復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化患者扣帶皮層結構和灌注變化

鄭 橋，李詠梅，顧 瑤，謝 敏，陳曉婭，付佳亮，韓永良

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016)

多發(fā)性硬化(multiple sclerosis, MS)屬中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性脫髓鞘疾病，為中青年非創(chuàng)傷性致殘的主要原因[1]。40%～65%的MS患者存在認知受損[2]。伴有認知障礙的MS患者灰白質灌注減低，深部灰質體積減少[3-4]。邊緣系統(tǒng)內扣帶皮層萎縮與認知功能障礙關系密切[5]。扣帶皮層是邊緣系統(tǒng)的主要部分，在經(jīng)典Papez環(huán)路中作為關鍵神經(jīng)部位參與情緒活動，亦涉及認知過程，具有多方面的生理心理功能，但目前尚缺乏關于MS患者扣帶皮層亞區(qū)改變對認知的影響的研究。本研究評價復發(fā)緩解型MS(relapsing remitting MS， RRMS)扣帶皮層各亞區(qū)結構和灌注改變及其與認知評分的相關性，觀察這些改變對RRMS患者認知功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年5月—2018年10月28例于重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院臨床診斷為RRMS的患者(MS組)，男10例，女18例，年齡18～60歲，平均(40.1±14.3)歲。納入標準：①根據(jù)2017年修訂的McDonald標準[6]診斷RRMS；②常規(guī)MRI示腦組織存在MS病灶，無腦缺血灶、腦梗死、腫瘤和腦萎縮；③既往無腦血管病、腦腫瘤等神經(jīng)系統(tǒng)疾病史。排除標準：①近3個月有使用糖皮質激素史或MS復發(fā)史；②圖像質量欠佳；③MR檢查禁忌證。選取同期28名健康志愿者為對照組，男9名，女19名，年齡22～60歲，平均(37.3±14.6)歲；既往無神經(jīng)精神疾病史，無神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，查體無明確神經(jīng)系統(tǒng)陽性體征，常規(guī)MRI未見明顯異常。所有受試者均為右利手。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準(批準號：2016-67)，受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa HDxt 3.0T MR掃描儀，8通道相控陣標準頭部線圈，囑受試者掃描過程中保持安靜、清醒。掃描參數(shù)：3D偽連續(xù)動脈自旋標記(pseudo-continuous arterial spin labeling, pCASL)，TR/TE 4 521 ms/9.8 ms，翻轉角155°，標記延遲時間(post label delay, PLD)1 525 ms，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，矩陣512×8，層厚4 mm，掃描時間4 min 22 s，共采集60幀圖像；軸位3D-T1WI，TR/TE 8 300 ms/3.3 ms，翻轉角12°，矩陣256×256，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，層厚1.0 mm，層數(shù)156。

對受試者進行認知評估，以數(shù)字廣度測驗(digital span test, DST)評估注意力和短時記憶能力；以數(shù)字符號轉換測驗(symbol digital modalities test, SDMT)評估注意力和信息處理速度[7]；采用Rey聽覺詞語學習測試(rey auditory verbal learning test, RAVLT)評估言語記憶，包括即時記憶和短延遲回憶；以Rey-Osterrich復雜圖形測驗(complex figure test, CFT)評估視覺空間結構能力和視覺記憶能力[8]。對RRMS患者行擴展殘疾狀態(tài)量表(expanded disability scale score, EDSS)評分。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用GE Function Tool軟件處理3D pCASL數(shù)據(jù)，獲得腦血流量(cerebral blood flow, CBF)圖。以Matlab平臺SPM 8軟件進行圖像預處理：①將結構像與灌注圖像配準；②將CBF圖配準到蒙特利爾神經(jīng)病學研究所(Montreal neurological institute template, MNI)的標準大腦空間，獲得配準后的CBF圖(圖1、2)；③平滑。采用Freesurfer軟件(http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu)對3D-T1WI進行預處理，包括去除頭動、標準化、去除非腦結構、平滑及圖像重建?；诖竽X亞區(qū)模板提取扣帶皮層各亞區(qū)(圖3)的皮層灌注及皮層厚度值，以Matlab平臺的RESTplus(http://restfmri.net/forum/RESTplusV1.2)軟件對圖像之間的體素差異進行調整。

