卒中后认知障碍患者脑白质纤维束变化的临床观察

董彬彬，段晓迪，隋汝波，邓丽君，祁杰，张磊

(1.锦州医科大学附属第一医院神经内科；2.锦州医科大学护理学院，辽宁 锦州 121000)

卒中后认知障碍指在卒中后明显地出现的一系列认知损害综合征，具有发生率高、死亡率高、损害严重的特点[1]。不仅降低患者的社会及生活能力，还为患者及家属带来重大的经济负担。因此，进一步探究PSCI的发病机制，寻找早期客观的诊断依据，具有重要的理论和现实意义。

目前关于PSCI发病机制的结论不一，多种学说并存。其中神经解剖学说是目前的研究热点，也是研究PSCI发病机制的理论基础。近年来，有研究初步表明PSCI患者认知障碍与脑白质的病变密切相关[2]。但有关于此的研究少见，且结论尚未统一。我们团队其他研究表明[3]，卒中后抑郁(PSD)与脑白质纤维束损伤有关。PSD与PSCI同属于常见卒中后并发的高级情感认知障碍疾病，故我们猜想，PSCI的发生可能与白质纤维束的损伤有关。故本研究将利用DTI联合DTT技术研究PSCI患者白质纤维束的形态变化并分析其与认知障碍的关系，为PSCI的早期预测提供有效依据。

1 资料与方法

1.1 研究内容

(1)对PSCI患者进行MMSE、MoCA量表评定；(2)利用DTT技术分析PSCI患者联合纤维、联络纤维及投射纤维各部分的FA值及纤维束数量；(3)证实参与PSCI发生的纤维束类型；(4)分析 PSCI患者各白质纤维束的FA值及纤维束数量与MMSE、MoCA评分间的相关性。

1.2 研究对象与分组

连续选取2020年1月至2021年1月在本院住院并诊断为首次左侧基底节梗死患者。按照卒中后认知功能评定结果及PSCI诊断标准分为PSCI组(观察组)20例和非PSCI组(对照组)20例。其中观察组女10例，男10例，受教育程度：高中及其以下5例，初中及以下15例；对照组女10例，男10例，受教育程度：高中及其以下2例，初中及以下18例；健康志愿者组女10例，男10例，受教育程度：高中及其以下3例，初中及以下17例。

1.2.1 纳入标准

PSCI组纳入标准：(1)均符合中华医学会神经病学分会2018年发布的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南》标准；(2)均符合《中国血管性认知障碍诊疗指导规范(2016年)》中有关PSCI诊断：具有认知功能障碍、血管因素，并且认知功能障碍与血管因素存在因果关系；(3)本次卒中发生前无相关认知功能障碍；(4)年龄≥50岁；(5)简易智力状态检查量表(MMSE)评分≤27分；(6)蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分<26分；(7)右利手；(8)签署知情同意书；(9)本研究通过我院伦理委员会批准，经过患者及家属同意并签署同意书。

N-PSCI组纳入标准：(1)符合中华医学会神经病学分会2010年发布的《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2010》标准；(2)经MMSE和MoCA评分，排除认知障碍状态。即MMSE评分>27分；MoCA评分≥26分。

1.2.2 排除标准

(1)MMSE评分>27分；(2)MoCA评分≥26分；(3)本次卒中发生前无相关认知功能障碍；(4)年龄≥50岁；(5)右利手；(6)签署知情同意书；(7)经本院伦理委员会批准。

健康志愿者组纳入标准：收集同时期与 PSCI组患者年龄、受教育年限相匹配的体检健康志愿者20例为健康志愿者，无痴呆家族史、无颅脑创伤史及脑器质性疾病史，均为右利手。经MMSE和MoCA评分排除血管性认知障碍状态。

3组研究对象排除标准：(1)合并其他类型的痴呆患者；(2)难以正常进行认知功能评定的患者；(3)合并其他认知障碍的疾病，如帕金森病、额颞叶痴呆、颅内恶性肿瘤、脑外伤及脑炎等；(4)合并精神心理疾病者，如抑郁症、躁狂症、焦虑症等；(5)合并意识障碍者。

