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基于MRI的海马脑结构形态和功能改变在阿尔茨海默病诊断中的应用

2025-05-09 112 上传者：管理员

摘要：目的分析基于磁共振成像(MRI)的海马脑结构形态和功能改变在阿尔茨海默病诊断中的应用效果。方法选取2022年7月至2023年6月兰州市第三人民医院收治的114例阿尔茨海默病患者为研究组，另选取80例于医院进行体检的健康志愿者为对照组，两组均行MRI检查及颞叶内侧萎缩(MTA)评分、简易智力状态检查(MMSE)量表评分评估。结果与对照组相比，研究组各向异性分数(FA)、海马体积水平较低，平均扩散率(MD)、表观扩散系数(ADC)值水平较高，差异显著(P<0.05)。与研究组轻度患者相比，中度、重度患者FA、海马体积水平、MMSE评分较低，MD、ADC值水平、MTA评分较高，差异显著(P<0.05);与研究组中度患者相比，重度患者FA、海马体积水平、MMSE评分较低，MD、ADC值水平、MTA评分较高，差异显著(P<0.05)。FA、海马体积、MMSE评分与研究组患者病情严重程度呈负相关，与MD、ADC值、MTA评分与研究组患者病情严重程度呈正相关(P<0.05)。FA、海马体积与MTA评分呈负相关，与MMSE评分呈正相关，MD、ADC值与MTA评分呈正相关，与MMSE评分呈负相关(P<0.05)。受试者工作特征(ROC)曲线显示，与FA、MD、ADC值、海马体积单项诊断相比，四项联合诊断阿尔茨海默病的敏感性、准确性较高(P<0.05)。结论 MRI可对阿尔茨海默病患者海马脑结构形态和功能改变进行评估，对阿尔茨海默病具有较高的诊断价值。

关键词：
海马
磁共振成像
认知功能障碍
记忆力受损
阿尔茨海默病
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阿尔茨海默病的发生与环境､遗传等因素存在联系,其起病隐匿,随病情的发展可诱发记忆力受损､语言及执行能力下降,对患者及家庭影响较大,目前尚无有效方法对阿尔茨海默病进行预防或治疗,早期诊断为延缓疾病进展的重要方法〔1~3〕｡海马为高级神经记忆活动的完成器官,海马脑结构形态和功能改变易引发精神､认知功能障碍,阿尔茨海默病患者多存在不同的海马脑结构形态和功能改变,因此对海马脑结构形态和功能改变进行评估可为阿尔茨海默病早期诊断提供可靠信息〔4〕｡磁共振成像(MRI)在颅脑疾病诊断中发挥着重要作用,可对海马结构变化进行有效反映〔5〕｡基于此,本研究分析了基于MRI的海马脑结构形态和功能改变在阿尔茨海默病诊断中的应用效果｡

1、对象与方法

1.1研究对象选取2022年7月至2023年6月兰州市第三人民医院收治的114例阿尔茨海默病患者为研究组,男56例,女58例;年龄63~72岁,平均(66.24±2.31)岁｡另选取80例于医院进行体检的健康志愿者为对照组,男38例,女42例;年龄64~73岁,平均(66.28±2.29)岁｡所有受试者及家属对本研究内容均已知情并签署知情同意书｡纳入标准:阿尔茨海默病患者均符合《中国阿尔茨海默病痴呆诊疗指南(2020年版)》〔6〕中的诊断标准,出现显著的情景记忆障碍,均经神经心理学测验､脑电图､血液学､脑脊液等检查确诊;健康志愿者无MRI检查禁忌,无神经系统疾病｡排除标准:合并严重情感障碍者,合并血管性痴呆者,颅内有重金属异物者,有酗酒史者,存在严重头部外伤史者,合并肾､肝､心､肺功能不全等慢性消耗性疾病者｡

