阿尔茨海默病和血管性痴呆氢质子磁共振波谱研究 论文

1、阿尔茨海默病和血管性痴呆氢质子磁共振波谱研究阿尔茨海默病和血管性痴呆氢质子磁共振波谱研究论文论文关键字：患者 发现 诊断 研究 临床 病变 皮层 波谱 白质 体素【摘要】【摘要】阿尔茨海默病（AD）和血管性痴呆（VD）是老年人健康中最主要的两个问题，诊断主要依赖临床资料，大多数为主观指标，长期存在早期诊断、鉴别诊断的困难。本文综述了氢质子波谱在 AD 和 VD 的早期诊断和鉴别诊断方面研究状况。【关键词】【关键词】阿尔茨海默病；血管性痴呆；磁共振波谱痴呆是一种获得性、持续性智能损害综合征，老年期痴呆主要包括阿尔茨海默病（Alzheimers disease，AD）和血管性痴呆（vascular

2、 dementia，VD）。AD 是老年人最常见的痴呆类型，根据尸检病理研究，60%70%的痴呆为此种类型1。VD 是第二大常见痴呆类型，约占痴呆类型的 10%20%2，AD 和 VD 病理过程不完全相同，但临床表现、危险因素、病理学所见、影像学特征存在一定程度的重叠3，在临床上难以准确区分，鉴别诊断的困难长期存在。磁共振技术能够在活体进行形态学和功能学研究，为痴呆研究提供了一个有效的工具。氢质子磁共振波谱（1H-MRS）是近年来发展的无创性研究脑内化合物成分变化的影像学技术，是检测痴呆患者形态学异常之前生化方面早期异常改变的一个敏感手段。本文就其在 AD 和 VD 的早期诊断及鉴别诊断等方面

3、的研究综述如下。1 11H-MRS1H-MRS 在痴呆研究中的方法学在痴呆研究中的方法学1H-MRS 有两种定位技术，单体素 MRS 和多体素 MRS，多体素 MRS 又包括二维和三维 MRS 成像技术。单体素 MRS 选择性采集某一立方体体积内组织的波谱，1 次仅能提供 1 个兴趣区化学成分的信息，如需检查 1 个以上兴趣区需重复扫描。优点是每次采集前均进行了完整的脂肪抑制和水抑制，受邻近组织干扰小，获得的波谱信噪比高，结果可信度高。其缺点是感兴趣容积（volume ofinterest，VOI）为立方体，为获得较好的信噪比，VOI 必须足够大（2.215ml），因其内可包含非目标性结构，造

4、成部分容积效应，空间分辨力较低。多体素 MRS 也成为磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopicimaging，MRSI）或者化学位移(chemical shift imaging，CSI)。1 次采集可以同时获得多个部位的谱线或代谢图，依赖三维定位技术，每一个谱采集前需要先做 X、Y、Z 3 个方向的匀场和抑水，对设备要求高，检查时间长，约为单体素 MRS 检查时间的 24 倍，每一体素的波谱都受邻近体素影响，信噪比相对较差，可信度低于单体素 MRS。临床根据不同目的选择不同的定位方法。痴呆是弥漫性脑组织病变，AD病变过程按照内嗅皮层/内嗅皮层移行区经海

5、马、扣带回至颞叶外侧、额叶及顶叶、枕叶的顺序发展，病理特征为大脑皮质形成大量老年斑和神经元纤维缠结，皮质萎缩、神经元减少，皮层是病变原发部位。VD 发病机制不一，为了发现 VD 代谢特征，大多数研究选择临床过程和影像学表现相对均一的皮层下小血管病变患者作为研究对象（有时定义为皮层下缺血性血管痴呆，subcorticalischemic vascular dementia，SIVD）4，主要病理特征是小血管病变引起腔隙灶或其他皮层下半卵圆中心白质、皮层下深部白质和灰质的慢性缺血缺氧，被覆皮层出现继发性异常改变乃至萎缩，导致全脑容积变小。AD 与 SIVD临床表现与影像学表现存在一定的重叠，但从疾

6、病发生发展的角度来看，具有不同的模式。单体素 MRS 信噪比好、可信度高，对早期受累部位的检测有助于早期诊断，缺点是单体素 MRS 仅能检测有限的感兴趣区，不能反映痴呆患者各种能量化合物在脑内分布的改变。MRSI 可以同时获得不同区域的病变信息，尤其是最近出现的全脑 3D 采集方式5，可以获得全脑各个区域的病变信息，用于观察病变范围，并致力于其他类型痴呆的鉴别诊断。2 2痴呆患者痴呆患者 1H-MRS1H-MRS 化合物的变化及意义化合物的变化及意义痴呆患者 1H-MRS 研究的主要对象是 NAA、MI 和 Cho。2.12.1NAANAA 主要在神经元线粒体内合成，存在于神经元细胞及其轴突内

