預測遺忘型輕度認知障礙發(fā)展的磁共振功能成像

劉孟昕 馬賀驥 隋汝波 郭輝 鄭石磊 王鈴

(錦州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 1放射科，遼寧 錦州 121001；2神經(jīng)內(nèi)科)

阿爾茨海默病(AD)是老年人最常見的癡呆類型，占全部癡呆的 50%～60%〔1，2〕。輕度認知障礙(MCI)是指有輕度的記憶和認知損害，但尚未達到癡呆，是一種介于正常老化與癡呆之間的一種狀態(tài)〔3〕，根據(jù)腦內(nèi)受損的認知區(qū)域，MCI可以分為兩種主要類型：遺忘型(aMCI)和非遺忘型(naMCI)〔4〕，aMCI主要是指記憶消除方面，aMCI主要是其他認知領域的認知障礙(如注意力，語言，視覺空間或執(zhí)行功能方面)。目前研究普遍認為 MCI 患者是發(fā)展為癡呆的高危人群，而aMCI 則具有高度進展為 AD 的危險〔5〕，naMCI患者則更容易轉化為其他癡呆癥，例如血管性癡呆或路易體癡呆〔6〕。在當前的癡呆癥檢測方法中，與腦脊液(CSF)測試和正電子發(fā)射斷層掃描(PIB-PET)相比，功能性磁共振成像(MRI)是一種非侵入性，可重復且廉價的方法〔7〕。磁共振波譜成像(MRS)是一種可反映組織內(nèi)生化及代謝變化的檢查方式，它利用磁共振現(xiàn)象和化學移位對活體組織器官代謝、生化改變及化合物進行無創(chuàng)性研究。彌散張量成像(DTI)可有效觀察和追蹤腦白質(zhì)纖維成像，是一種在彌散加權成像基礎上發(fā)展而來的技術。利用 DTI 束，在 AD 和 MCI 中主要應用于檢測關鍵區(qū)域和全腦的白質(zhì)損傷。本研究旨在探討基線期功能磁共振技術對aMCI患者轉化為AD的臨床預測價值。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 收集2017年12月至2020年7月于錦州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診初次就診的40例aMCI患者。入組患者均自愿參加，簽署知情同意書。aMCI組：診斷基于Petersen〔8〕的診斷標準：①患者或家屬的報告記憶障礙；②有日常生活活動能力；③臨床神經(jīng)心理測驗客觀評定患者存在一定程度認知障礙；④不符合AD〔9〕的診斷標準。正常對照組:選取同一地區(qū)20 名正常老年健康志愿者，符合中華醫(yī)學會老年學會 1985 年制訂的健康老年人的標準〔10〕。

1.2臨床神經(jīng)心理學評估 ①簡易智力狀態(tài)檢查(MMSE)量表共 30 項，總分為30分。②工具性日常生活能力(IADL)共8 項，總評分范：0～16分。③蒙特利爾認知評估(MoCA)量表共30項，總分為 30 分。所有參與者平均隨訪2年，隨訪結束 aMCI 患者分為:aMCI穩(wěn)定組和 aMCI轉換組;入組及隨訪結束時進行2次神經(jīng)心理學測驗，入組時進行MRI掃描。

1.3影像采集 采用simens3.0T超導磁共振頭顱掃描，患者掃描過程中身體保持靜止，采取仰臥位，常規(guī)平掃進行定位。①MRS掃描：MRS采用單體素3D化學位移成像自旋回波序列。掃描參數(shù)：重復時間(TR)1 850 ms，回波時間(TE)2.0 ms，視野(FOV)240 mm×240 mm，反轉角90°，層厚1 mm，層間距0，矩陣1 024×1 024，體素大小20 mm×20 mm×20 mm水激發(fā)帶寬(BW)35 MHz。采集BW 1 000 MHz。采用脂肪抑制及弱水抑制，掃描方向為軸位，周邊施加8條飽和帶減少周圍組織信號對MRS的干擾。②DTI掃描：DTI采用SSE-EPI序列掃描，軸位掃描，掃描參數(shù)：TR 6 600 ms，TE為100 ms，矩陣128×128，F(xiàn)OV 220 mm×220 mm，激勵次數(shù)(NEX)=1，b=0、1 000 s/mm2，擴散敏感梯度方向為12 s/mm2，層厚5 mm,層間距1 mm。

1.4圖像處理及測量 設置扣帶回后部(即胼胝體壓部的后方)為感興趣區(qū)(ROI)，通過MRS需要測定的代謝物有肌醇(mI)、 N-乙酰天門冬氨酸(NAA)；DTI 在不同層面彩色張量圖上測量每個感興趣區(qū)各向異性分數(shù)(FA)值，大小控制在2個體素。在不知道診斷結果的情況下由同1名醫(yī)師連續(xù)測量3個相鄰層面，統(tǒng)一設置感興趣區(qū)取平均值，后進行統(tǒng)計。結果均由設備提供的軟件進行測量、處理、報出。

