高文藍(lán)，周連姬，鐘玲玲，黃水蘭，何奇檀，覃浩強(qiáng)
梧州市人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣西 梧州543000
腦白質(zhì)病變（WML）是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變類型，起病隱匿，病情進(jìn)展慢，患者可由早期的輕度認(rèn)知功能障礙，逐漸進(jìn)展為癡呆。WML患者認(rèn)知功能障礙的診斷以認(rèn)知功能評(píng)價(jià)量表為主，診斷準(zhǔn)確度受患者配合度、文化水平等因素的影響，不適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)［1］。采用影像學(xué)手段觀察腦組織結(jié)構(gòu)、病理改變及神經(jīng)損傷情況，可為認(rèn)知功能評(píng)估提供客觀依據(jù)。彌散張量成像（DTI）是基于磁共振彌散加權(quán)成像的一種成像技術(shù)，可利用不同組織水分子彌散運(yùn)動(dòng)特性差異反映神經(jīng)走向、受損情況等微觀結(jié)構(gòu)改變［2］。既往關(guān)于腦影像學(xué)與認(rèn)知功能的相關(guān)研究主要集中于腦灰質(zhì)，而隨著研究深入，學(xué)者逐漸關(guān)注到了腦白質(zhì)在認(rèn)知功能中的作用。但國內(nèi)少有腦白質(zhì)影像學(xué)改變與WML患者認(rèn)知功能障礙的相關(guān)研究，僅有的報(bào)道所采用的方法敏感度、客觀性均不佳，且無定量評(píng)價(jià)［3-5］。本研究采用DTI技術(shù)對(duì)WML患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)變化進(jìn)行定量分析，并分析其與認(rèn)知功能障礙的關(guān)系，詳述如下。
1.1 一般資料
納入2017年1月～2022年5月我院120例WML患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合WML神經(jīng)影像學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］，F(xiàn)azekas評(píng)分［7］≥1分；
漢密爾頓焦慮量表評(píng)分［8］≤7分，漢密爾頓抑郁量表［9］<8分；
無磁共振檢查禁忌證；
近期未服用可能影響認(rèn)知功能的藥物；
對(duì)本研究知情同意且自愿配合。排除標(biāo)準(zhǔn)：腦炎、一氧化碳中毒、多發(fā)性硬化等其他原因所致WML；
有腦卒中、精神病、癲癇、顱腦外傷、藥物或酒精依賴史；
合并嚴(yán)重的視力、聽力、言語障礙；
合并嚴(yán)重的內(nèi)科疾病。脫落標(biāo)準(zhǔn)：未能配合完成量表評(píng)估、磁共振檢查，或磁共振成像質(zhì)量不佳。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。
1.2 資料收集
收集患者一般資料（年齡、性別、文化程度）及臨床基本信息（病史、飲酒史、吸煙史）。
1.3 神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估
在獨(dú)立、安靜的房間內(nèi)，由受過專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估。采用蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估（MoCA）量表［10］進(jìn)行認(rèn)知功能篩查，量表包含8個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域的11個(gè)項(xiàng)目，總分為30分，分值越低則認(rèn)知功能越差，總分<26分提示認(rèn)知功能損傷。對(duì)有認(rèn)知功能損傷的患者采用臨床癡呆評(píng)定量表［11］進(jìn)一步評(píng)估，參照美國國立神經(jīng)病與腦卒中研究所/瑞士神經(jīng)科學(xué)研究國際協(xié)會(huì)制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［12］將患者分為認(rèn)知功能正常組（NC組，n=48）、輕度認(rèn)知功能障礙（MCI組，n=44）組、癡呆組（D組，n=28）。3組患者性別、年齡、文化水平及高血壓、糖尿病、高脂血癥發(fā)生率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），NC組、MCI組、D組MoCA評(píng)分依次降低（P<0.05，表1）。
1.4 磁共振檢查
1.4.1 圖像采集 采用Achieva 3.0T TX磁共振儀（荷蘭Philips），8通道頭部線圈進(jìn)行圖像采集。分別采用三維加速場(chǎng)回波T1WI、三維快速自旋回波（3D-TSE）液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)（FLAIR）序列進(jìn)行全腦掃描。掃描參數(shù)：T1WI：TR 9.8 ms，TE 4.6ms，翻轉(zhuǎn)角8°，視野256 mm×256 mm，層厚1 mm，層數(shù)192，體素大小1 mm×1 mm×1 mm，掃描時(shí)間6 min 43 s。3D FLAIR：TR 4800 ms，TE 283 ms，TI 1650 ms，視野250 mm×259 mm，層厚0.5 mm，層數(shù)321層，體素大小1.11 mm×1.11 mm×0.56 mm，掃描時(shí)間5 min 2 s。
