痴呆是当代全球性的社会健康问题,它的出现不仅影响个人生活及其家庭,更与国家和全球社会经济状况息息相关。痴呆的标志性特征是不可逆性的认知功能减退,常伴有记忆损害和日常生活能力受损。目前,痴呆仍是一个临床诊断,结构和分子神经影像学只对其起主要支持作用。美国和欧洲的指南推荐影像学可以用来排除某些可治愈性疾病,如良性肿瘤,脑积水或颅内出血;也可以对不同类型的痴呆进行鉴别。目前一些先进的磁共振成像技术,如功能性磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI),弥散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI),核磁共振波谱法(NuclearMagneticResonanceSpectroscopy,NMR),还包括一些分子影像技术如18F-氟代脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层显像(18F-FDGPET),淀粉样蛋白及tau蛋白相关PET,已经广泛应用于痴呆研究领域,其中某些影像学技术也可供临床使用。结构影像技术如CT和MRI主要有助于疑似额颞叶痴呆的诊断,淀粉样正电子发射断层显像目前逐渐被引进临床使用且主要辅助早发型AD(earlyonsetAlzheimer’sdisease,EOAD)的诊断,多巴胺转运蛋白显像在临床中用于对路易体疾病(Lewybodydisease,LBD)的确定诊断。
下面我们将详细讨论痴呆在不同影像学技术(包括实验研究和临床应用)上的具体表现:
阿尔茨海默病(AD)
1、结构影像学
AD的神经病理变化始于颞叶内侧面的内嗅皮质。内嗅皮质的作用是接受周边组织传达的新的记忆信息,并通过与海马的联系将信息传递给海马。当病变由内嗅皮质进展到海马时可能会导致情景记忆丢失,进一步进展到新皮质时可能会对认知、语言、注意力和执行功能产生不同程度的影响,最终导致日常生活能力受损。AD的典型影像学表现为全脑萎缩,颞叶内侧面包括海马早期的不对称萎缩(Figure1)。进行性的颞叶后部和顶叶的萎缩可以鉴别AD和FTD。目前一些先进的MRI技术已经应用到实验研究当中,如DWI和DTI是应用两种不同系数对组织进行测量,各向异性分数(FA)和平均弥散率(MD)或者表观扩散系数(ADC)。当出现MD/ADC值上升FA值下降时,可以认为神经纤维丢失,白质的完整性受损(Figure2)。磁共振波谱法(MRS)主要检查靶器官中的生物代谢产物,比较常见的是N-乙酰天门冬氨酸(NAA),它反应了神经元的完整性;另一个产物是myo-肌醇,它反应神经损伤并胶质增生的情况。上述变化在AD中后扣带回,内侧颞叶、顶枕叶、额顶叶较为典型。功能性磁共振成像(fMRI)通过血氧水平依赖性技术(BOLD)显示脑区的功能活动情况。近期一篇研究痴呆的fMRI综述表明在静息状态下,AD患者的楔前叶、前额叶皮质内侧、后扣带皮层、前扣带皮层以及海马之间的功能联系减低,而上述各结构是默认网络(DMN)的一部分(Figure3)。在静息状态下这种功能联系减低的严重程度以及分布可以鉴别MCI与AD或AD与其他神经变性性痴呆。
2、分子影像学
分子影像学应用特异性或非特异性示踪剂研究脑内的病理生理学改变,主要的两种形式是单光子发射计算机断层(SPECT)和正电子发射断层(PET)显像。SPECT通过静脉注射99Tc-HMPAO造影剂检测局部脑血流量(rCBF)。AD患者脑部特征性部位出现缺陷性改变,包括颞顶叶后部、扣带回后部以及下额叶区域,基本反映了神经变性以及神经功能障碍的发生部位(Figure4)。通常情况下,临床上相关影像显示的是AD和血管性病变相结合的影像学表现(Figure5)。淀粉样蛋白PET的出现为痴呆临床和实验研究翻开了崭新的一页。淀粉样特异性配体如11CPIB可以显示淀粉样物质在体内的沉积并且和尸检结果有良好的契合度。在一些典型的区域如楔前叶、后扣带回皮质以及颞顶枕叶可发现其摄取增加。近期一项关于淀粉样蛋白影像学的综述表明尽管健康人、MCI患者、AD患者和其他痴呆类型患者如FTD,脑内淀粉样物质的摄取均增加,但是淀粉样蛋白PET鉴别出AD患病个体的敏感性及特异性依然很高,并且淀粉样蛋白阳性的MCI患者相比于阴性的患者有较高风险转化为AD。然而淀粉样蛋白PET在早发型AD中更有说服力,结构影像学如MRI和FDGPET在预测认知功能状态上的准确性高于淀粉样蛋白PET。
血管性认知障碍(VCI)与痴呆
血管性认知障碍是除AD外第二常见的迟发型痴呆,同时是最常见的继发性痴呆。VCI是一种异质性疾病,可能源于许多血管相关因素包括大血管性和小血管性。大血管相关因素可能导致皮质梗死或原发性脑出血,而小血管相关疾病常表现为腔隙性脑梗死、白质高信号(whitematterhyperintensities,WMH),血管周围间隙扩张,同时可能出现脑内微小出血灶(Figure6)。
1、结构影像学
WMH在结构影像MRI上很容易被看出,表现为T2和FLAIR上可见皮质下及脑室旁高信号(Figure6)。通常分布于幕上及脑桥,额叶比较常见。先进的MRI技术如DTI、MRS以及动态对比增强磁共振成像(dynamiccontrastenhanced,DCE)可以显示白质完整性的减低,NAA的下降可以证明神经元损伤,进一步引起血脑屏障(BBB)的破坏。神经炎症相关影像学检查可显示小胶质细胞及巨噬细胞在血管周围聚集。血管性痴呆患者细胞通透性的异常可能导致CSF中白蛋白比值增高。上述过程随着时间的推移反复进行最终可导致白质明显损害和认知障碍的发生。
2、分子影像学
在HMPAOSPECT上可显示血管区域的灌注普遍减少,通常累及双侧且额叶较为常见(Figure7)。上述改变在VCI与AD混合性痴呆以及单纯性VCI都可见到。FDGPET以及rCBFSPECT分别显示相应区域代谢及灌注的减少,通常是双侧和/或者相应动脉分布区域。其他一些引起血管性痴呆的罕见原因,如高凝状态(抗磷脂抗体)、遗传性疾病(伴皮质下梗死和白质脑病的常染色体显性遗传性脑动脉病,CADASIL)可见颞叶白质高信号,脑白质病变。
下一期我们将继续介绍路易体痴呆、额颞叶痴呆及其他类型痴呆的影像学表现,敬请期待。
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