阿尔茨海默病多模态MRI研究进展

阿尔茨海默病多模态MRI研究进展

俞翔;许亮;刘筠

【摘要】Alzheimer’s disease (AD) is a nervous degenerative disease characterized by progressive cognitive disability and behavior deficits. Previous neuroradiology investigated the regional brain change of AD usually by applying structural MRI. With development of multimodality MRI techniques, researchers can evaluated AD in terms of functional connectivity, metabolism level, white mater fiber track, hemodynamics. Meanwhile, multimodality MRI can offer radiological evidences for clinical diagnosis, staging, treatment and prognosis. We reviewed the research progress of multimodality MRI techniques in AD.%阿尔茨海默病（AD）是一种以进行性认知障碍和行为异常为主要表现的神经退行性疾病。早期神经放射学多采用结构MRI研究AD 局部脑区的改变，随着多模态MRI 的发展，研究者们从功能连接、代谢水平、白质纤维成像、血流动力学等方面对AD进一步评价，从而为AD的临床诊断、分期、治疗和预后提供了放射学依据。就多模态MRI技术在AD 中的研究进展予以综述。

【期刊名称】《国际医学放射学杂志》

【年(卷),期】2015(000)006

【总页数】6页(P539-543,556)

【关键词】阿尔茨海默病;多模态;默认网络;结构磁共振成像;功能磁共振成像

【作者】俞翔;许亮;刘筠

【作者单位】天津医科大学研究生院，天津 300070;天津市人民医院影像学部;天

津市人民医院影像学部

【正文语种】中文

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）又称老年性痴呆，是一种以进行性认知障碍和行为异常为主要表现的中枢神经系统退行性疾病，常发生于老年人，起病隐袭，发病率逐年升高，是最常见的痴呆类型[1]。目前全球约有2400万痴呆病人，预计到2050年患病人数可能为目前的4倍[2]。AD按病情演变规律分为临床前期、轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment,MCI）和老年痴呆期，病人的平均生存期较短，病程一般为5～10年，因此对该病早期诊断及干预尤为重要。目前，AD的发病机制尚不完全清楚，也缺乏早期诊断的可靠指标，其临床诊断主要依靠神经心理学，确诊则主要靠尸检病理学，多数研究者认为AD的病因与神经细胞内神经纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFT）和细胞外β淀粉样蛋

白（amyloid-β，Aβ）沉积造成的神经元及突触的丢失有密切关系[3]。MRI技术在AD的应用范围越来越广泛，科研人员针对AD病人脑萎缩情况、默认网络功能连接性、白质纤维束完整性、脑内代谢及血流动力学等开展了一系列研究。多模态MRI包括结构MRI（structural MRI,sMRI）、功能MRI（functional

MRI,fMRI）、MR波谱成像（magnetic resonance spectroscopy,MRS）、扩

散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）、扩散峰度成像（diffusional kurtosis imaging,DKI）、磁敏感加权成像（sensitive weighted

imaging,SWI）、动脉自旋标记（arterial spin labeling, ASL）示踪法灌注成像等。

由于AD主要表现为受累脑区的萎缩，亦即由于神经元胞体、突触的丢失以及树突的去树枝状改变引起的脑灰质体积减小，因此研究人员普遍关注sMRI在测量海马、

内嗅皮质、边缘系统及杏仁体的体积变化上的表现。有研究显示[4]神经元纤维缠结和神经元的数目存在负相关，因此可以认为sMRI能够间接反映神经元纤维缠结的程度。目前sMRI最常用的方法是基于体素的形态测量学（voxelbased morphometry，VBM），它对于评估脑组织形态学细微变化最具特异性。由于AD最早的临床表现是情景记忆的损害，内侧颞叶（medial temporal lobe，MTL），尤其是海马以及内嗅皮质与正常记忆功能高度相关，目前针对AD临床前期的影像学研究多集中在MTL。Killiany等[5]利用体积测量方法观察伴有记忆力损害老年人群内嗅皮质、海马以及前扣带回后部等脑区的变化，通过3年的随访研究发现内嗅皮质早期受累，其萎缩的程度对识别临床前期AD病人最有价值，并且与局部神经病理表现相一致。Whitwell等[6]采用VBM对MCI病人脑皮质萎缩情况进行了纵向研究，选取MCI病人进展到AD 3年前、1年前和确诊AD的3个时间节点，通过MRI分析各脑区的改变。结果显示，对应这3个节点出现明显萎缩的脑叶主要是颞叶，首先是MTL，其余包括杏仁核、海马前部、内嗅皮质，随后扩展到颞中回和整个海马，此时部分顶叶也开始受到累及，最终MTL广泛性严重受累；同时与颞叶有联系的顶叶及额叶皮质也开始出现萎缩。最近有研究[7]表明海马和伏隔核体积萎缩与MCI向AD高风险转化具有相关性。尽管在过去的30年里多种MRI新技术逐步应用到AD研究中，但目前sMRI仍然是唯一能够协助临床早期诊断MCI的有效辅助手段[8]。

2.1 静息态fMRI 1995年Biswal等首次发现人脑在清醒安静状态下尚能自发产生低频振荡现象，此为静息态血氧水平依赖（BOLD）信号的基础。静息态功能MRI （resting state fMRI,rs-fMRI）属于血氧水平依赖功能成像技术，主要反映特定脑区脱氧血红蛋白浓度变化，被试者处于一种清醒、闭眼的休息状态，是在不接受认知任务、不进行思维活动状态下进行的脑MRI扫描。rs-fMRI作为AD一种新兴的生物标记，与任务态fMRI相比具有很多优势，其更易于采集痴呆病人的