1.2MRI检查通过1.5T磁共振扫描仪(飞利浦公司生产)进行MRI检查,受试者仰卧,扫描时保持静止状态并佩戴耳塞,扫描参数:T1加权快速自旋回波(FSET1W)序列〔视野(FOV):230mm×180mm,回波时间(TE)､重复时间(TR):2.1ms､80ms,层厚:6.5mm,矩阵:512×512〕,T2加权快速自旋回波(FSET2W)序列(FOV:230mm×180mm,TE､TR:110.49ms､3000ms,层厚:6.5mm,矩阵:512×512),弥散张量成像(DTI)扫描:〔FOV:230mm×230mm,TE､TR:2500ms､31ms,层厚:6.5mm,矩阵:175×175,扩散敏感因子(b)值分别为0及800s/mm2〕,扫描时间31s,扫描完成后将图像上传至工作站,获得弥散加权成像(DWI),进行感兴趣区域(ROI)勾画,对异性分数(FA)､平均扩散率(MD)､表观扩散系数(ADC)值进行测量,共测量3次,取平均值,并对海马体积进行测量,需对各层面海马面积进行计算,与层厚相乘后获得海马体积｡

1.3颞叶内侧萎缩(MTA)评分､简易智力状态检查(MMSE)量表评分评估MTA评分〔7〕:在MRI平片上,依照T1加权冠状位上颞角及脉络膜宽度､海马高度进行MTA评分评估,分值为0~4分,分别对应没有萎缩;脉络膜裂轻度增宽;侧脑室颞角扩大且脉络膜裂轻度增宽;海马体高度下降､体积中度缩小;海马体体积重度缩小｡MMSE评分〔8〕:包括语言能力(9分)､记忆力(3分)､回忆能力(3分)､定向力(10分)､注意力和计算力(5分)五项,总分值为30分,得分与认知功能呈正比｡

1.4阿尔茨海默病患者病情严重程度评估依照临床医学痴呆症量表(CDR)评分〔9〕评估阿尔茨海默病患者病情严重程度,分值为1~3分,轻度为1分(对某些场合存在定向障碍,时间关联中度困难,记忆力中度缺损);中度2分(失去地点定向力,时间关联严重困难,记忆力严重缺损);重度3分(仅对人物存在定向力,记忆力严重丧失)｡

1.5统计学处理采用SPSS19.0软件进行t检验､F检验､χ2检验｡采用Pearson进行相关性分析｡诊断效能分析采用受试者工作特征(ROC)曲线,获取曲线下面积､置信区间､敏感度､特异度及准确度｡

2、结果

2.1两组海马区MRI指标水平对比如表1所示,与对照组相比,研究组FA､海马体积水平较低,MD､ADC值水平较高,有统计学差异(P<0.001)｡

表1两组海马区MRI指标水平对比(x±s)

2.2研究组不同病情严重程度患者海马区MRI指标水平对比如表2所示,与研究组轻度患者相比,中度､重度患者FA､海马体积水平较低,MD､ADC值水平较高,具有统计学差异(P<0.05);与研究组中度患者相比,重度患者FA､海马体积水平较低,MD､ADC值水平较高,具有统计学差异(P<0.05)｡

2.3研究组不同病情严重程度患者MTA评分､MMSE评分对比如表2所示,与研究组轻度患者相比,中度､重度患者MTA评分较高,MMSE评分较低,具有统计学差异(P<0.05);与研究组中度患者相比,重度患者MTA评分较高,MMSE评分较低,具有统计学差异(P<0.05)｡

表2研究组不同病情严重程度患者海马区MRI指标水平及MTA､MMSE评分对比(x±s)

2.4海马区MRI指标､MTA､MMSE评分与研究组病情严重程度的相关性FA､海马体积､MMSE评分与研究组病情严重程度呈负相关(r=-0.589､-0.614､-0.579,均P<0.001),MD､ADC值､MTA评分与研究组病情严重程度呈正相关(r=0.601､0.587､0.620,均P<0.001)｡