圖1 RRMS患者女，42歲，配準后CBF圖 圖2 健康志愿者女，26歲 配準后CBF圖

圖3 劃分雙側扣帶皮層亞區(qū)示意圖 A.左側扣帶皮層亞區(qū)，粉色為前扣帶皮層喙部、黃色為前扣帶皮層尾部、白色為后扣帶皮層、藍色扣帶皮層峽部； B.右側扣帶皮層亞區(qū)，天藍色為前扣帶皮層喙部、紅色為前扣帶皮層尾部、綠色為后扣帶皮層、深藍色為扣帶皮層峽部

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。符合正態(tài)分布的計量資料采用±s表示，計數(shù)資料以頻數(shù)表示。以獨立樣本t檢驗比較2組間認知評價及MRI參數(shù)的差異，以χ2檢驗比較組間性別分布。采用Pearson相關和偏相關分析MS組MRI參數(shù)及一般資料與認知評分的關系。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2組間一般資料及認知評價結果比較 2組年齡(t=0.73，P=0.47)、性別(χ2=0.80，P=0.78)及教育年限(t=-1.92，P=0.06)差異均無統(tǒng)計學意義。MS組患者病程1～16年，平均(5.73±4.62)年；EDSS評分(4.50±1.86)分。2組間DST、SDMT、RAVLT及CFT認知評分差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.01)，見表1。MS組患者年齡與DST(r=-0.60)、SDMT(r=-0.54)、RAVLT(r=-0.49)及CFT(r=-0.39)呈負相關(P均<0.05)，教育年限與DST(r=0.55)、SDMT(r=0.53)、RAVLT(r=0.66)及CFT(r=0.71)呈正相關(P均<0.05)。

表1 MS組與對照組間認知評分比較(分，±s)

表1 MS組與對照組間認知評分比較(分，±s)

組別DSTSDMTRAVLTRAVLT延遲CFTCFT延遲MS組(n=28)12.79±2.5644.00±15.2339.25±13.076.29±2.5118.54±4.4515.98±4.96對照組(n=28)15.43±2.2257.52±15.7551.04±12.158.50±3.2022.64±5.3521.27±5.84t值-4.13-3.27-3.49-2.88-3.12-3.65P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

2.2 MS組扣帶皮層的灌注及結構改變 與對照組相比，MS組左側前扣帶皮層尾部、雙側扣帶皮層峽部及雙側后扣帶皮層CBF值減低(P均<0.05)，見表2；其雙側扣帶皮層峽部及左側后扣帶皮層變薄，右側前扣帶皮層喙部皮層厚度增加(P均<0.05)，見表3。

表2 MS組與對照組扣帶皮層亞區(qū)CBF比較[ml/(100 g·min)，±s]

表2 MS組與對照組扣帶皮層亞區(qū)CBF比較[ml/(100 g·min)，±s]

組別左側前扣帶皮層喙部前扣帶皮層尾部扣帶皮層峽部后扣帶皮層右側前扣帶皮層喙部前扣帶皮層尾部扣帶皮層峽部后扣帶皮層MS組(n=28)51.21±21.7353.62±12.2258.31±9.8762.53±12.4851.88±5.3653.99±9.4057.17±11.9658.69±11.79對照組(n=28)48.30±49.6562.24±15.8568.17±14.7172.17±14.5951.35±39.0259.94±14.4764.41±13.4666.22±15.56t值0.28-2.28-2.95-2.660.06-1.82-2.13-2.04P值0.780.03<0.050.010.950.070.040.04

表3 MS組與對照組扣帶亞區(qū)皮層厚度比較(mm，±s)

表3 MS組與對照組扣帶亞區(qū)皮層厚度比較(mm，±s)

組別左側前扣帶皮層喙部前扣帶皮層尾部扣帶皮層峽部后扣帶皮層右側前扣帶皮層喙部前扣帶皮層尾部扣帶皮層峽部后扣帶皮層MS組2.64±0.232.59±0.232.21±0.192.42±0.122.78±0.212.47±0.182.22±0.192.42±0.18對照組2.60±0.222.61±0.162.34±0.142.52±0.192.67±0.192.48±0.142.36±0.162.47±0.14t值0.65-0.39-3.01-2.412.07-0.25-3.05-1.39P值0.520.70<0.050.020.040.80<0.050.17