7、，是神经/轴索密度和异型性的标志物6。体外波谱研究表明，NAA浓度与 AD 患者的神经元密度存在正相关关系，NAA 水平的降低可作为判断神经元丢失和损伤的可靠指标7。关于 NAA 的生理学作用目前尚不清楚，一般认为，灰质 NAA 水平反映了神经元缺失和代谢状态的改变，白质内 NAA 浓度减低反应轴索损伤。大多数研究都发现 AD 患者 NAA 浓度较正常对照组低，具有统计学差异8。在 AD 病变明显的脑区（系列性 MRI 容积测量显示进行性局部脑萎缩的结构），例如颞叶内侧、内嗅皮层、海马和边缘叶系统在 AD 确诊之前就可以出现 NAA 的降低，与正常人相比，平均降低 10左右，而视觉皮层、运动区

8、、感觉区的 NAA 水平降低只有在病变后期才开始出现。有关 AD 患者白质内NAA 的变化结论不一。Meyerhoff9研究表明，侧脑室上方脑白质 NAA/Cr、NAA/Cho 下降，且与正常对照组相比具有显著性差异。而 Catani10通过对侧脑室三角区周围白质的研究表明，AD 患者该区域的 NAA/Cr 下降，但是与正常对照组相比差异无显著性。Schuff11研究显示颞叶内侧（包括海马）和顶叶灰质 NAA 水平降低，但不包括额叶白质，这一点与 AD 患者的病理改变模式相一致。VD 波谱研究的一个主要目标是发现与 AD 不同的代谢特征，以便于 AD鉴别，目前关于血管性痴呆 NAA 变化各家争

9、议比较大，MacKay12进行的早期研究中测量了 AD 患者和 VD 患者颞叶后部灰质的 NAA 和 Cho 水平，发现常规MR 检查与波谱检查结合可以区分对照组，但是没有发现 AD 与 SIVD 间任何差异。Kattapong13研究则发现 VD 患者皮层下白质 NAA/Cr、NAA/Cho 低于 AD患者，达到显著性水平。这种研究结果的差异可能与患者的选择、研究部位的差异有关。2.22.2MIMI 主要存于神经胶质细胞中，是神经胶质细胞的标志物14。MI T2 较短，只有采用短 TE（40ms，理想条件为 30ms 或者更短）波谱才能可靠测量。大多数 CSI/MRSI 序列 TE 都100

10、ms，因此 MI 测量仅限单体素（SV）测量法。对于 AD 发生 MI 增高的病理生理基础一直是尚待解决的问题，其他病变如脑损伤，MI 也可升高，对 AD 病变并无特异性。可以认为特定脑皮质区域排除其他因素的 MI 增加为原发性神经退行性变的一个特征。AD 早期，MI 升高早于 NAA 的下降，首先累及颞叶内侧15（对此区进行短 TE 波谱研究在技术上非常有挑战性，准确性较低，扣带回前部和后部以及大脑白质的 MI 测量较可靠），平均增长幅度为 20。2.32.3ChoCho 的主要成分为游离胆碱、甘油磷酸胆碱及磷酸胆碱，主要反映脑内总胆碱量。胆碱与细胞膜磷脂的分解和合成有关，同时参与细胞膜和髓

11、鞘的构成，并且是神经递质乙酰胆碱的前体。鞘磷脂分解或者细胞数目的增加可以引起 Cho 含量的增高。胆碱能神经传递途径功能异常是 AD 患者胆碱酶抑制剂治疗的理论基础。但 AD 患者 1H-MRS 检测到的 Cho 含量的变化不一。一些研究者发现在 AD 患者中 Cho 水平高于对照组15。也有很多研究者发现AD 患者 Cho 水平与对照组无明显差异16。分析其原因可能是 AD 患者脑代谢中游离胆碱水平一般正常，磷酸胆碱水平下降，而甘油磷酸胆碱水平相对增高，由于后两者的均衡作用，导致 AD 的 Cho/Cr 无明显改变。对于这个问题仍需要更多的研究来支持。VD 患者 1H-MRS Cho 含量的

