本文關鍵詞：基于嗅覺fMRI及多參數(shù)DTI的阿爾茨海默病及輕度認知障礙多模態(tài)MRI研究

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【摘要】：阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種隱匿起病進行性發(fā)展的神經系統(tǒng)退行性疾病。臨床上以記憶障礙及其他認知功能減退為特征。輕度認知功能障礙(mild cognitive impairment,MCI)被認為是AD的癡呆前階段。已有研究表明AD及MCI病人存在嗅覺損害�；谘跛揭蕾�(blood oxygen level dependent,BOLD)的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,f MRI)能夠間接反應活體組織的神經元活動,可對活體組織嗅覺腦功能活動進行評估。研究目的:研究輕度AD、AD源性MCI患者及正常人嗅覺f MRI腦區(qū)的激活信息。研究方法:收集輕度AD患者10例、AD源性MCI患者18例及對照組21例,采用組塊設計的嗅覺f MRI方法,對輕度AD、MCI患者及對照組進行嗅覺f MRI檢查,并對所有受試者進行嗅功能評分及包括簡易智能量表(mini mental state examination,MMSE)、成人韋氏記憶量表及智力量表中文修訂版(Wechsler Memory Scale,WMS;Wechsler adult intelligence scale,WAIS-RC)、類別流暢性測驗(category fluency test,CFT)連線測試(trail making test,TMT)、加利福尼亞詞語學習測試II(California verbal learning test,CVLT)II、波士頓命名測試(Boston naming test,BNT)、蒙特利爾認知評估量表(Montreal cognitive assessment,Mo CA)及臨床癡呆評定量表(clinical dementia rating scale,CDR)的多維度神經心理學測試。結果:(1)CTRL組雙側初級嗅皮層(primary olfactory cortex,POC)及次級嗅中樞均可見激活。(2)與CTRL組相比,AD組及MCI組POC、海馬、島葉皮質及右側眶額皮質(orbitofrontal cortex,OFC)等嗅覺主要功能腦區(qū)激活均減低,以AD組為著;并以雙側POC腦激活減低最為顯著。結論:(1)基于組塊設計的嗅覺f MRI實驗能夠有效激活初級嗅中樞、次級嗅中樞。(2)AD及MCI患者嗅覺主要功能腦區(qū)激活均減低,且以AD患者明顯,而腦區(qū)激活減低以雙側POC最為顯著。POC結構復雜,包括接收從嗅球直接傳入信息的所有皮質區(qū),主要由前嗅核、嗅結節(jié)、梨狀皮質、杏仁核、杏仁核周區(qū)以及內嗅區(qū)組成。上述部位均近顳葉內側(medial temporal lobe,MTL),而顳葉內側與記憶功能相關,并對嗅覺信息的加工至關重要。嗅覺f MRI的初步研究已證明AD及MCI患者嗅覺腦區(qū)激活減低以POC最為顯著。研究目的:從腦f MRI及腦結構MRI方面對AD及MCI患者嗅皮層變性(olfactory cortex degeneration)進行研究,為建立基于多模態(tài)MRI技術的嗅皮層變性模型提供新思路。研究方法:收集輕度AD患者10例、AD源性MCI患者18例及對照組21例,采用手工勾畫感興趣區(qū)(regions of interests,ROI)的方法,測量嗅覺腦f MRI POC BOLD信號激活百分比、POC腦體積及海馬體積,并與MMSE、Mo CA、CVLT-II、CFT、BNT、WMS-記憶商(memory quotient,MQ)及WAIS-總智商(full IQ,FIQ)、言語智商(verbal IQ,VIQ)和操作智商(performance IQ,PIQ)量表評分做偏相關比較。結果:(1)AD組、MCI組及CTRL組嗅覺腦f MRI POC BOLD信號激活百分比、POC腦體積及海馬體積三組組間差異明顯(P0.001)。(2)POC體積與POC BOLD信號激活百分比呈正相關(P0.05);二者與嗅覺評分、海馬體積與MMSE、Mo CA、CVLT-II、BNT、WMS(MQ)及WAIS(FIQ、VIQ、PIQ)量表評分呈正相關(P0.05);與TMT量表評分呈負相關(P0.001);POC BOLD信號激活百分比與CFT呈正相關(P0.05);POC體積與CFT量表評分結果無相關性(P0.05)。結論:(1)AD及MCI病人POC結構及功能均存在損害,且與嗅覺評分及神經心理測試結果相應。(2)嗅皮層變性可以作為AD及MCI的早期診斷及預測的依據(jù)。AD一直以來被認為是典型的以腦灰質(gray matter,GM)改變?yōu)橹饕±硖卣鞯纳窠浵到y(tǒng)退行性疾病,活體內腦白質損害在AD發(fā)病機制中的作用及其與神經心理評價關系尚不明確。彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)技術是目前公認的無創(chuàng)的顯示腦白質纖維束的方法。各向異性分數(shù)(fractional anisotropy,FA)、平均彌散率(mean diffusion,MD)、軸向彌散(axial diffusivity,DA)與徑向彌散(radial diffusivity,DR)系數(shù)可反映腦白質纖維結構特征。研究目的:探討AD及MCI患者腦白質微結構損害情況及其相關機制,為AD的早期診斷及治療提供新的靶點。研究方法:收集輕度AD患者10例、AD源性MCI患者18例及對照組21例,采用基于體素的纖維束示蹤的空間統(tǒng)計分析(tract-based spatial statistics,TBSS)方法得到AD、MCI患者及對照組全腦白質FA、MD、DA及DR值,并對AD組與CTRL組、MCI組與CTRL組組間FA、MD、DA及DR值差異區(qū)域及分布進行研究;進一步對AD組與CTRL組、MCI組與CTRL組多參數(shù)DTI組間差異重疊的區(qū)域做mask后,對AD組、MCI組、CTRL組FAo、MDo、DAo、DRo值與海馬體積及神經心理測試結果進行偏相關分析。結果:(1)與CTRL組相比,AD組全腦白質FA值廣泛性減低,MD、DA及DR值廣泛性增高;并且大部分FA值減低或者MD值增高的區(qū)域都伴隨DR值增高。(2)與CTRL組相比,MCI組病人僅在雙側大腦半球皮層下白質見散在FA值減低及MD、DA、DR值增高。(3)AD組、MCI組、CTRL組三組間FA、MD、DA及DR值差異明顯(P0.05)。(4)AD組、MCI組、CTRL組FAo值與海馬體積呈明顯正相關(P0.001);MDo、DAo、DRo值與海馬體積呈明顯負相關(P0.001)。(5)AD組、MCI組、CTRL組FAo值與MMSE、Mo CA、CVLT-II、WMS(MQ)及WAIS(FIQ、VIQ、PIQ)量表評分呈正相關(P0.05);MDo、DAo、DRo值與上述量表評分呈負相關(P0.05)。FAo值與TMT量表評分呈負相關(P0.05);MDo、DAo、DRo值與TMT量表評分呈正相關(P0.05)。FAo、MDo、DAo及DRo值與BNT及CFT量表評分結果無相關性(P0.05)。結論:(1)AD患者及MCI患者均存在腦白質損害,且與反應記憶力及執(zhí)行能能力等神經心理測試結果相關。AD患者腦白質為廣泛性損傷,而MCI患者WM損傷僅存在于皮層下白質。從MCI階段發(fā)展到AD階段,腦WM完整性逐漸被破壞。(2)多參數(shù)DTI可以作為AD及MCI的早期診斷及預測的依據(jù),且FA值減低較MD值增高敏感,DR值增高較DA值增高敏感。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R445.2;R749.16

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