NC組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

3 討論

3.1 成果及意義

該次研究采用DTI技術對AD患者予以規范腦部DTI掃描，測量并分析3組腦部不同區域的平均擴散率（MD）、各向異性指數（FA），并與MCI患者和正常老年人（NC）同等檢查分析結果對比分析。發現AD患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心等多個區域平均擴散率（MD）明顯高于NC群體和MCI患者，各區域的FA分數也明顯低于NC群體和MCI患者。DTI ）為AD早期臨床診斷的關鍵途徑，可通過DTI的規范應用盡早診斷和區分正常老年人、輕度認知功能障礙老年患者（MCI）及AD患者，克服AD確診患者多為中晚期的缺陷和AD、MCI誤診的難題，無創研究活體腦微結構、纖維聯系、神經解剖特點、腦退化情況，通過對組織物理微觀特性的研究分析、跟蹤腦內白質纖維并分析其連通性，完成AD早期診斷。

3.2 相關研究背景及現狀

AD臨床研究及診療歷史100多年，尚未完全明確其發病機制和具體病因，是典型的多致病因素影響的、復雜的一種病理過程。臨床公認的AD病理特點有炎癥反應、氧化應激損傷、細胞凋亡、免疫功能紊亂、神經遞質障礙、自由及損傷等。

對于AD的早期診斷，尚沒有公認的特效生物學檢測方案，尤其在病情發展早期，精確診斷技術缺乏，致使多數患者在AD中晚期才能確診并開始治療，增加患者痛苦和經濟負擔、家庭負擔，延誤病情[5]。當前的AD早期診斷仍然以排除法為主，根據世界衛生組織AD診斷標準、中華醫學會精神障礙診斷中的AD診斷標準、美國精神病學會精神障礙診斷手冊的AD診斷標準分析患者臨床癥狀與AD的關聯，結合病史、體檢結果和神經生化、神經影像、心理學診斷資料綜合分析病情，準確度不高，執行難度大[6-8]。

從目前的DTI技術在AD診斷中的應用研究中可以看出，采用DTI技術檢查后，可以水分子擴散各向異性為主要分析內容，定量分析各方向分析擴散權重，及時發現腦白質微觀結構異常，利于AD防治。該研究結果與目前相關研究及報道基本相符。

3.3 缺陷分析

該次研究較為科學地得出了AD患者早期DTI診斷的腦退化、局部神經解剖、腦部纖維聯系等特點，有效區分了AD早期患者與健康老年群體、輕度認知障礙老年患者DTI檢查結果差別，且與相關研究結果基本相符，但研究中涉及受試者例數不夠多，未能得出更具說服力的DTI技術在AD早期診斷中的準確性和特效性，此種技術在早期AD診斷中的應用意義有待進一步的研究和分析。

[參考文獻]

[1] 史珊，袁慧書，廖晶，等.擴散張量成像評價輕度阿爾茨海默病患者腦白質微觀結構損害及內側顳葉萎縮[J].中國醫學影像技術，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李濤，王華麗，張美燕，等.擴散張量成像聯合記憶功能測查識別輕度認知損害與早期阿爾茨海默病的價值[J].中國心理衛生雜志，2012，26（12）：920-926.

[3] 張超，穆學濤，王宏，等.阿爾茨海默病DTI早期診斷的研究進展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志堅.磁共振彌散張量成像纖維束追蹤算法的研究進展[J].醫學研究雜志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇麗麗，郭李煒，等.阿爾茨海默病患者聯絡纖維的DTI診斷價值[J].臨床放射學雜志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌華威，王濤，等.阿爾茨海默病患者腦白質束鐵沉積的磁共振相位成像[J].放射學實踐，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

（收稿日期：2014-03-10）endprint

2.1 各向異性分數（FA）對比

AD組患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心各區域FA分數分別為（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕葉FA分數與其余兩組對比差異無統計學意義（P>0.05），除枕葉外的其他區域FA分數均明顯低于MCI組與NC組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