12、变化各家结论也不同，Herminghaus17、Constans18和19Salem DB 发现 SIVD 患者脑白质Cho 水平显著性增高，而 MacKay12对中后部灰质的 1H-MRS 研究，没有发现AD 和 VD 患者之间的差异。3 31H-MRS1H-MRS 在痴呆临床应用在痴呆临床应用3.13.11H-MRS 与痴呆的诊断临床上难以准确区分 AD 和 VD。结构影像学（包括 MRI 在内）可以为临床诊断提供支持依据，但难以准确鉴别痴呆的类型。1H-MRS 对痴呆研究最有意义，和结构 MRI 检查同时进行，提供更多的诊断信息。MI 异常出现于 AD 早期阶段，NAA/MI 比值是诊断

13、 AD 很有价值的指标，Kantarci13与 Shonk20研究的敏感性和特异性分别为 83、98和82、90。1H-MRS MI 检测对 AD 早期诊断具有非常重要的意义。Waldman4对大脑皮质进行研究发现，AD 患者枕叶 MI/Cr 明显高于 VD 患者，且 AD组 MI/NAA 与 MMSE 具相关性，而 VaD 不存在此相关性。同时发现，两组患者NAA/Cr 和 Cho/Cr 的降低没有明显差别。MI 异常对 VD 诊断价值目前结论不一，进一步研究有助于揭示其具体的意义。3.23.21H-MRS 与痴呆的临床病程随着时间的进展，痴呆患者病变范围不断扩大，患者认知、记忆能力逐渐下降

14、。1H-MRS 可通过化合物浓度变化来反应痴呆的病理改变，1H-MRS 对 NAA/Cr，NAA/MI，MI/Cr 及这三种化合物浓度绝对值得测量具有较高的可重复性和稳定性16。AD 患者 MMSE 评分与右半球脑皮质 NAA/Cr 呈明显正相关，可反映痴呆的严重程度1，12。Rose 等16对 AD 患者研究显示 NAA/MI 与 MMSE 之间存在正相关，而 MI/Cr 和 MMSE之间呈负相关。一些代谢物与相应体素萎缩间的相关性也达到显著性水平。最近，Kantarci 等21探讨了轻度认知功能障碍、AD 患者 1H-MRS 与认知指标（痴呆分级和听说测试成绩）间可能存在的联系，发现 NA

15、A/MI 的回归分析效果最好。另一项研究发现 AD 患者 MMSE 评分和扣带回后部 NAA/MI（主要是 NAA/Cr的成分，MI/Cr 的作用要小）存在密切联系，但是这一现象未见于血管性痴呆患者22。SIVD 以皮质下白质损害为主，皮质下白质的 NAA/Cr 和 NAA/Cho比值与 AD 患者相比明显减低13，皮质下白质的 1H-MRS 研究有望发现与MMSE 评分的关系，寻求临床检测 VD 病程进展的客观指标。并且不同部位 NAA的变化与 MMSE 评分的关系可在一定程度上鉴别诊断 VD 与 AD。3.33.31H-MRS 对痴呆疗效的观察NAA 反映神经元的功能状态，1H-MRS 检

16、查结果可靠，可重复性高，故 NAA 的检测可用于药物疗效的监测23。AD 患者和 VD 患者都存在胆碱能系统的损害，黄延焱24给予卒中性 VD 患者胆碱酯酶抑制剂治疗后，NAA/Cr 升高，Cho/Cr 降低，MMSE 评分也有增高的趋势，与 Cho/Cr 存在负相关性。随着痴呆的临床研究的深入，对痴呆的认识也在不断加深，出现了一些新疗法。对于疗效的监测，结构影像学很难发现明显的改变，1H-MRS 对检测生物化学方面改变的监测，具有很大的意义。综上所述，1H-MRS 能够从细胞功能代谢的角度对痴呆进行深入的研究，明确病理变化过程，鉴别痴呆的类型，监控疾病的发展演变，但是目前的研究结论尚未获得病

17、理及病理生理的证实，检查方法本身较为复杂，尚未应用到临床实践中。随着研究的深入，1H-MRS 比较成为痴呆重要的影像学检查手段，提高痴呆类型诊断的准确度，监测疾病的发展过程。【参考文献】【参考文献】1丁萍，嵇鸣，苗华栋，等.Alzheimer 病和血管性痴呆的磁共振波谱分析.上海医学影像杂志，2004，13(2)：91-93.2Geldmacher D，Whitehouse P.Evaluation of dementia.The NewEngland Journal of Medicine，1996，335：330-336.3Erkinjuntti T，Inzitari D，Pantoni

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