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侧脑室后角旁白质损害所致认知功能障碍特征和功能磁共振研究

成戎川  
【摘要】:背景及目的:脑白质损害(white matter lesions,WMLs)是导致老年期认知功能障碍的主要病因之一,既是血管性痴呆的主要病理类型之一,也与轻度认知损害向阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)转化和AD的进展有关。流行病学调查报告,60岁以上老年人颅脑磁共振(MRI)检出WMLs的比例高达30%,并随年龄的增长比例进一步升高。因此,对于脑白质损害及其造成的认知功能障碍的研究有重要的实际意义。脑白质损害组织病理改变为白质纤维脱髓鞘和轴索变性;颅脑CT表现双侧大脑半球侧脑室旁和半卵圆区的低密度病灶;颅脑MRI检出脑白质损害更敏感,病灶在T2加权相和FLAIR成像上呈现高信号。根据Kim等结合脑白质损害的病因和病理特点,将白质损害分类为:紧邻侧脑室白质损害(juxtaventricular WMLs,JVWMLs)、侧脑室周围白质损害(periventricular WMLs,PVWMLs)、深部白质损害(deep WMLs,DWMLs)和皮质下白质损害(juxtacortical WMLs,JCWMLs),其中侧脑室周围白质被定义为距侧脑室壁3-13mm范围的白质,该部位处于脑实质深穿支动脉和脉络膜动脉分支供血的分水岭区域,容易发生缺血性损伤。以往研究提示,WMLs主要造成认知加工速度、执行功能、情景记忆和注意能力的下降。然而,WMLs组织病理改变存在显著的异质性,不同个体及病程的不同阶段病灶部位可能存在显著差异,由于累及的神经网络或皮质间联系的差异而可能导致不同方面的认知损害。特定部位WMLs的认知损害特征及其神经机制仍然不明确,制约了WMLs所致认知损害的早期诊断和临床防治,迫切需要进一步研究阐明。本研究基于脑白质病变累及认知功能相关的皮质下神经环路造成认知损害的假说,选择缺血性因素导致的早期孤立性侧脑室后角旁白质损害者(peripostcornu white matter lesions,PPWMLs)作为研究对象,采用神经心理测评方法探讨其认知损害特征,应用静息态功能磁共振成像技术评估其皮质功能状态以及基于体素的MRI技术测定其皮质结构改变,以验证前述假说。对象和方法:本研究选择慢性脑缺血导致的孤立性侧脑室后角旁白质损害者作为研究对象,使用成套神经心理量表和单项认知量表,评价研究对象认知功能障碍的特征;应用静息态功能磁共振(Rs-f MRI)技术评价各脑区皮质功能活化状态;采用基于体素的形态学分析方法(voxel-based morphology,VBM)测量大脑皮质结构改变。初步揭示侧脑室后角旁白质损害所致认知损害的神经心理特点,分析认知损害是否与特定神经环路或特定部位皮质结构和功能异常有关。结果:1.一般资料:PPWMLs组与对照组比较,性别、年龄、受教育程度及脑血管病危险因素均无显著差异(P﹥0.05)。2.神经心理测评结果:Neuropsychological test results:与对照组相比,在神经心理认知功能障碍方面,单纯侧脑室后角旁白质损害受试者不仅存在总体认知功能损害还在多个领域方面存在认知功能受损,以视空间结构能力、记忆力损害及语言流畅性等认知领域方面较对照组受试者出现显著功能下降。2.1总体认知功能Global cognitive function简易精神状态检查量表(MMSE)测评PPWMLs组受试者得分为25.69±2.75分,CN组受试者得分为29.00±1.15分,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。蒙特利尔认知功能量表(Montreal cognitive assessment,Mo CA,Beijing version)测评PPWMLs组受试者得分为20.46±2.82分,CN组受试者得分为27.08±0.95分,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。2.2执行功能Executive function连线测验(trail making test,TMT)时间指标评分PPWMLs组受试者为82.62±40.51,CN组受试者为57.38±27.96,两组间无显著差异(P0.05)。连线测验(TMT)错误次数指标评分PPWMLs组受试者为1.38±1.66,CN组受试者为0.15±0.38分,PPWMLs组错误次数显著多于CN组(P0.05)。2.3注意功能Attention数字符号测验(symbol digit modalities test,SDMT)项目PPWMLs组受试者得分为28.69±9.24,CN受试者得分为37.00±15.40,两组间无显著差异(P0.05)。数字广度测验(digit span test,DST)顺背(forward)项目PPWMLs组受试者得分为8.77±1.83,CN组受试者得分为11.23±1.79,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。数字广度测验(DST)倒背(backward)项目PPWMLs组受试者得分为4.38±1.39,CN组受试者得分为7.00±1.96,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。2.4记忆功能MemoryMMSE即刻记忆(instantaneous memory,ITM)项目PPWMLs组受试者得分为2.31±0.75,CN组受试者得分为2.92±0.28,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。MMSE短时记忆(short-term memory,STM)项目PPWMLs组受试者得分为1.92±0.95,CN组受试者得分为2.69±0.63,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。