采用自旋回波平面回波成像序列進(jìn)行DTI掃描定位框覆蓋全腦，中線與胼胝體體部走行平行，選取胼胝體顯示最清晰的層面進(jìn)行圖像采集。掃描參數(shù)：TR 9156 ms，TE 55ms，視野224 mm×224 mm，層厚2.5 mm，層數(shù)55層，采集體素2 mm×2 mm×2.5 mm，重建體素1 mm×1 mm×2.5 mm，彌散敏感度梯度方向32個(gè)，掃描時(shí)間6 min 27 s。
1.4.2 圖像后處理 由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)師進(jìn)行盲法獨(dú)立閱片。采用W2MHS工具包對(duì)FLAIR白質(zhì)高信號(hào)體積進(jìn)行計(jì)算；
采用PANDA及GRETNA軟件包進(jìn)行DTI預(yù)處理、矩陣構(gòu)建及圖論分析，獲取全局效率、局部效率、最短路徑長(zhǎng)度、聚類系數(shù)等參數(shù)。小世界屬性參數(shù)值：標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)（γ）、近似標(biāo)準(zhǔn)特征路徑長(zhǎng)度（λ）以及小世界屬性值（σ，σ=γ/λ），σ值越大，提示該網(wǎng)絡(luò)小世界屬性越強(qiáng)。
1.5 觀察指標(biāo)
比較3組患者腦室旁、深部及總白質(zhì)高信號(hào)體積，腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（全局效率、局部效率、最短路徑、集聚系數(shù)、γ、λ、σ），并采用Pearson相關(guān)性分析腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與MoCA評(píng)分的相關(guān)性。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用SPSS22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，3組間比較采用單因素方差分析；
計(jì)數(shù)資料采用n(%)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)，等級(jí)資料的比較采用秩和檢驗(yàn)；
相關(guān)性分析采用Pearson檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 三組患者白質(zhì)高信號(hào)體積比較
NC組、MCI組、D組腦室旁、深部白質(zhì)高信號(hào)體積及總體積均依次增加，組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表2）。
表2 三組患者白質(zhì)高信號(hào)體積比較Tab.2 Comparison of white matter high-signal volume among the three groups(mm3,Mean±SD)
2.2 三組患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較
D組全局效率、局部效率、集聚系數(shù)、γ、λ、σ均小于NC組、MCI組，最短路徑大于NC組、MCI組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表3）。
表3 三組患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較Tab.3 Comparison of brain structure network parameters among the three groups(Mean±SD)
2.3 腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與MoCA評(píng)分相關(guān)性分析
Pearson相關(guān)性分析顯示，MoCA評(píng)分與最短路徑呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與全局效率、局部效率、集聚系數(shù)、γ、λ、σ呈正相關(guān)關(guān)系（P<0.05，表4）。
表4 白質(zhì)高信號(hào)體積、腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與MoCA 評(píng)分相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis of white matter high-signal volume,brain structural network parameters and MoCA score
研究發(fā)現(xiàn)，WML與認(rèn)知功能損傷之間存在一定關(guān)系，且腦白質(zhì)病變達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)出現(xiàn)認(rèn)知及功能損害，但這一閾值目前尚未明確［13］。隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，WML的評(píng)估方法越來越多，主要可總結(jié)為定性、定量?jī)煞N，定性評(píng)估雖簡(jiǎn)單易操作，但主觀性較強(qiáng)，準(zhǔn)確度低［14］。