3 討論

3.1 成果及意義

該次研究采用DTI技術對AD患者予以規范腦部DTI掃描，測量并分析3組腦部不同區域的平均擴散率（MD）、各向異性指數（FA），并與MCI患者和正常老年人（NC）同等檢查分析結果對比分析。發現AD患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心等多個區域平均擴散率（MD）明顯高于NC群體和MCI患者，各區域的FA分數也明顯低于NC群體和MCI患者。DTI ）為AD早期臨床診斷的關鍵途徑，可通過DTI的規范應用盡早診斷和區分正常老年人、輕度認知功能障礙老年患者（MCI）及AD患者，克服AD確診患者多為中晚期的缺陷和AD、MCI誤診的難題，無創研究活體腦微結構、纖維聯系、神經解剖特點、腦退化情況，通過對組織物理微觀特性的研究分析、跟蹤腦內白質纖維并分析其連通性，完成AD早期診斷。

3.2 相關研究背景及現狀

AD臨床研究及診療歷史100多年，尚未完全明確其發病機制和具體病因，是典型的多致病因素影響的、復雜的一種病理過程。臨床公認的AD病理特點有炎癥反應、氧化應激損傷、細胞凋亡、免疫功能紊亂、神經遞質障礙、自由及損傷等。

對于AD的早期診斷，尚沒有公認的特效生物學檢測方案，尤其在病情發展早期，精確診斷技術缺乏，致使多數患者在AD中晚期才能確診并開始治療，增加患者痛苦和經濟負擔、家庭負擔，延誤病情[5]。當前的AD早期診斷仍然以排除法為主，根據世界衛生組織AD診斷標準、中華醫學會精神障礙診斷中的AD診斷標準、美國精神病學會精神障礙診斷手冊的AD診斷標準分析患者臨床癥狀與AD的關聯，結合病史、體檢結果和神經生化、神經影像、心理學診斷資料綜合分析病情，準確度不高，執行難度大[6-8]。

從目前的DTI技術在AD診斷中的應用研究中可以看出，采用DTI技術檢查后，可以水分子擴散各向異性為主要分析內容，定量分析各方向分析擴散權重，及時發現腦白質微觀結構異常，利于AD防治。該研究結果與目前相關研究及報道基本相符。

3.3 缺陷分析

該次研究較為科學地得出了AD患者早期DTI診斷的腦退化、局部神經解剖、腦部纖維聯系等特點，有效區分了AD早期患者與健康老年群體、輕度認知障礙老年患者DTI檢查結果差別，且與相關研究結果基本相符，但研究中涉及受試者例數不夠多，未能得出更具說服力的DTI技術在AD早期診斷中的準確性和特效性，此種技術在早期AD診斷中的應用意義有待進一步的研究和分析。

[參考文獻]

[1] 史珊，袁慧書，廖晶，等.擴散張量成像評價輕度阿爾茨海默病患者腦白質微觀結構損害及內側顳葉萎縮[J].中國醫學影像技術，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李濤，王華麗，張美燕，等.擴散張量成像聯合記憶功能測查識別輕度認知損害與早期阿爾茨海默病的價值[J].中國心理衛生雜志，2012，26（12）：920-926.

[3] 張超，穆學濤，王宏，等.阿爾茨海默病DTI早期診斷的研究進展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志堅.磁共振彌散張量成像纖維束追蹤算法的研究進展[J].醫學研究雜志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇麗麗，郭李煒，等.阿爾茨海默病患者聯絡纖維的DTI診斷價值[J].臨床放射學雜志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌華威，王濤，等.阿爾茨海默病患者腦白質束鐵沉積的磁共振相位成像[J].放射學實踐，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

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2.1 各向異性分數（FA）對比

AD組患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心各區域FA分數分別為（0.38±0.02）、（0.24±0.02）、（0.26±0.02）、（0.54±0.05）、（0.36±0.01），枕葉FA分數與其余兩組對比差異無統計學意義（P>0.05），除枕葉外的其他區域FA分數均明顯低于MCI組與NC組，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