Mo CA短时记忆项目PPWMLs组受试者得分为1.92±1.66,CN组受试者得分为4.08±1.18,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。2.5视空间技能Visuo-spatial skills画钟测验(clock drawing test,CDT)项目PPWMLs组受试者得分为2.31±0.75,CN组受试者得分为2.92±0.28,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。2.6语言流畅性Verbal fluency词语流畅性测验(verbal fluency test,VFT)项目PPWMLs组受试者得分为9.85±2.19,CN组受试者得分为13.31±4.15,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)。2.7其它项目Other items两组受试者日常生活能力(Activities of Daily Living Scale,ADL)评分均在正常范围(与常模值比较)。PPWMLs组受试者得分为20.00±0.00,CN组受试者得分为20.00±0.00,两组间无显著差异(P0.05)。两组受试者神经精神问卷(Neuropsychiatric Inventory,NPI)评分均为0,无明显神经精神症状。汉密尔顿抑郁量表(Hamilton depression scale,HAMD)项目PPWMLs组受试者得分为1.00±1.14,CN组受试者得分为1.15±1.34,两组得分均在正常范围排除抑郁,两组间无显著差异(P0.05)。老年人认知功能减退知情者问卷(IQCODE)项目PPWMLs组受试者得分为3.30±0.36,CN组受试者得分为3.05±0.61,PPWMLs组得分显著低于CN组(P0.05)3静息态功能磁共振(Rs-f MRI)结果:3.1.PPWMLs组与NC组比较,双侧下半月小叶(Bilateral inferior semi-lunar lobule,ISLL)、双侧颞下回(Bilateral inferior temporal gyrus,ITG)、右侧海马(right hippocampus,Hip)、左侧壳核(left Putamen,PUT)区域ALFF显著降低。3.2 PPWMLs组与NC组比较,在双侧额中回(Bilateral middle frontal gyrus,MFG)、双侧距状裂周围区域(Bilateral calcarine fissure and surrounding cortex,CAL)、双侧后扣带回(Bilateral posterior cingulated cortex,PCC)、双侧颞上回(Bilateral superior temporal gyrus,STG)、右侧颞中回(right middle temporal gyrus,MTG)ALFF显著升高。3.3偏相关分析显示,PPWMLs组与NC组比较,左颞上回ITG=inferior temporal gyrus ALFF值与数字广度评分呈显著正相关(r=0.744,P=0.022),右侧颞上回ALFF值与TMT评分呈显著正相关(r=0.828,P=0.006)。4.灰质体积改变结果:4.1 PPWMLs和对照组相比,在左侧小脑前叶(Left Cerebellum Anterior Lobe)、双侧眶上回(Bilateral orbital partin Superior frontal gyrus,ORBsup)、双侧距状裂周围区域(Bilateral calcarine fissure and surrounding cortex,CAL)、双侧前扣带回(Bilateral anterior cingulated cortex,ACC)、双侧颞中回(Bilateral middle temporal gyrus,MTG),右侧壳核(Right Putamen,PUT)灰质体积(GMV)显著增加。(P0.05)4.2 PPWMLs组和对照组相比,在双侧梭状回(Bilateral Fusiform FFG)灰质体积(GMV)显著下降。(P0.05)。4.3 PPWMLs组左侧小脑前叶(Left Cerebellum Anterior Lobe)灰质体积GMV值与数字广度测验评分呈显著正相关(r=0.0.58,P=0.03)结论:1.与对照组相比,在神经心理认知功能障碍方面,孤立性侧脑室后角旁白质损害受试者存在总体认知功能损害表现为轻度认知障碍。还在多个不同领域方面存在认知功能受损,以视觉空间结构能力、记忆力及语言流畅性等认知领域较对照组受试者出现显著功能下降。2.侧脑室后角旁白质损害组与对照组比较,双侧下半月小叶、双侧颞下回、右侧海马、左侧壳核区域ALFF显著降低,表明上述脑区功能活动减弱,可能与其认知损害有关。侧脑室后角旁白质损害组与对照组比较,在双侧额中回、双侧颞上回、右侧颞中回、双侧后扣带回及双侧距状裂周围区域ALFF显著升高,提示上述脑区功能活动代偿性增强。侧脑室后角旁白质损害组左颞上回ALFF值与数字广度评分呈显著正相关,右侧颞上回ALFF值与TMT评分呈显著正相关,提示前述部位参与记忆、注意和执行功能。3.侧脑室后角旁白质损害患者双侧眶上回、双侧颞中回、双侧前扣带回、左侧小脑前叶、双侧距状裂周围区域和右侧壳核灰质体积GMV高于正常对照组,提示侧脑室后角旁白质损害患者认知障碍不是由于前述部位结构异常引起。侧脑室后角旁白质损害患者双侧梭状回灰质体积GMV较正常对照组显著下降,提示其认知功能减退可能与该部位萎缩有关。侧脑室后角旁白质损害患者左侧小脑前叶GMV值与数字广度测验评分呈显著正相关,提示前述部位可能参与记忆、注意等方面认知活动。


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