血管性和老年性認(rèn)知損害患者基于Stroop任務(wù)的fMRI研究.pdf

1、目的： 應(yīng)用基于Stroop任務(wù)的功能磁共振技術(shù)探討血管性認(rèn)知損害和老年性認(rèn)知損害患者注意相關(guān)腦區(qū)功能變化特點(diǎn)，主要目的包括： 1.探討皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害患者注意相關(guān)腦區(qū)功能變化特點(diǎn)，評(píng)價(jià)皮質(zhì)下小血管病變對(duì)注意認(rèn)知環(huán)路的影響，促進(jìn)對(duì)血管性認(rèn)知損害病理機(jī)制的認(rèn)識(shí)； 2.定量分析皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害非癡呆和皮質(zhì)下缺血性血管性癡呆患者腦功能圖譜特點(diǎn)，探索fMRI在SIVCI診斷中的價(jià)值，期望為早期診斷提出

2、客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)； 3.分析阿爾茨海默病、輕度認(rèn)知功能損害患者腦功能圖譜特點(diǎn)，評(píng)價(jià)老年性認(rèn)知損害不同階段功能區(qū)變化特點(diǎn)；并與皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害進(jìn)行比較，探索兩種不同認(rèn)知損害腦功能區(qū)變化機(jī)制的不同，以及fMRI在兩種不同認(rèn)知損害鑒別診斷中的意義和指標(biāo)，促進(jìn)血管性認(rèn)知損害診斷水平的提高。 對(duì)象和方法： 本研究分為兩部分，共納入研究對(duì)象51例。 1.對(duì)10例SIVCIND患者和10例SIVD患者，運(yùn)用蒙特利

3、爾認(rèn)知測(cè)評(píng)量表和簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表檢測(cè)總體認(rèn)知功能，與10例年齡、性別及教育程度匹配的健康對(duì)照者比較，探討VCI患者認(rèn)知功能損害特點(diǎn)；采用計(jì)算機(jī)輔助的Stroop測(cè)驗(yàn)，紅、綠、藍(lán)色字刺激，字體顏色和字義相沖突并隨機(jī)呈現(xiàn)，要求受試者判斷色字的顏色，分析其錯(cuò)誤率、漏報(bào)率和反應(yīng)時(shí)間，探討VCI患者行為學(xué)反應(yīng)特點(diǎn)；采用SIEMENSMagnetom Sonata1.5 T超導(dǎo)型全身磁共振成像系統(tǒng)和fMRI技術(shù)采集腦功能圖像數(shù)據(jù)。FMRI采用單

4、因素單水平組塊設(shè)計(jì)，組塊由激活狀態(tài)與控制狀態(tài)交替組成。采用快速自旋回波序列采集橫斷位20層T1WI結(jié)構(gòu)圖像，EPI序列采集血氧依賴性功能成像數(shù)據(jù)。采用MPRAGE序列作失狀位薄層掃描采集三維解剖圖像。數(shù)據(jù)的處理和分析采用AFNI軟件。首先進(jìn)行頭動(dòng)和層面間的校正，以除外受試者輕微頭動(dòng)造成的影響。然后采用半高寬3mm進(jìn)行三維空間平滑。采用相關(guān)分析法，對(duì)功能圖像的時(shí)間進(jìn)程進(jìn)行區(qū)域內(nèi)的相關(guān)分析，選定刺激任務(wù)的時(shí)間曲線設(shè)定成理想的參考波形，將每一

5、像素的時(shí)間強(qiáng)度曲線與參考波形進(jìn)行對(duì)照分析，計(jì)算每一個(gè)體素與理想曲線的相關(guān)系數(shù)，作為腦組織BOLD信號(hào)和目標(biāo)任務(wù)的相關(guān)強(qiáng)度，凡相關(guān)系數(shù)大于或等于設(shè)定閾值的像素作為顯著活動(dòng)，得到時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)曲線圖和腦功能激活圖像。將腦功能激活圖像及三維立體解剖圖像轉(zhuǎn)入Talairach坐標(biāo)系，獲得標(biāo)準(zhǔn)化后的腦結(jié)構(gòu)和功能圖像。統(tǒng)計(jì)分析SIVCIND、SIVD患者和正常對(duì)照組腦激活功能區(qū)的部位、范圍和體積的差異，評(píng)價(jià)SIVCI不同階段腦功能區(qū)變化特點(diǎn)并探

