皮質下血管性認知障礙患者的靜息態功能磁共振成像研究

段艷花 梁芙茹 劉國榮

【摘要】目前血管性認知障礙（vascular cognitive impairment，VCI）在癡呆期尚無有效的治療方法，因此血管性癡呆（vascular dementia，VaD）的預防主要是對于血管性認知障礙無癡呆（vascular cognitive impairment no dementia，VCIND）盡早進行干預，延緩或阻止其進展為癡呆，目前，對于VCI的診斷主要方法為神經心理學量表及病史采集，尚無客觀的影像學診斷標準。靜息態功能磁共振成像（resting state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI）能夠在靜息態下探測到自發的腦功能活動，為研究VCI的發病

機制提供了新的客觀的生物學標記。本文就rs-fMRI在皮質下血管性認知障礙患者的研究進展進行了綜述。

【關鍵詞】皮質下血管性認知障礙；靜息態功能磁共振；局部一致性；低頻振蕩振幅腦網絡；功能連接法

【中圖分類號】R743 【文獻標識碼】A 【文章編號】ISSN.2095-6681.2019.8..02

1 VCI

VCI是指血管或血管相關因素引起的從一個或者多個認知域輕度損害到廣泛認知域損害到癡呆的各個水平的認知損害。目前VCI其分為三個類型：包括VCIND、VaD、和混合性癡呆（常見為阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）和VaD型）。

2 rs-fMRI概述

功能磁共振成像技術已成為現代認知領域研究和臨床影像學研究領域中的普遍現象。rs-fMRI主要是指最早由Ogawa和Lee提出的基于血氧水平依賴效應成像方法，其成像原理是：當神經元活動增強時，局部腦血流量和腦組織的耗氧量均增加，但腦血流量增加相比組織耗氧量更為顯著，二者的綜合作用的結果是活動區脫氧血紅蛋白量相對減少。在T2加權成像上，信號強度與脫氧血紅蛋白的含量成反比，因此當神經元活動增強是，T2加權成像表現為神經活動區域信號相對增加。

3 SVCI的Rs-fMRI研究

3.1 ALFF分析法

ALFF算法是Rs-fMRI數據分析中常用的一種方法，由Zang等在2007年提出：主要是從能量角度反映各個體素在靜息態神經元自發活動，能較好的反應局部腦區神經元靜息狀態的自發活動情況[12]。目前應用rs-fMRI研究血管性認知障礙主要集中于皮質下缺血性血管性癡呆（subcortical ischemic vascular dementia，SIVD）這個亞型。

Liu等人[1]對30例SIVD及35例正常對照組進行rs-fMRI進行研究，采用ALFF數據分析方法，結果顯示，組內分析兩組患者雙側扣帶回前皮質、扣帶回后皮質、內側前額葉、頂葉下、枕葉及鄰近前葉ALFF值均明顯高于整體平均ALFF值。與對照組相比，SIVD患者雙側楔前葉區ALFF值較低，在前扣帶回、左側島葉和海馬區ALFF值較高；SIVD患者左島葉ALFF值與MoCA、MMSE評分呈密切負相關，指出SIVD與rs-fMRI信號的一種獨特的自發異常活動有關，測量楔前葉、前扣帶回、島葉和海馬的ALFF值可能有助于SIVD的檢測。

Yi等人[2]采用ALFF分析方法對皮質下血管性輕度認知障礙（subcortical vascular mild cognitive impairment，svMCI）患者進行rs-fMRI研究，svMCI相關的腦功能變化主要在默認網絡中。svMCI的ALFF主要在DMN前部（如：內側前額葉皮質）降低，而DMN后部（如后扣帶回/楔前葉）的ALFF增加，與liu等人對SIVD的研究結果不同，可能與患者的認知障礙程度有關，且DMN中多個腦區功能連接密度下降，指出這種內在腦部活動的廣泛異常對于理解svMCI的發病機制非常重要。