1.3 一般资料采集

收集研究对象基础信息资料，包括：年龄、性别、受教育程度、血压、空腹血糖、血脂水平、心脑血管病史、糖尿病病史，检查颅脑CT或MRI。

1.4 认知障碍状态的测评

研究对象均于6个月后接受认知障碍状态的测评，采用简易智能状态检查量表(MMSE量表)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA量表)评测整体认知功能水平。所有测试由同一位具有临床经验并经过培训的神经内科医生进行双盲判断。

简易智能状态检查量表(MMSE量表)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA量表)评测整体认知功能水平。MMSE和 MoCA量表满分均为 30分。其中，MMSE 评分≤18分(文盲)、≤20分(受教育年限1～6年)、≤24分(受教育年限>6年)认为存在认知功能障碍；若MMSE评分在正常范围，MoCA评分≤13分(文盲)、≤19分(受教育年限1～6年)、≤24分(受教育年限7～12年)、≤25分(受教育年限>12年)认为存在认知功能障碍。MMSE 包括7个方面：时间定向力、地点定向力、即刻记忆、注意力及计算力、延迟记忆、语言、视空间，共30项题目，每项回答正确得1分，总分30分，MoCA主要评定执行功能、注意力、记忆力、语言能力、视空间能力、抽象思维能力、计算和定向力，总分30分。

1.5 影像学数据采集

每一例研究者均在急性期内行DTI扫描，并采用PHILIPS Achieva 3.0T磁共振常规MR进行扫描，颅内未发现异常信号，此后进行DTI扫描，扫描前固定受试者头部以防止头动，要求受试者处于清醒状态，将棉球置于受试者双侧外耳道内。行DTI扫描，采用自旋回波平面成像(spin echo-echo plannar imaging，SE-EPI)序列，轴状位扫描，TR=6100 ms，TE=87 ms，层厚=2.5 mm，间隔为0 mm，共50层，层内分辨率=128×128，FOV=256 mm×256 mm，64个扩散梯度方向，b=1000 s/mm2，8个b=0 图像，NEX=2。结构MRI扫描参数：176 slices，TR=1900 ms，TE=3.44 ms，slice thickness=1 mm，flip angle=9°，inversion time=900 ms，FOV=256 mm×256 mm，acquisition matrix=256×256。结构像(sMRI)扫描参数如下：矢状位扫描，128 层，TR=2530 ms，TE=3.39 ms，层厚1.33 mm，间隔为0 mm，TI=1100 ms，FOV=256 mm×256 mm，面内分辨率=256×192，FA=7°。静息状态fMRI扫描参数如下：轴位32层，层厚4 mm，无间隔，TR=2000 ms，TE=30 ms，FOV=220×220 mm，分辨率64×64，FA=90°，共7 min。扫描过程中被试者处于清醒的休息状态，闭目平卧，固定头部并最大限度地减少其他部位的运动，不需要完成特定的任务，尽量不做任何思维活动。

DTT图像处理：将扫描的DTI原始数据 Extended MR WorkSpsae工作站上的DTI Studio软件，先进行平滑去噪，计算生成FA图。采用连续示踪纤维束分配算法(fiber assign-ment by continuous tracking，FACT)行全脑纤维束追踪；阈值设定：FA<0.25。将得到的DTI图像与DWI、PWI、3DT1、SWI、FLAIR、MRA等多序列融合后进行传导束的重建，找出病变部位的神经纤维束受损情况。所选参数包括常用参数为部分各向异性分数(FA)和神经纤维数量(Lines)。每个纤维束均测量3次以避免误差。尽量满足所有患者同一水平、同一区域、双侧对称。所有成像均由同一名经验丰富的影像科技师在同一时间独立完成。

1.6 统计学方法

采用统计学分析软件SPSS 20.0进行统计分析，计数资料资料用[n(%)]表示，采取χ2检验进行对比；计量资料首先进行正态性分析，符合正态性时3组组间对比采用方差分析，组内对比采用配对样本t检验，结果用均数±标准差表示；不符合正态性时，3组组间对比采用Kruskal Wallis检验，组内对比采用Wilcoxon带符号秩检验，结果用中位数(四分位数)表示，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般基本资料比较