6、索早期診斷的敏感指標(biāo)。 2.對(duì)年齡、性別和教育程度相匹配的11例AD和10例MCI患者進(jìn)行漢語(yǔ)Stroop任務(wù)操作和腦功能成像，實(shí)驗(yàn)參數(shù)和方法與前完全相同。分析測(cè)定AD和MCI行為學(xué)測(cè)驗(yàn)錯(cuò)誤率、漏報(bào)率、反應(yīng)時(shí)間，評(píng)價(jià)老年性認(rèn)知損害與皮質(zhì)下血管性認(rèn)知損害行為學(xué)反應(yīng)的異同；分析AD、MCI腦激活功能區(qū)的部位、范圍和體積改變情況，評(píng)價(jià)老年性認(rèn)知損害不同階段功能區(qū)變化特點(diǎn)；并與血管性認(rèn)知損害進(jìn)行比較，探索兩種不同認(rèn)知損害腦功能區(qū)變化機(jī)制

7、的不同，以及fMRI在兩種不同認(rèn)知損害鑒別診斷中的意義和指標(biāo)，促進(jìn)認(rèn)知損害診斷水平的提高。 結(jié)果： 1.皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害患者總體認(rèn)知功能評(píng)價(jià) SIVD組MOCA各分項(xiàng)評(píng)分與年齡、性別和教育程度匹配正常對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行、注意、延遲回憶、抽象、定向等認(rèn)知功能水平降低，命名能力等認(rèn)知功能水平無(wú)明顯改變。SIVCIND組與正常對(duì)照組比較，執(zhí)行、注意、語(yǔ)言和延遲回憶等認(rèn)知功能水平降低，抽象、定向、命名能力等

8、認(rèn)知功能水平無(wú)明顯降低(P>0.05)。 2.皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害患者行為學(xué)測(cè)驗(yàn) SIVD組與年齡、性別和教育程度匹配正常對(duì)照組比較發(fā)現(xiàn)，Stroop操作反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)，漏報(bào)率增加，錯(cuò)誤率增高。SWCIND組患者與正常對(duì)照組比較，反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)，漏報(bào)率增加，錯(cuò)誤率無(wú)明顯改變。 3.皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害患者功能區(qū)損害情況 SIVCI患者主要激活雙側(cè)前扣帶回、背外側(cè)前額葉，腹內(nèi)側(cè)前額葉、后頂葉、中央前

9、回、基底節(jié)區(qū)及枕葉視覺(jué)區(qū)。SIVCIND組腦激活部位計(jì)數(shù)與對(duì)照組無(wú)顯著差異；SIVD組在右側(cè)基底節(jié)區(qū)激活計(jì)數(shù)少于對(duì)照組。腦功能區(qū)激活體積定量分析發(fā)現(xiàn)，SIVCIND組雙側(cè)背外側(cè)前額葉，腹內(nèi)側(cè)前額葉和右側(cè)后頂葉激活體積顯著大于對(duì)照組，左側(cè)后頂葉與對(duì)照組無(wú)顯著差異；SIVD組在雙側(cè)DLPFC、VLPFC、后頂葉激活體積顯著小于對(duì)照組。 4.側(cè)性化及相關(guān)性分析 SIVCIND組大腦激活部位計(jì)數(shù)及功能區(qū)激活體積無(wú)明顯左右側(cè)差異

10、；SIVD組腦激活部位計(jì)數(shù)無(wú)明顯左右側(cè)差異，左側(cè)后頂葉激活體積顯著大于右側(cè)，提示SIVD腦功能區(qū)存在側(cè)性化。經(jīng)pearson correlation＼Spearman等級(jí)相關(guān)分析，SIVCI組雙側(cè)DLPFC、VLPFC和后頂葉激活體積與MoCA總分、視空間與執(zhí)行、注意分項(xiàng)得分明顯相關(guān)。雙側(cè)DLPFC和左側(cè)VLPFC激活體積與語(yǔ)言分項(xiàng)評(píng)分明顯相關(guān)；雙側(cè)DLPFC、雙側(cè)后頂葉激活體積與延遲回憶分項(xiàng)評(píng)分明顯相關(guān)；右側(cè)DLPFC、左側(cè)VLPFC

11、和右側(cè)后項(xiàng)葉激活體積與定向分項(xiàng)評(píng)分明顯相關(guān)。 5.老年性認(rèn)知損害患者行為學(xué)反應(yīng) MCI組患者與年齡、性別、教育程度相匹配的對(duì)照組比較，反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)，漏報(bào)率增加；AD組患者與對(duì)照組比較，反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)，漏報(bào)率增加，錯(cuò)誤率增高。SIVCIND和MCI組相比組錯(cuò)誤率、漏報(bào)率、反應(yīng)時(shí)相比均無(wú)顯著差異。SIVD和AD相比錯(cuò)誤率、漏報(bào)率、反應(yīng)時(shí)均無(wú)顯著差異。 6.老年性認(rèn)知損害患者腦功能區(qū)損害情況 MCI和AD患者主要

