血管性认知障碍的结构影像学研究进展

赵维纳，于洋，孙丽，尹昌浩

血管性认知障碍（vascular cognitive impairment，VCI）是一类由脑血管病危险因素或脑血管病引起的认知障碍，流行病学研究表明，VCI发病率仅次于阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）[1]。轻度认知障碍（mild cognitive impairment，MCI）的流病学研究表明，MCI的总发病率为20.8%，其中遗忘性MCI占29.5%，轻度血管性认知障碍占42.0%[3-4]。

VCI的临床诊断主要是基于神经认知量表评测患者存在认知功能障碍，临床病史及影像学有血管病证据，并且确认认知损伤和脑血管病的因果关系[5]。但VCI起病较隐匿，从时间上很难确认脑血管病变与认知功能损害的前后关系，因此，目前尚无被普遍接受的VCI早期诊断标准。通过磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）探讨VCI更为直接客观的病理改变证据及生物学特征，从而加深对VCI本质的理解[6]，这对早期诊断VCI，改善疾病预后具有重要的现实意义。本文回顾了结构影像学方法在VCI领域的研究进展。

1 常见的结构影像学技术

计算机断层扫描（computed tomography，CT）是神经科应用最广泛的影像学检查技术，但由于其分辨率和组织对比度较MRI低，较少用于VCI的研究。MRI分辨率较CT更高，能够检测出脑内病灶的微小改变，可更好地提供正常及病变组织的形态学特点，更常用于VCI的研究中。

结构MRI（structure MRI，sMRI）、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）和弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）都可以反映脑组织的结构改变。sMRI是一种在T1加权像上提取出皮质所占图像区域并测量其厚度和体积的检测手段，目前广泛应用于探测大脑皮质结构的改变。DWI和DTI都能反映活体组织内水分子扩散运动，DWI侧重于反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，而DTI可以更全面地反映组织在各方向上的水分子扩散情况，显示白质纤维束走向。DTI的评估指标包括反映扩散各向异性的各向异性分数（fractional anisotropy，FA）、反映水分子弥散运动能力的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）和反映分子整体的弥散水平的平均扩散率（mean diffusivity，MD）。

2 脑皮质结构变化与血管性认知障碍

2.1 额叶、颞叶损伤与血管性认知障碍 丘脑-基底节-前额叶皮质下环路破坏是导致VCI认知功能障碍、行为异常和其他临床症状的病理解剖基础[7]。随着白质缺血程度的加重，患者临床认知功能丧失增加，且额叶损伤易出现注意功能下降[8]。郑健等[9]发现痴呆综合征患者常出现额叶、颞叶萎缩。还有研究显示VCI患者头颅MRI常表现颞叶萎缩，提示颞叶萎缩与血管性MCI患者认知障碍进展有关[10]。

2.2 海马与血管性认知障碍 海马是目前认知障碍脑影像学研究中涉及最多的区域。尽管研究结果存在异质性，但大部分研究都显示VCI患者的海马受累，体积减小。研究发现，海马不同亚区对疾病存在有不同的易损性，VCI患者中海马亚区萎缩比海马整体萎缩更为明显[11]。此外，海马梗死可致长时情景记忆损伤，并且双侧海马损失对具体记忆损伤的影响不完全一致[12]。有基于体素的形态学测量（voxel-based morphometry，VBM）和静息态功能MRI方法的研究发现，VCI患者较正常对照组左侧颞下回及海马旁回皮质体积减小[13]。Liu等[14]通过sMRI结合VBM发现，VCI组相比健康对照组，双侧颞叶的梭状回、颞叶外侧和内侧颞叶（海马和海马旁回）、双侧眶额皮质、左侧缘上回、丘脑及右侧小脑区皮质体积显著减少。在测量深部皮质体积时发现痴呆综合征患者双侧海马、杏仁核、伏隔核、丘脑、壳核和苍白球处萎缩最明显。此外，通过MRI三维曲面映象技术对海马的研究发现，VCI患者的海马体积介于遗忘性轻度认知障碍患者和正常对照人群之间，通过对海马亚区分割，进一步比较发现VCI较正常人群左侧海马下托、前下托以及CA4/DG区明显萎缩[15]。

3 脑白质损伤与血管性认知障碍

DTI研究显示，与AD患者相比，VCI患者除枕叶外所有白质区域FA均下降，MD均增高，这提示AD和VCI的白质纤维结构损伤可能有所不同[16]。如选取ADC为观测指标，与正常对照组比较，VCI组双侧额叶前部、侧脑室前角和后角区、下额枕束、扣带束的FA值显著下降，ADC显著升高。左侧上纵束、胼胝体膝部FA值及ADC值正常对照组比较FA值下降，ADC升高，存在统计学差异[17]。有研究通过与年龄相关白质改变评分（age related white matter changes，ARWMC）对侧脑室周围脑白质高信号严重程度进行相关性分析时发现，ARWMC评分与侧脑室前角区及后角区FA值呈负相关，与ADC值呈正相关[17-18]。针对正常对照组、轻度血管性认知障碍和血管性痴呆综合征的DTI研究结果显示：与正常对照组相比，轻度血管性认知障碍和血管性痴呆综合征的MD都增高，FA仅在痴呆综合征中降低，提示随着疾病变化，白质纤维损伤的程度也存在变化[19]。单纯从DTI分析VCI可以看到白质结构和纤维损伤，说明DTI在探测VCI中具有可行性，但目前各个研究关于受损脑区分布的结果并不统一。有研究表明，VCI患者双侧额叶前部、侧脑室前角和后角区、下额枕束、扣带束的FA值显著下降，ADC显著升高[17]。也有研究发现VCI组穹窿、胼胝体膝部、胼胝体压部、扣带束前部、上纵束FA值均明显减低[20]。

广泛的白质损伤会首先破坏长联合纤维，引起额叶皮层回路和联合纤维受损导致VCI患者出现额叶执行功能损伤[21-22]。研究表明轻度血管性认知障碍较正常对照组存在广泛的联络纤维FA值降低、MD值增高。轻度血管性认知障碍组在双侧矢状层、扣带回、上纵束、上额枕束、钩束及海马的FA值减低，MD值增高[23]。DTI分析能有效地评价轻度血管性认知障碍患者白质纤维的完整性受损情况[24]。

VCI的结构影像学主要从卒中位置、大脑形态学变化及大脑白质结构变化方面研究VCI引起的大脑微观结构变化及其与认知之间的关系。目前，通过结合主诉、临床症状体征及相关辅助检查，现已能够筛查出部分VCI患者，但探寻VCI的机制及制定统一的诊断标准仍有很长的路要走。VCI和其他病因所致的认知障碍在结构影像学上除典型脑血管病表现外，是否存在其他脑结构差异仍有待研究。结合其他模态的影像学如反映代谢的磁共振波谱、正电子发射体层显像，反映脑功能活动的功能磁共振、功能性近红外光谱技术综合分析脑内变化可能成为今后研究VCI发病机制的热点。

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