2.5海马区MRI指标与MTA评分､MMSE评分的相关性FA､海马体积与MTA评分呈负相关(r=-0.582､-0.575,均P<0.001),与MMSE评分呈正相关(r=0.588､0.624,均P<0.001),MD､ADC值与MTA评分呈正相关(r=0.603､0.617,均P<0.001),与MMSE评分呈负相关(r=-0.614､-0.585,均P<0.001)｡

2.6MRI对阿尔茨海默病的诊断价值如表3､图1所示,ROC曲线显示,与FA､MD､ADC值､海马体积单项诊断相比,四项联合诊断阿尔茨海默病的敏感性､准确性较高,具有统计学差异(P<0.05)｡

表3ROC曲线分析MRI对阿尔茨海默病的诊断价值

图1MRI诊断阿尔茨海默病的ROC曲线

3、讨论

阿尔茨海默病发病率会随年龄的增长而呈上升趋势,为老年人中常见痴呆类型,早诊治为其疾病进展控制的有效手段,临床主要通过专科体格检查､病史､认知功能筛查量表等手段对阿尔茨海默病进行诊断,但易发生漏诊､误诊,故需寻找更为高效､准确的诊断方法〔10~12〕｡随着研究深入,影像学在脑研究中的应用逐渐增加,而MRI相较于其他影像形式,具有无电离辐射的优点,故临床应用较为广泛,MRI可较好地反映阿尔茨海默病患者脑组织结构情况〔13〕｡国内有关研究表明,阿尔茨海默病早期可出现海马的结构异常情况,故基于MRI的海马脑结构形态及功能改变研究对阿尔茨海默病早期精准诊断及治疗方案制定具有重要作用｡本文研究表明随着患者病情严重程度的加重大脑结构及功能受损程度加重｡DTI是反映细胞内自由水活动及细胞毒性水肿情况的MRI检查的形式之一,在阅读障碍､脑卒中､精神分裂症､阿尔茨海默病等疾病脑部细微变化进行反映,其主要参数FA､MD､ADC值等,其中FA的大小与白质纤维的紧密程度及平行性､纤维束完整性存在联系,可对神经纤维损伤及完整性进行反映;MD可反映水分子扩散速度;ADC值同样可反映水分子扩散范围､速度,且可反映细胞受损情况,阿尔茨海默病患者多存在不同程度脑组织微结构变化,进而造成FA值下降,MD､ADC值上升,其结果与本文研究结果基本一致〔14~16〕｡另有研究表明〔17~19〕,阿尔茨海默病的主要病理特征为脑组织萎缩,而海马是具有记忆定向及存储转换等功能的脑组织部位,在发病后为首先受损区域,上述研究与本研究结果相互印证｡本文相关性分析结果提示海马MRI指标与认知功能损伤､海马损伤程度相关｡分析其原因:而MTA评分可对躯体功能､肌肉力量､海马体积等进行反映,其评分上升提示阿尔茨海默病患者海马萎缩加重;MMSE评分为临床认知功能筛查常用检测手段,其分值与认知功能呈正比,在阿尔茨海默病病情评估中应用较为广泛〔20~22〕｡

近年来,随着MRI技术的进步､完善,不仅增加了脑功能损伤诊断的准确性,且可对病灶发生性质､部位进行明确〔23,24〕｡本文提示,MRI对阿尔茨海默病具有较高的诊断价值｡MRI无须对患者体位进行变换,可对多层面图像进行获取,且可对脑部异常信号､脑灰质､白质､海马等组织结构进行清晰显示,为阿尔茨海默病临床诊断提供了有利信息,故诊断准确性较高〔25〕｡

本研究具有一定的局限性,例如研究样本量较少且仅分析了海马MRI指标与MTA､MMSE评分相关性,未来研究可与其他生物标记物进行结合并扩大样本量进一步研究验证本文研究结果｡

参考文献:

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