3 討論

3.1 成果及意義

該次研究采用DTI技術對AD患者予以規范腦部DTI掃描，測量并分析3組腦部不同區域的平均擴散率（MD）、各向異性指數（FA），并與MCI患者和正常老年人（NC）同等檢查分析結果對比分析。發現AD患者顳葉、額葉、頂葉、枕葉、半卵圓中心等多個區域平均擴散率（MD）明顯高于NC群體和MCI患者，各區域的FA分數也明顯低于NC群體和MCI患者。DTI ）為AD早期臨床診斷的關鍵途徑，可通過DTI的規范應用盡早診斷和區分正常老年人、輕度認知功能障礙老年患者（MCI）及AD患者，克服AD確診患者多為中晚期的缺陷和AD、MCI誤診的難題，無創研究活體腦微結構、纖維聯系、神經解剖特點、腦退化情況，通過對組織物理微觀特性的研究分析、跟蹤腦內白質纖維并分析其連通性，完成AD早期診斷。

3.2 相關研究背景及現狀

AD臨床研究及診療歷史100多年，尚未完全明確其發病機制和具體病因，是典型的多致病因素影響的、復雜的一種病理過程。臨床公認的AD病理特點有炎癥反應、氧化應激損傷、細胞凋亡、免疫功能紊亂、神經遞質障礙、自由及損傷等。

對于AD的早期診斷，尚沒有公認的特效生物學檢測方案，尤其在病情發展早期，精確診斷技術缺乏，致使多數患者在AD中晚期才能確診并開始治療，增加患者痛苦和經濟負擔、家庭負擔，延誤病情[5]。當前的AD早期診斷仍然以排除法為主，根據世界衛生組織AD診斷標準、中華醫學會精神障礙診斷中的AD診斷標準、美國精神病學會精神障礙診斷手冊的AD診斷標準分析患者臨床癥狀與AD的關聯，結合病史、體檢結果和神經生化、神經影像、心理學診斷資料綜合分析病情，準確度不高，執行難度大[6-8]。

從目前的DTI技術在AD診斷中的應用研究中可以看出，采用DTI技術檢查后，可以水分子擴散各向異性為主要分析內容，定量分析各方向分析擴散權重，及時發現腦白質微觀結構異常，利于AD防治。該研究結果與目前相關研究及報道基本相符。

3.3 缺陷分析

該次研究較為科學地得出了AD患者早期DTI診斷的腦退化、局部神經解剖、腦部纖維聯系等特點，有效區分了AD早期患者與健康老年群體、輕度認知障礙老年患者DTI檢查結果差別，且與相關研究結果基本相符，但研究中涉及受試者例數不夠多，未能得出更具說服力的DTI技術在AD早期診斷中的準確性和特效性，此種技術在早期AD診斷中的應用意義有待進一步的研究和分析。

[參考文獻]

[1] 史珊，袁慧書，廖晶，等.擴散張量成像評價輕度阿爾茨海默病患者腦白質微觀結構損害及內側顳葉萎縮[J].中國醫學影像技術，2012，28（11）：1961-1965.

[2] 李濤，王華麗，張美燕，等.擴散張量成像聯合記憶功能測查識別輕度認知損害與早期阿爾茨海默病的價值[J].中國心理衛生雜志，2012，26（12）：920-926.

[3] 張超，穆學濤，王宏，等.阿爾茨海默病DTI早期診斷的研究進展[J].磁共振成像 ，2013（5）：394-397.

[4] 姚旭峰，宋志堅.磁共振彌散張量成像纖維束追蹤算法的研究進展[J].醫學研究雜志，2012，41（6）：174-176.

[5] 孟京志，皇麗麗，郭李煒，等.阿爾茨海默病患者聯絡纖維的DTI診斷價值[J].臨床放射學雜志，2012，31（2）：158-162.

[6] 丁蓓，凌華威，王濤，等.阿爾茨海默病患者腦白質束鐵沉積的磁共振相位成像[J].放射學實踐，2011，26（7）：705-708.

[7] Daianu M，Jahanshad N，NirTM， et al. ADNI， 2012. Analyzing the structural k-core of brain connectivity networks in normal aging and Alzheimer's disease[J].MICCAI NIBAD，2013（4）：52-62.

[8] DaianuM， DennisEL， Jahanshad NW， et al. ADNI， 2013 a Alzheimer's disease disrupts rich club organization in brain connectivity network s. Proc. IEEE Int. Symp. Bi o med. Imaging，266-269.

（收稿日期：2014-03-10）endprint