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帕金森病患者磁共振成像弥散张量成像与认知功能的相关性

2018-08-15王爱杰

中国老年学杂志 2018年15期
关键词:胼胝额叶环路

于 凌 梁 辉 孔 敏 王爱杰

(烟台市烟台山医院神经内科,山东 烟台 264000)

帕金森病(PD)是一种多发于中老年的神经变性病,可表现为运动症状和非运动症状。近年来非运动症状逐渐受到重视,其中认知障碍严重影响患者生活质量。有研究表明,PD患者3~5年内发生认知障碍占20%~57%〔1〕。PD认知障碍发病机制复杂,与黑质退变、皮质及皮质下路易小体形成有关,但不能解释较为广泛的认知障碍,可能还与黑质-纹状体环路纤维受损有关。磁共振成像(MRI)弥散张量成像(DTI)技术安全、无创,能直接反映脑白质纤维束的改变,为PD痴呆诊断和疾病进程提供客观依据〔2〕。本文拟分析PD患者DTI与认知功能的相关性。

1 材料与方法

1.1一般资料 收集2013年12月至2015年1月烟台市烟台山医院住院的40例PD患者为PD组,男25例,女15例,年龄51~70岁,平均(64.5±5.03)岁,病程2~8年,平均(4.64±1.91)年,均为右利手。患者均符合英国帕金森病学会PD临床诊断标准,并排除药物不良反应及其他PD综合征患者。用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评价患者认知功能,包括视空间和执行能力、命名、注意、语言、延迟回忆、定向、抽象7个方面,行DTI检查,MoCA≤23分为认知功能障碍。健康对照组40例,男24例,女16例,年龄(62.1±4.23)岁。受试者及家属均知情同意。两组年龄、性别差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2检查方法 使用GE3.0T超导MRI扫描仪,扫描序列包括常规T1WI、T2WI、FLAIR、DWI、DTI。视野(FOV)240 mm,采集矩阵256×256,TR/TE=8 000 ms/109.4 ms,翻转角=90°,b值0.100 0 ms/mm2,层厚3 mm,间隔0 mm,弥散敏感梯度方向25个。扫描过程中受试者取仰卧位,头部用固定带束缚,以防扫描过程中因不自主运动造成数据采集不准确和引起图像伪影,扫描定位线平行于前后联合方向。

1.3数据处理 采用GE公司ADW4.4工作站functool软件对DTI图像进行后处理,选择齿状核、黑质、红核、尾状核、苍白球、丘脑、内囊、胼胝体、外囊、放射冠、半卵圆中心为感兴趣区(ROI),结合彩色向量图、纤维追踪图及各向异性分数(FA)图在显示ROI最大最清晰层面手动描绘ROI,并记录各ROI的FA值。所有数据由2名有经验的医师采取双盲法各测量3次,取平均值。

1.4统计学分析 应用SPSS19.0软件进行t检验及Spearman相关分析。

2 结 果

PD患者MoCA 11~26分,其中≤23分28例,≥24分12例,认知功能障碍占70%。视空间与执行(2.65±1.14)分,命名(1.95±0.88)分,注意(1.98±1.62)分,语言(1.98±0.92)分,延迟回忆(2.00±1.63)分,定向(4.63±1.27)分,抽象(0.90±0.84)分。视空间与执行能力与右侧红核、左侧内囊后肢、左侧胼胝体膝部、左侧放射冠前部相关(均P<0.05)。命名与左侧齿状核相关(P<0.01),与右侧苍白球相关(P<0.05)。注意与右侧内囊后肢、右侧半卵圆中心后部相关(P<0.05)。语言与左侧黑质、右侧苍白球、左侧内囊后肢、右侧半卵圆中心中部相关(P<0.05)。抽象与右侧内囊膝部相关(P<0.05)。延迟回忆与左侧红核、左侧尾状核、左侧胼胝体干、右侧胼胝体干、左侧外囊、右侧外囊相关(P<0.05,P<0.01)。定向与左侧苍白球左侧胼胝体膝部相关(P<0.05)。 见表1,表2。

表1 各ROI区FA值

表2 各ROI区Spearman相关系数(r值)

续表2 各ROI区Spearman相关系数(r值)