各组间年龄、性别、教育水平、血脂、血糖、血压差异均无统计学意义(P>0.05)；PSCI组MoCA评分、MMSE评分较N-PSCI组及NORM组差异均有统计学意义(P<0.05)，见表1。

2.2 PSCI组、N-PSCI组及NORM组各纤维束FA值比较

N-PSCI组、NORM组病灶两侧上额枕束、下额枕束、扣带束的FA值比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；两组间同一纤维束的FA值比较差异亦无统计学意义(P>0.05)。PSCI组病灶侧上额枕束、下额枕束、额桥束FA值明显低于对侧，有统计学差异(P<0.05)；与N-PSCI组及NORM组相应纤维束的FA值比较，亦存在统计学差异(P<0.05)，见表2。

表1 3组研究对象基本资料及一般临床资料比较[n(%)]

表2 3组研究对象各纤维束FA值比较[n(%)]

2.3 PSCI组、N-PSCI组及NORM组各纤维束数量

N-PSCI组、NORM组病灶两侧上额枕束、下额枕束、扣带束的纤维束数量比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；两组间同一纤维束的纤维束数量比较差异亦无统计学意义(P>0.05)。PSCI组病灶侧上额枕束、下额枕束、额桥束纤维束数量明显低于对侧，有统计学差异(P<0.05)；与N-PSCI组及NORM组相应纤维束的纤维束数量比较，差异亦存在统计学意义(P<0.05)，见表3。

2.4 DTT表现

通过磁共振常规MR扫描和DTT技术发现PSCI患者病灶侧上额枕束、下额枕束被破坏中断且数量减少，结合临床症状评估，患者的白质纤维束破坏得越严重，其认知障碍程度越重，见图1。

2.5 PSCI组脑白质纤维束的FA值与MMSE、MoCA评分的相关性

Pearson’s关联系数分析证实，PSCI组病灶侧上额枕束、下额枕束、扣带束的FA值与MMSE、MoCA评分呈正相关性，见图2。

表3 3组研究对象各纤维束数量比较[n(%)]

a～d直观地显示了病灶侧上额枕束部分中断，纤维数量减少，与周围脑组织联系部分中断(白箭头所示)

a、b：上额枕束；c、d：下额枕束；e、f：扣带束

3 讨 论

PSCI是指在卒中事件后出现并持续到6个月时仍存在的以认知损害为特征的临床综合征[4]，是继发于缺血性脑卒中常见而严重的并发症。PSCI不仅发生率高，还会导致患者的不良预后。然而目前，PSCI在解剖学发病机制上的研究未完全阐明，专家共识指出，脑梗死部位和范围与痴呆发生有密切关系，但并不能解释所有PSCI病例，但脑白质病变已成为PSCI发生的独立危险因素。故本研究以首次基底节区梗死患者为研究对象，采用DTI技术联合DTT技术分析PSCI患者白质纤维束的完整性和损伤程度，以探讨PSCI认知功能障碍形成的解剖学基础。

DTI技术是新兴的扩散成像技术，能够无创伤地显示脑白质纤维的微观结构、形态及密度等信息。通过对水分子各方向上离散程度定量分析，进而显示脑白质的微观结构和信息，可用于评价脑白质纤维的走形及完整性[5]。FA 值综合反映白质纤维致密性与鞘膜的完整性，其常用的指标FA 值主要用来衡量水分子在组织中的各向扩散能力[6]。脑白质损伤通常表现为FA值减低[7]。DTT技术是在DTI基础上对白质纤维束进行检测的影像学技术，DTT技术基于DTI技术应运而生，通过对白质纤维以形象具体的图像显示其受损情况，其优点在于两点，其一为无创性，可于活体状态下开展无创研究，此举不仅加大了患者的依从性，而且使研究的可行性大大增加。其二为数字可视化，其优势为可对活体状态下的大脑纤维束进行无创研究，可以辨认大脑内的特殊纤维通道及其相互之间的连接[8]。