12、激活雙側(cè)前扣帶回、背外側(cè)前額葉，腹內(nèi)側(cè)前額葉，后頂葉、中央前回、基底節(jié)區(qū)及枕葉視覺(jué)區(qū)。MCI組腦激活部位計(jì)數(shù)與對(duì)照組無(wú)顯著差異，AD組在右側(cè)基底節(jié)區(qū)計(jì)數(shù)少于對(duì)照組。腦功能區(qū)激活體積定量分析發(fā)現(xiàn)，MCI組在雙側(cè)DLPFC、雙側(cè)后頂葉激活體積明顯大于對(duì)照組，雙側(cè)VLPFC與對(duì)照組無(wú)顯著差異；AD組雙側(cè)DLPFC、VLPFC激活體積明顯小于對(duì)照組，雙側(cè)后頂葉與對(duì)照組無(wú)顯著差異。側(cè)性化分析表明，MCI、AD組雙側(cè)腦功能區(qū)激活部位計(jì)數(shù)無(wú)顯著性差異

13、；MCI組左側(cè)后頂葉激活體積顯著大于右側(cè)；雙側(cè)DLPFC、VLPFC激活體積無(wú)顯著差異；AD組左側(cè)VLPFC激活體積顯著大于右側(cè)，雙側(cè)DLPFC、后頂葉激活體積無(wú)顯著差異。 7.兩種不同認(rèn)知損害的fMRI比較 在大腦激活定位方面，MCI與SIVCIND組相比無(wú)顯著差異，AD與SWD組相比無(wú)顯著差異；腦功能區(qū)激活體積定量分析方面，MCI與SIVCIND組相比無(wú)顯著差異，AD組雙側(cè)后項(xiàng)葉激活體積大于SIVD組，有顯著差異，雙

14、側(cè)DLPFC、VLPFC激活體積與SIVD組無(wú)顯著性差異。提示fMRI對(duì)MCI與SIVCIND的鑒別無(wú)明顯意義，但對(duì)AD與SWD的鑒別有較大價(jià)值，主要鑒別指標(biāo)為雙側(cè)后頂葉的激活體積和范圍。 結(jié)論： 1.總體認(rèn)知功能評(píng)價(jià)研究發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害早期患者以執(zhí)行、注意、語(yǔ)言、延遲回憶等認(rèn)知損害較突出，而晚期患者主要表現(xiàn)執(zhí)行、注意、語(yǔ)言、延遲回憶、抽象和定向等認(rèn)知水平降低。 2.計(jì)算機(jī)輔助Stroop操作研究發(fā)

15、現(xiàn)，皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害早期患者和老年性認(rèn)知損害早期患者以漏報(bào)率增高、反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)為主要表現(xiàn)，而皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損害晚期患者和阿爾茨海默病患者以漏報(bào)率增高、反應(yīng)時(shí)延長(zhǎng)、錯(cuò)誤率增高為表現(xiàn)。但老年性認(rèn)知損害和血管性認(rèn)知損害配對(duì)患者的錯(cuò)誤率、漏報(bào)率、反應(yīng)時(shí)均無(wú)顯著差異，提示它們不是鑒別兩種不同認(rèn)知損害的指標(biāo)。 3.注意和執(zhí)行功能的腦功能區(qū)主要包括雙側(cè)前扣帶回、DLPFC、VLPFC、后頂葉和基底節(jié)區(qū)。皮質(zhì)下缺血性血管性認(rèn)知損

16、害早期腦功能區(qū)改變主要以雙側(cè)DLPFC、VLPFC代償增加為主；晚期主要以右側(cè)基底節(jié)區(qū)、雙側(cè)DLPFC、VLPFC、后頂葉全方位功能損害為主。SIVCI不同階段具有不同的fMRI表現(xiàn)，fMRI對(duì)SIVCI的早期診斷具有較大的意義。 4.SIVCIND大腦注意和執(zhí)行功能區(qū)不存在側(cè)性化；SIVD存在側(cè)性化，右側(cè)損害比左側(cè)更加嚴(yán)重。SIVCI患者雙側(cè)DLPFC、VLPFC和后頂葉功能區(qū)激活體積與MoCA總分、視空間與執(zhí)行、注意分項(xiàng)得分

17、顯著相關(guān)。提示Stroop任務(wù)操作中腦功能區(qū)的激活體積可較好的反映SIVCI患者的認(rèn)知功能，功能磁共振是一種評(píng)價(jià)和反映SIVCI認(rèn)知功能的良好的方法。 5.老年性認(rèn)知損害早期腦功能區(qū)改變主要以雙側(cè)DLPFC、后項(xiàng)葉代償為主；晚期以右側(cè)基底節(jié)區(qū)、雙側(cè)DLPFC、VLPFC功能損害為主。MCI和AD大腦均存在側(cè)性化，MCI左側(cè)半球代償明顯，AD右側(cè)半球損害明顯。 6.MCI和SIVCIND腦功能區(qū)fMRI表現(xiàn)無(wú)顯著差異，fM