帕金森病患者磁共振成像彌散張量成像與認知功能的相關性

于 凌 梁 輝 孔 敏 王愛杰

(煙臺市煙臺山醫院神經內科，山東 煙臺 264000)

帕金森病(PD)是一種多發于中老年的神經變性病，可表現為運動癥狀和非運動癥狀。近年來非運動癥狀逐漸受到重視，其中認知障礙嚴重影響患者生活質量。有研究表明，PD患者3～5年內發生認知障礙占20%～57%〔1〕。PD認知障礙發病機制復雜，與黑質退變、皮質及皮質下路易小體形成有關，但不能解釋較為廣泛的認知障礙，可能還與黑質-紋狀體環路纖維受損有關。磁共振成像(MRI)彌散張量成像(DTI)技術安全、無創，能直接反映腦白質纖維束的改變，為PD癡呆診斷和疾病進程提供客觀依據〔2〕。本文擬分析PD患者DTI與認知功能的相關性。

1 材料與方法

1.1一般資料 收集2013年12月至2015年1月煙臺市煙臺山醫院住院的40例PD患者為PD組，男25例，女15例，年齡51～70歲，平均(64.5±5.03)歲，病程2～8年，平均(4.64±1.91)年，均為右利手。患者均符合英國帕金森病學會PD臨床診斷標準，并排除藥物不良反應及其他PD綜合征患者。用蒙特利爾認知評估量表(MoCA)評價患者認知功能，包括視空間和執行能力、命名、注意、語言、延遲回憶、定向、抽象7個方面，行DTI檢查，MoCA≤23分為認知功能障礙。健康對照組40例，男24例，女16例，年齡(62.1±4.23)歲。受試者及家屬均知情同意。兩組年齡、性別差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2檢查方法 使用GE3.0T超導MRI掃描儀，掃描序列包括常規T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、DTI。視野(FOV)240 mm，采集矩陣256×256，TR/TE=8 000 ms/109.4 ms，翻轉角=90°，b值0.100 0 ms/mm2，層厚3 mm，間隔0 mm，彌散敏感梯度方向25個。掃描過程中受試者取仰臥位，頭部用固定帶束縛，以防掃描過程中因不自主運動造成數據采集不準確和引起圖像偽影，掃描定位線平行于前后聯合方向。

1.3數據處理 采用GE公司ADW4.4工作站functool軟件對DTI圖像進行后處理，選擇齒狀核、黑質、紅核、尾狀核、蒼白球、丘腦、內囊、胼胝體、外囊、放射冠、半卵圓中心為感興趣區(ROI)，結合彩色向量圖、纖維追蹤圖及各向異性分數(FA)圖在顯示ROI最大最清晰層面手動描繪ROI，并記錄各ROI的FA值。所有數據由2名有經驗的醫師采取雙盲法各測量3次，取平均值。

1.4統計學分析 應用SPSS19.0軟件進行t檢驗及Spearman相關分析。

2 結 果

PD患者MoCA 11～26分，其中≤23分28例，≥24分12例，認知功能障礙占70%。視空間與執行(2.65±1.14)分，命名(1.95±0.88)分，注意(1.98±1.62)分，語言(1.98±0.92)分，延遲回憶(2.00±1.63)分，定向(4.63±1.27)分，抽象(0.90±0.84)分。視空間與執行能力與右側紅核、左側內囊后肢、左側胼胝體膝部、左側放射冠前部相關(均P<0.05)。命名與左側齒狀核相關(P<0.01)，與右側蒼白球相關(P<0.05)。注意與右側內囊后肢、右側半卵圓中心后部相關(P<0.05)。語言與左側黑質、右側蒼白球、左側內囊后肢、右側半卵圓中心中部相關(P<0.05)。抽象與右側內囊膝部相關(P<0.05)。延遲回憶與左側紅核、左側尾狀核、左側胼胝體干、右側胼胝體干、左側外囊、右側外囊相關(P<0.05，P<0.01)。定向與左側蒼白球左側胼胝體膝部相關(P<0.05)。 見表1，表2。

表1 各ROI區FA值

表2 各ROI區Spearman相關系數(r值)

續表2 各ROI區Spearman相關系數(r值)