3.2 ReHo分析法

Diciotti S[3]等人采用ReHo的分析方法對SVCI的認知損害進行研究，結合蒙特利爾認知評估和Stroop測試；認知功能障礙患者的左小腦后部的ReHo與MoCA評分呈顯著負相關，與Stroop評分呈顯著正相關，執行功能差的患者扣帶回中間部皮質的ReHo值較高，呈負相關。

3.3 基于圖論的網絡拓撲結構分析法

圖論方法的不斷完善使我們能夠理解復雜網絡的拓撲性質，Watts和Strogatz早在1998年就描述了具有密集局部連接和很少長連接的圖可以被描述為小世界網絡。小世界是描述復雜大腦網絡的一個很有吸引力的模型，因為它為我們觀察大腦基本組織的相關網絡參數提供了一種很好的方法。

3.4 功能連接法

Ding[4]等人采用基于后扣帶回為種子點的靜息態功能連接研究SVCI患者的靜息態功能連接的變化，發現SVCI患者在左顳中葉、右下顳葉、左側額上回的rsFC增加，而左丘腦和PCC的rsFC明顯降低。

Zhou等人[5]研究了與雙側丘腦和內側前額葉區相關的功能連接和SVCI認知損害的關系，發現SVCI患者在一些皮質區（即眶額葉主要參與執行功能和記憶功能）與丘腦功能連接明顯減低，而額葉區（如額葉下回）功能連接增強，這可能是對功能連接減少區域的代償作用。與內側前額葉區功能連接減低的區域主要在以執行功能及記憶相關區域（即前扣帶回）。在SVCI中，認知功能與左側丘腦和左側眶額葉之間的功能連接密切相關。指出皮層-皮層下腦區與丘腦及內側前額葉區域的功能連接降低；該研究強調了丘腦和內側前額葉在額葉-皮質下環路中的重要性，提高了我們對SVCI患者認知功能障礙機制的理解。

4 結 論

結合目前對于SVCI患者腦功能磁共振的大量研究不難發現，VCI患者均會出現腦功能網絡異常，這種異常的腦功能變化的腦區主要在腦默認網絡，不同腦區之間的功能連接及DMN腦區的網絡結構的廣泛破壞，考慮與VCI患者認知損害密切相關，通過rs-fMRI研究這種腦功能異常變化是一種比較敏感的輔助檢查手段，可以早期識別輕度認知功能障礙患者，盡早進行干預，延緩甚至阻止其發展為癡呆；但目前對于rs-fMRI的分析方法眾多，掃描參數不統一，導致分析結果之間存在一定差異，因此其臨床應用受到限制，相信隨著rs-fMRI技術和分析方法和不斷發展，將來rs-fMRI會在認知領域取得重大的突破，得的臨床的廣泛應用。另外，目前功能磁共振數據的分析方法均主要集中于假設掃描期間腦功能靜息狀態，有研究表明腦功能的變化是隨著時間而動態變化的，從這個角度可能更準確地了解到VCI患者的病理生理機制。

參考文獻

[1] Liu C，Li C，Yin X，等.皮質下缺血性血管性癡呆患者腦內活動異常[J].一號機，2014，9（2）：e87880.

[2] Yi L，Wang J，Jia L，等.皮質下血管輕度認知障礙的結構和功能變化：以體素為基礎的形態學與靜態fmri相結合的研究[J].一號機，2012，7（9）：44758.

[3] 郭會映，孫 芳，張宗軍，戚榮豐，倪玲，龐建鑫.皮質下缺血性血管性認知功能障礙的靜息態功能磁共振研究[J].中華老年心腦血管病雜志，2013，12：1257-1260.

[4] 林海龍，薛蘊菁，康正武，段 青.靜息態fMRI在無癡呆型血管性認知障礙基線腦活動變化中的初步研究[J].臨床放射學雜志，2013，08：1070-1074.

[5] Zhou X，Hu X，Zhang C，等.皮質下血管認知障礙的異常功能連接與結構萎縮：與認知障礙的關系[J].在老年神經科學的前沿，2016，8：14.

本文編輯：劉欣悅