本研究通过DTI技术联合DTT技术测定病灶侧上额枕束、下额枕束的FA值及纤维束数量，发现两者的数值在PSCI组以及N-PSCI组下降，并且下降程度在PSCI组更显著，差异有统计学意义。这一结果说明，额枕束的损伤参与了PSCI的发生。额枕束作为联络纤维，分为上额枕束和下额枕束，上额枕束是连接额颞顶叶的长纤维；下额枕束前端起自额下回，走行于外囊，与额叶、枕叶等相联络。额叶皮层在认知控制网络中处于核心地位，而额叶皮层受损在认知功能在发生发展中起着举足轻重的作用。颞叶与记忆功能也有密切的联系，而枕叶广泛参与着注意力、语言和视觉运动等神经心理活动。额枕束的损伤可能会影响额叶与颞叶、枕叶之间的连接，从而导致认知功能的障碍。从解剖学上看，下额枕束的损伤导致认知障碍可能是由额叶-皮质下环路的交互连接传导损伤所致。一项研究[9]发现皮质下梗死患者下额枕束结构完整性与认知功能密切相关，可能是额叶-皮质下环路的交互连接传导损伤所致。目前有关于PSCI与额枕束的研究结果少见，在同样可以导致认知障碍的疾病中，孙根[10]等人针对帕金森病(parkinson，s disease，PD)合并认知障碍患者的研究表明，帕金森病合并认知障碍患者的上额枕束FA值较对照组显著降低，说明PD患者的上额枕束的走行及排列顺序较紊乱，且分布不均，进一步说明额枕束的受损与认知功能障碍有着密切联系。另有一项[11]基于白质纤维束的空间统计分析(tract-based spatial statistics，TBSS)法对DTI指标等数据进行整理和分析，发现老年人认知功能减退组较年轻人认知功能正常组的上、下额枕束的FA值下降，表明认知功能的下降与额枕束的损伤有一定的相关性。

我们的研究表明，不仅额枕束的损伤与认知障碍有关，而且我们还发现了与认知功能相关的其他白质纤维。PSCI组及N-PSCI组患者病灶侧扣带束的FA值及纤维束数量下降，且PSCI组较N-PSCI组显著降低，差异有统计学意义。而且病灶侧扣带束的FA值与MMSE、MoCA评分成显著正相关。这说明扣带束微细结构的改变对PSCI的发生起着重要作用。扣带束、上纵束、下纵束等作为大脑的联络纤维，联系大脑皮层各部分及皮质下功能核团，使大脑成为一个功能协调的整体，保证了认知及各种脑功能活动的正常进行。从解剖学上看，扣带束是组成胆碱能系统海马环路(Papez环路)中的重要结构，维系着各脑区信息交流，在感知、定位、记忆和理解方面发挥不可缺少的作用。胡仁琳[12]等人研究发现，帕金森病痴呆(PD with dementia，PDD) 患者其左双侧前扣带束白质的 FA 值明显下降，此研究结果与本课题的结论一致。付修威[13]等人的研究也表明，遗忘型轻度认知障碍(aMCI)患者双侧钩束、右侧扣带束、双侧上纵束的 FA值降低，提示扣带束的 FA 值可作为早期诊断aMCI的敏感指标。据罗财妹[14]的线性回归分析模型结果显示，扣带束 FA 值与整体认知功能有关，即FA值越低，认知表现越差。以上研究结果从侧面证实了扣带束结构损伤与认知障碍的发生有重要关联，为PSCI发病机制的神经解剖学说提供了有意义的补充。

然而，本研究的不足之处，是由于MMSE、MoCA 量表评分具有一定的主观性且样本量的数量过少不足以得出普遍性结论，故需要未来进一步扩大样本量深入研究。

综上所述，本研究证实 PSCI 患者上额枕束、下额枕束、扣带束的受损形态改变与认知状态相关。因此，提示上额枕束、下额枕束、扣带束参与了 PSCI的发生。本研究为深入探究PSCI的发病机制提供了新的思考方向，为进一步探讨 PSCI 的早期预测提供了新的线索。