2.3 MS組扣帶皮層CBF值及皮層厚度與認知評分間的相關性 MS組DST評分與左側扣帶皮層峽部、左側和右側后扣帶皮層CBF值呈正相關(r=0.32、0.37、0.29，P均<0.05)；SDMT評分與左側前扣帶皮層尾部、扣帶峽部、后扣帶皮層(r=0.32、0.29、0.44)、右側扣帶峽部及后扣帶皮層(r=0.37、0.39)CBF值呈正相關(P均<0.05)，且與左側后扣帶皮層厚度呈正相關(r=0.33，P=0.02)；RAVLT與右側扣帶皮層峽部厚度呈正相關(r=0.46，P<0.05)；CFT與左側扣帶皮層峽部厚度呈正相關(r=0.27，P=0.04)；其余MRI參數(shù)與認知評分無明顯相關(P均>0.05)，見表4。

表4 RRMS患者扣帶皮層CBF值及層厚與認知量表評分的相關性分析結果[r(P)]

3 討論

MS患者存在廣泛性腦損傷。目前灰質損傷對臨床殘疾程度及認知功能的影響逐漸受到重視，而扣帶皮層損傷亦與MS認知障礙存在相關性[5]。扣帶皮層是邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，定向處理感覺、運動、認知和情感信息，整合各種來源信息的輸入。3D pCASL腦灌注成像可無需對比劑而定量檢測CBF，評估疾病所致腦灌注變化[9]；3D-T1WI能顯示腦精細結構，空間分辨率較高，對診斷神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有重要價值。本研究采用3D-T1WI和3D pCASL腦灌注成像觀察RRMS患者扣帶皮層結構和灌注變化，并分析其與認知功能評分的相關性。

繼發(fā)進展型MS患者前扣帶皮層腦血容量降低，CBF值無明顯改變[10]，而伴發(fā)認知障礙RRMS患者雙側扣帶皮層灌注減低[11]。本研究結果顯示，RRMS患者左側前扣帶皮層尾部、雙側扣帶峽部及雙側后扣帶皮層CBF值減低，可能為灰質損傷所致。在正常成人大腦，以ASL測量的CBF值與18F-FDG PET測量的腦葡萄糖代謝利用率之間存在良好的相關性[12]，故ASL可間接反映組織代謝改變。MS患者灰質受損可能系原發(fā)性灰質損傷或繼發(fā)于白質損傷的灰質損傷，灰質損傷導致軸突變性和灰質脫髓鞘[13]，從而出現(xiàn)微循環(huán)灌注和組織代謝降低。

相比與結構像，灌注成像對顯示RRMS所致皮層病理改變更敏感[14]。STEENWIJK等[15]發(fā)現(xiàn)MS患者雙側后扣帶皮層厚度減低；GEISSELER等[16]提出MS患者雙側前扣帶皮層皮質變薄。本研究結果顯示MS組雙側扣帶峽部及左側后扣帶皮層變薄，而右側前扣帶皮層喙部厚度增加，推測這是由于RRMS患者病程較短，扣帶皮層尚未出現(xiàn)明顯萎縮。

本研究中MS組與健康對照組間認知評分差異存在統(tǒng)計學意義，且認知評分與患者教育程度呈正相關，與年齡呈負相關。KESER等[5]發(fā)現(xiàn)右側扣帶皮層峽部與所有認知模式均存在相關性，左側扣帶皮層峽部與患者記憶能力呈正相關；RRMS患者信息處理速度降低則與右前扣帶皮層的萎縮相關[17]。本研究結果顯示，RRMS患者注意力及信息處理速度受損與扣帶皮層灌注下降相關，而記憶障礙與扣帶皮層萎縮有關，與既往研究[5,17]結果有所出入，原因可能在于各研究間RRMS病程及患者認知情況存在差異。

綜上所述，RRMS患者扣帶皮層部分亞區(qū)出現(xiàn)萎縮和灌注改變并可能導致認知功能損害。本研究的主要局限性：①樣本量??；②未根據(jù)認知評分對RRMS患者進一步分組；③未動態(tài)觀察RRMS患者扣帶皮層變化及相應臨床癥狀改變，有待擴大樣本量進一步研究。