1)P<0.05，2)P<0.01

3 討 論

已有研究表明腦區中與認知功能相關的部位有前額葉、前扣帶束、后頂葉、部分顳葉及枕葉等〔3〕，PD認知功能障礙主要表現在額葉執行功能與視空間、記憶力下降和語言等，執行功能與視空間障礙最常見，其次是記憶功能受損，認知功能障礙的發生機制目前尚不清楚，目前多認為與額葉-紋狀體環路、額葉-基底節環路、額葉-丘腦環路等受損有關〔3〕。Sisti等〔2〕發現患者認知功能不但與病情及腦局部功能異常有關，還可能涉及多個腦區間的連接功能，主要表現為白質纖維束的變化。廣泛腦白質纖維束結構完整性的破壞，導致白質纖維束FA值的變化。DTI是在磁共振擴散加權成像(DWI)基礎上的MRI檢查技術。利用多種參數和數據處理，從量和方向上反映成像體素內彌散的變化。腦組織中水分子的彌散運動受到多種因素如細胞膜的影響，在有髓神經纖維中，水分子沿軸突方向的彌散速度遠大于垂直方向的彌散速度，這種方向依賴性很強的彌散運動叫作各向異性彌散FA值，為DTI最常用的量化指標，其大小與髓鞘的完整性、纖維致密性及平行性密切相關，神經元變性和纖維束完整性破壞均可引起FA值降低。已有研究發現PD癡呆患者額葉、頂葉、顳葉皮質、胼胝體膝部、前中扣帶回的FA值明顯降低〔4〕，提示神經元及纖維束存在廣泛損害。

視空間障礙在PD患者中常見，早期可表現為視覺記憶下降，晚期可能出現視幻覺等表現；執行功能是指計劃能力、組織能力和目標引導行為的調節能力，均依賴于額葉-紋狀體環路的完整性。執行功能損害即計劃組織行動能力的下降，表現為患者對額葉相關的指令性任務執行能力下降，可以反映大腦額葉的損害，導致黑質-紋狀體多巴胺通路和中腦-皮質通路的退行性變〔5〕。胼胝體是腦內最大的白質連接纖維束，聯系雙側頂葉、枕葉及顳葉的纖維束，位于大腦半球縱裂的底部，主要功能是整合雙側半球間的運動、感覺及認知活動等〔6〕，與記憶、注意、語言、聽覺有關，對視覺傳遞具有重要意義，是腦功能多元化、協調化的結構基礎〔7〕。本研究提示皮質-基底節區、紅核及胼胝體聯系纖維在視空間、執行方面起到一定作用。

PD患者語言障礙表現為語速減慢、語量減少，同時理解、命名方面也存在減退。患者自發語言信息量減少、對復雜語言理解力下降、語言流暢性降低，反映了額葉皮質概念形成功能的損害〔8〕。Barbas〔9〕發現PD患者大腦的語言中樞及語言調節機制并未受損，但患者有命名困難的情況。研究發現小腦-丘腦-皮層運動環路、大腦-小腦環路參與PD的運動障礙及認知功能調節〔10〕。小腦是該環路中的重要節點，神經核團主要通過丘腦中繼，繼而聯絡大腦皮層，形成完整的循環網絡〔11〕。Timmarm等〔12〕發現在認知活動中小腦雙側齒狀核輸出核團均被顯著激活，復雜的認知活動較簡單認知活動激活更為明顯。有研究〔13〕認為小腦參與的許多認知網絡是在前額皮質及頂葉皮質的聯合作用下完成，如大腦皮層-腦干紅核-小腦環路。本研究與以上研究結論類似，齒狀核是小腦最重要的信息傳出核團，是小腦信息傳出的重要通路，提示小腦參與了命名過程，是上述環路中的重要組成部分，所以推測這個環路參與語言功能的調節。皮層-基底節區-齒狀核-有廣泛的聯系纖維，是錐體外系的重要環路，上述部位是該環路的重要組成部分，推測參與語言功能的調節。

PD患者常表現為注意力不集中，情緒低落；抽象、立體思維的能力下降，畫鐘試驗常不能完成；定向異常表現為患者在新環境甚至熟悉環境中找不著路，看不懂地圖；說明皮層-基底節區聯絡纖維參與錐體外系的功能調節。PD記憶障礙主要表現為短時記憶能力和瞬時記憶能力下降，表現自由喚起功能受損導致對新知識學習能力的減退。Vallar等〔14〕證實尾狀核作為皮層-皮質下環路的一部分，損傷時可引起皮層功能障礙，表現為記憶力下降。本研究結果提示左側紅核、左側尾狀核、左側胼胝體干、右側胼胝體干、左側外囊、右側外囊作為皮質-皮質下環路的一部分，在記憶障礙的發生中起重要作用。Theilmann等〔15〕研究發現PD患者腦白質纖維束受損與認知功能相關，腦白質纖維的異常可作為未來認知功能下降的預兆，本研究得出類似結論，對于未出現認知功能障礙的PD患者，也應盡早行DTI檢查，根據各腦區FA值推測可能出現的認知功能障礙，及早對癥處理，改善生活質量。