1.5統(tǒng)計學方法 應用 SPSS25.0 軟件進行獨立樣本t檢驗、方差分析、χ2檢驗，Logistic逐步回歸分析，并繪制受試者工作特征(ROC)曲線。

2 結 果

2.1人口統(tǒng)計學及神經(jīng)心理學比較 aMCI 組 40例患者隨訪2年后，其中有 12 例(30%)臨床轉化為 AD;另外28例(70%)aMCI 患者沒有轉化為 AD。各組年齡、性別、受教育年限差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。3組基線期神經(jīng)心理測評差異有統(tǒng)計學意義，aMCI轉化組顯著得分低于aMCI穩(wěn)定組和正常對照組(P<0．05)。見表1。

2.2后扣帶回皮層(PCG)的氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)代謝物比值比較 NAA/mI比值可以將aMCI穩(wěn)定組與 aMCI轉化組區(qū)別開來，aMCI轉化組值較aMCI轉化組顯著更低，見表1。此外，該代謝物比率在基線aMCI轉化組與aMCI轉化組 ROC 曲線下面積(UAC)為 0.830(95%CI0.728～0.932)，最佳臨界值≤1.884，靈敏度為 63.3%，特異性為90.0%。見圖1。

表1 3組基線期臨床資料及PCG處NAA/mI與FA值比較

2.3PCG的DTI各向異性分數(shù)指比較 組內(nèi)感興趣區(qū)左右側對稱部位FA值差異無統(tǒng)計學意義(P>0．05)：FA值aMCI轉化組、aMCI穩(wěn)定組較正常對照組減低，組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0．05)。FA值能夠在aMCI轉化組與aMCI穩(wěn)定組之間進行區(qū)分。見表1。 ROC曲線為 0.733(95%CI0.602～0.862)。最佳臨界值≤0.461，靈敏度為56.7%，特異性為83.3%。見圖1。

2.4使用參數(shù)組合預測準確性 FA和NAA/mI值聯(lián)合檢測AUC提高到0.920(95%CI0.844～0.996)。最佳臨界值≤0.536，靈敏度為 96.7%，特異性為 83.5%。見圖1。

圖1 基線期PCG的NAA/mI、FA值及其組合的ROC曲線

3 討 論

臨床現(xiàn)有治療AD過程是不能逆轉病情的，僅能延緩疾病進一步發(fā)展。aMCI與AD具有相同的病理生理基礎，更容易向AD轉化。不同的aMCI患者轉化速度不同，盡早識別可能在2～3年內(nèi)迅速進展的aMCI患者，以便采取積極的干預措施。PCG在認知功能中起著關鍵作用，尤其是在情節(jié)性記憶的檢索和注意力中，并且參與維持內(nèi)部和外部思想之間的平衡〔11〕。因此，能早期詳細了解PCG神經(jīng)變性及代謝變化對診斷AD很重要。本研究轉化率與 Marra等〔12〕報道的27.8%接近。

研究表明〔13～15〕海馬體積和PCG的NAA/mI比值降低，是認知正常老年人中MCI的良好預測指標。本研究與其發(fā)現(xiàn)一致，證實了PCG 中代謝物NAA/mI水平的變化，在預測aMCI 患者可能發(fā)展為AD 方面有很高的準確性。Waragai等〔16〕在另一項最新研究中表示NAA/mI較低的認知正常的老年人可能有發(fā)展為aMCI的風險。 FA值降低反映了AD和MCI患者腦白質(zhì)的損失〔17〕，郭龍軍等〔18〕發(fā)現(xiàn)，DTI 技術能夠作為鑒別AD 患者及 MCI患者腦白質(zhì)結構的不同的一項指標。本研究證實了基線時期轉換組與穩(wěn)定組FA值均減低，可將其與正常老年人FA值相比區(qū)別開來，因此更加確定使用DTI技術縱向研究預測aMCI患者是否轉化為AD的準確性。

研究發(fā)現(xiàn)，在1～1.5年內(nèi)，PCG的FA值在0.71～0.94〔19〕，并未分析其準確性；兩年內(nèi)PCG的NAA/mI ROC曲線下面積為0.77〔14〕，對比一項長達7年的研究，其ROC曲線靈敏度為 90.5%，特異性為 90.3%〔16〕。

本研究是一項集橫向及縱向為一體的綜合性研究，增加了功能性磁共振預測短期內(nèi)從aMCI向AD轉變的有效預測準確性，在臨床實踐中，神經(jīng)影像學功能檢查具有無創(chuàng)優(yōu)勢，實用性和可操作性較其他方式強。對于早期發(fā)現(xiàn)并篩選出易轉化為AD的aMCI 患者，具有重要的臨床意義，因此能在早期開展具有針對性的干預，從而延緩癡呆進展。本研究樣本量小，隨訪時間較短，因此，對具有較大代表性的 MCI患者樣本和更長的隨訪時間進行額外的縱向研究可能有助于更加確認這些結果。