1)P<0.05,2)P<0.01

3 讨 论

已有研究表明脑区中与认知功能相关的部位有前额叶、前扣带束、后顶叶、部分颞叶及枕叶等〔3〕,PD认知功能障碍主要表现在额叶执行功能与视空间、记忆力下降和语言等,执行功能与视空间障碍最常见,其次是记忆功能受损,认知功能障碍的发生机制目前尚不清楚,目前多认为与额叶-纹状体环路、额叶-基底节环路、额叶-丘脑环路等受损有关〔3〕。Sisti等〔2〕发现患者认知功能不但与病情及脑局部功能异常有关,还可能涉及多个脑区间的连接功能,主要表现为白质纤维束的变化。广泛脑白质纤维束结构完整性的破坏,导致白质纤维束FA值的变化。DTI是在磁共振扩散加权成像(DWI)基础上的MRI检查技术。利用多种参数和数据处理,从量和方向上反映成像体素内弥散的变化。脑组织中水分子的弥散运动受到多种因素如细胞膜的影响,在有髓神经纤维中,水分子沿轴突方向的弥散速度远大于垂直方向的弥散速度,这种方向依赖性很强的弥散运动叫作各向异性弥散FA值,为DTI最常用的量化指标,其大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性密切相关,神经元变性和纤维束完整性破坏均可引起FA值降低。已有研究发现PD痴呆患者额叶、顶叶、颞叶皮质、胼胝体膝部、前中扣带回的FA值明显降低〔4〕,提示神经元及纤维束存在广泛损害。

视空间障碍在PD患者中常见,早期可表现为视觉记忆下降,晚期可能出现视幻觉等表现;执行功能是指计划能力、组织能力和目标引导行为的调节能力,均依赖于额叶-纹状体环路的完整性。执行功能损害即计划组织行动能力的下降,表现为患者对额叶相关的指令性任务执行能力下降,可以反映大脑额叶的损害,导致黑质-纹状体多巴胺通路和中脑-皮质通路的退行性变〔5〕。胼胝体是脑内最大的白质连接纤维束,联系双侧顶叶、枕叶及颞叶的纤维束,位于大脑半球纵裂的底部,主要功能是整合双侧半球间的运动、感觉及认知活动等〔6〕,与记忆、注意、语言、听觉有关,对视觉传递具有重要意义,是脑功能多元化、协调化的结构基础〔7〕。本研究提示皮质-基底节区、红核及胼胝体联系纤维在视空间、执行方面起到一定作用。

PD患者语言障碍表现为语速减慢、语量减少,同时理解、命名方面也存在减退。患者自发语言信息量减少、对复杂语言理解力下降、语言流畅性降低,反映了额叶皮质概念形成功能的损害〔8〕。Barbas〔9〕发现PD患者大脑的语言中枢及语言调节机制并未受损,但患者有命名困难的情况。研究发现小脑-丘脑-皮层运动环路、大脑-小脑环路参与PD的运动障碍及认知功能调节〔10〕。小脑是该环路中的重要节点,神经核团主要通过丘脑中继,继而联络大脑皮层,形成完整的循环网络〔11〕。Timmarm等〔12〕发现在认知活动中小脑双侧齿状核输出核团均被显著激活,复杂的认知活动较简单认知活动激活更为明显。有研究〔13〕认为小脑参与的许多认知网络是在前额皮质及顶叶皮质的联合作用下完成,如大脑皮层-脑干红核-小脑环路。本研究与以上研究结论类似,齿状核是小脑最重要的信息传出核团,是小脑信息传出的重要通路,提示小脑参与了命名过程,是上述环路中的重要组成部分,所以推测这个环路参与语言功能的调节。皮层-基底节区-齿状核-有广泛的联系纤维,是锥体外系的重要环路,上述部位是该环路的重要组成部分,推测参与语言功能的调节。

PD患者常表现为注意力不集中,情绪低落;抽象、立体思维的能力下降,画钟试验常不能完成;定向异常表现为患者在新环境甚至熟悉环境中找不着路,看不懂地图;说明皮层-基底节区联络纤维参与锥体外系的功能调节。PD记忆障碍主要表现为短时记忆能力和瞬时记忆能力下降,表现自由唤起功能受损导致对新知识学习能力的减退。Vallar等〔14〕证实尾状核作为皮层-皮质下环路的一部分,损伤时可引起皮层功能障碍,表现为记忆力下降。本研究结果提示左侧红核、左侧尾状核、左侧胼胝体干、右侧胼胝体干、左侧外囊、右侧外囊作为皮质-皮质下环路的一部分,在记忆障碍的发生中起重要作用。Theilmann等〔15〕研究发现PD患者脑白质纤维束受损与认知功能相关,脑白质纤维的异常可作为未来认知功能下降的预兆,本研究得出类似结论,对于未出现认知功能障碍的PD患者,也应尽早行DTI检查,根据各脑区FA值推测可能出现的认知功能障碍,及早对症处理,改善生活质量。

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