既往研究以CT和磁共振成像腦白質(zhì)高信號(hào)反映WML患者認(rèn)知功能損傷程度，與量表評(píng)價(jià)相比，計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量的方法信度和效度相對(duì)更高［15］。本研究采用FLAIR序列自動(dòng)測(cè)量腦室旁和深度白質(zhì)高信號(hào)體積，操作簡(jiǎn)單，臨床實(shí)用性強(qiáng)。本研究結(jié)果顯示，NC組、MCI組、D組腦室旁、深部白質(zhì)高信號(hào)體積及總體積均依次增加，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。既往研究亦認(rèn)為WML合并有認(rèn)知障礙者的深部白質(zhì)高信號(hào)體積以及額葉靠近腦室白質(zhì)高信號(hào)的較高，表明白質(zhì)高信號(hào)體積與WML患者認(rèn)知功能障礙存在一定關(guān)聯(lián)［16-17］。但計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)取白質(zhì)高信號(hào)體積未排除腦干、腦脊液高信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)量值較實(shí)際值偏大，故該方法存在一定局限性。DTI通過對(duì)成像體素水平的多個(gè)方向施加彌散梯度，獲得多個(gè)方向的彌散值，經(jīng)模型轉(zhuǎn)換為彌散橢球，可追蹤神經(jīng)纖維走行。人腦是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，各腦區(qū)結(jié)構(gòu)、功能上互相連接，而人腦連接組在腦網(wǎng)絡(luò)中各腦區(qū)內(nèi)通外達(dá)中發(fā)揮重要作用，這為神經(jīng)退行性病變的研究提供了新的方向［18］。隨著神經(jīng)影像學(xué)發(fā)展，定量網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治霰粦?yīng)用于腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究中，也即是對(duì)全腦網(wǎng)絡(luò)屬性進(jìn)行分析，包括全局效率、最短路徑、集聚系數(shù)等整體屬性，局部效率、節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)等節(jié)點(diǎn)屬性［19］。
全局效率是指各節(jié)點(diǎn)距離的調(diào)和平均數(shù)的倒數(shù)，反映腦網(wǎng)路信息傳輸及綜合處理能力，本研究顯示，D組全局效率與局部效率小于NC組、MCI組，提示W(wǎng)ML癡呆患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸能力下降。最短路徑是指腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)距離最短的路徑，反映網(wǎng)絡(luò)信息傳遞及處理速度，集聚系數(shù)是腦網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)的均值，可反映節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的疏密程度［20］。本研究顯示，D 組患者集聚系數(shù)更小，最短路徑更長(zhǎng)。既往研究［21］結(jié)果亦與上述研究結(jié)論一致，表明基于DTI呈現(xiàn)的WML患者的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)似乎具有小世界特征。Pearson分析顯示，MoCA評(píng)分與最短路徑呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與全局效率、局部效率、集聚系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，證實(shí)上述參數(shù)與WML患者認(rèn)知功能存在相關(guān)性。小世界網(wǎng)絡(luò)是兼具隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)與規(guī)則網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)模式，具有更高的局部與全局信息傳遞效率［22］。以隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基準(zhǔn)，在最短路徑相似的情況下，若集聚系數(shù)更高，則提示就有更明顯的小世界屬性，γ、λ、σ為小世界屬性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。小世界屬性體現(xiàn)了腦網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)連接的高效性。本研究結(jié)果顯示，D組γ、λ、σ均小于NC組、MCI組，與既往研究［23］一致，提示癡呆患者腦網(wǎng)絡(luò)小世界屬性降低。進(jìn)一步的Pearson相關(guān)性分析顯示，MoCA評(píng)分與γ、λ、σ呈正相關(guān)關(guān)系，提示W(wǎng)ML患者認(rèn)知功能障礙與基于DTI構(gòu)建的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)小世界屬性密切相關(guān)。
綜上所述，本研究基于DTI構(gòu)建WML患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)患者腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效率下降及小世界屬性降低可能與認(rèn)知功能障礙有關(guān)。本研究的局限性在于未對(duì)局部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，未來還需結(jié)合腦功能網(wǎng)絡(luò)研究，以更全面、準(zhǔn)確地了解認(rèn)知功能障礙與腦網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。
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