rs—fMRI、DTI及1H—MRS在阿尔茨海默病中的应用进展(1)
摘 要：随着磁共振成像技术的飞速发展，对阿尔茨海默病的神经影像学研究也越来越深入。其主要目的是通过磁共振影像学特征来识别出早期阿尔茨海默病患者，从而达到早期诊断和治疗的目的。本文就磁共振成像技术包括静息态功能磁共振成像、弥散张量成像及磁共振波谱在阿尔茨海默病的应用进展进行综述。
关键词：阿尔茨海默病；轻度认知功能障碍；功能磁共振；弥散张量成像；磁共振波谱
中图分类号：R749.16 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.13.013
文章编号：1006-1959(2018)13-0041-04
Abstract：With the rapid development of magnetic resonance imaging technology， neuro imaging research on Alzheimer’s disease is becoming more and more in-depth.Its main purpose is to identify early Alzheimer’s disease patients by magnetic resonance imaging (MRI) features，so as to achieve early diagnosis and treatment.This paper reviews the applications of magnetic resonance imaging techniques including resting functional magnetic resonance imaging，diffusion tensor imaging and magnetic resonance spectroscopy in Alzheimer’s disease.
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Key words：Alzheimer's disease；Mild cognitive impairment；Diffusion tensor imaging
随着全球人口老龄化程度的日益加深，老年病的研究变得越来越受到重视。在常见老年期疾病中，阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)因其导致老年人认知功能和记忆功能减退，严重影响生活质量的特性而受到了极大的关注。2011年美国国家衰老研究所(AIA)新的诊断标准[1]指出AD的发展分为三个阶段：临床前AD、AD所致的轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment，MCI)及AD所致的痴呆。现有针对AD的治疗方案主要适用于早期患者，因此AD的早期诊断是至关重要的。由于磁共振成像技术具有无创性和高分辨率等优点，近年来多种磁共振神经成像方法被应用于AD的研究，尝试探索AD的发病机制及早期诊断。其中静息态功能MRI(rs-fMRI)可显示AD患者的大脑功能活动和连接性变化，弥散张量成像(DTI)能显示AD患者的白质结构损伤，而磁共振波谱可反映AD患者大脑代谢及化学物质的变化。笔者主要介绍rs-fMRI、DTI及MRS这三种技术在阿尔茨海默病早期诊断和评价疗效中的应用进展。
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1 rs-fMRI在AD的应用
近年来，静息态功能磁共振成像(resting state functional magneticresonance imaging，rs-fMRI)技术正成为研究AD早期诊断的重要手段。rs-fMRI技术通过检测低频(<0.08 Hz)血氧水平依赖性(BOLD)波动反映大脑自发的脑功能活动及判断神经功能网络连接的变化，从而发现早期AD患者脑功能性连接(functional connectivity，FC)的损伤。根据检测的内容，AD的静息状态功能磁共振成像研究一般可以分为两类。
1.1分析大脑区域活动 Cha等[2]使用区域均匀性，低频波动幅度(amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF)，分數ALFF(fALFF)和全局大脑连接等多方法对健康受试者、MCI患者及AD患者进行比较，得出一致的结论：与健康受试者相比，AD患者左侧海马旁回的功能特征降低。Li等[3]通过对75项fMRI研究数据进行meta分析，发现相对于健康对照组，MCI患者低度活化的区域为默认模式网络 (default mode network，DMN)、前额叶和视觉网络，而与AD相关的低度活化区域则主要位于视觉网络，默认模式网络和腹侧注意网络。相比健康对照组，MCI相关和AD相关的过度活化区域都位于前额叶，腹侧注意力网络，默认模式网络和躯体运动网络(somatomotor network，SMN)。因此，通过rs-fMRI检测健康人群及AD患者的大脑区域活动，可发现AD患者大脑功能异常的区域，为AD的早期诊断提供证据。
, http://www.100md.com
1.2分析大脑功能性连接 通过对一系列基于感兴趣区域或整个大脑的分析，fMRI可检测到AD患者大脑功能性连接和大型脑网络的持续减少，称为AD的“失连接”改变。Griffanti L等[4]将在1.5T磁共振获得的来自20名老年健康受试者和21名AD患者的轻度阶段的数据进行比较，发现AD患者默认模式网络(DMN)内的后扣带皮质中时常观察到FC的减少。Zhong等[5]应用独立成分分析技术(ICA)识别DMN成分，并采用多变量Granger因果分析(mGCA)发现了AD患者和正常对照(NC)中默认模式网络(DMN)的有效连接的差异：①在强度和数量方面，AD中的连接比NC中的连接减少。后扣带皮层(PCC)在NC中显示出显着的活动，因为它与DMN内的大多数其他区域相连。此外，PCC是只接收其他区域相互作用的核心；②与AD患者相比，NC中右侧下颞皮层(rITC)与DMN内其他区域的相互作用较强；③NC中内侧前额叶皮层(MPFC)和双侧下叶皮质(IPC)之间的相互作用弱于AD患者。Wang等[6]用体素镜像同伦连接(VMHC)的方法各测量16位AD患者、MCI患者和认知功能正常个体(CN)静息状态大脑半球的功能性连接模式。在前脑区域的AD和MCI受试者中观察到VMHC的降低，其中前额叶皮层和皮质下区域的VMHC均表现为AD, http://www.100md.com(赖超 成官迅)
关键词：阿尔茨海默病；轻度认知功能障碍；功能磁共振；弥散张量成像；磁共振波谱
中图分类号：R749.16 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.13.013
文章编号：1006-1959(2018)13-0041-04
Abstract：With the rapid development of magnetic resonance imaging technology， neuro imaging research on Alzheimer’s disease is becoming more and more in-depth.Its main purpose is to identify early Alzheimer’s disease patients by magnetic resonance imaging (MRI) features，so as to achieve early diagnosis and treatment.This paper reviews the applications of magnetic resonance imaging techniques including resting functional magnetic resonance imaging，diffusion tensor imaging and magnetic resonance spectroscopy in Alzheimer’s disease.
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Key words：Alzheimer's disease；Mild cognitive impairment；Diffusion tensor imaging
随着全球人口老龄化程度的日益加深，老年病的研究变得越来越受到重视。在常见老年期疾病中，阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)因其导致老年人认知功能和记忆功能减退，严重影响生活质量的特性而受到了极大的关注。2011年美国国家衰老研究所(AIA)新的诊断标准[1]指出AD的发展分为三个阶段：临床前AD、AD所致的轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment，MCI)及AD所致的痴呆。现有针对AD的治疗方案主要适用于早期患者，因此AD的早期诊断是至关重要的。由于磁共振成像技术具有无创性和高分辨率等优点，近年来多种磁共振神经成像方法被应用于AD的研究，尝试探索AD的发病机制及早期诊断。其中静息态功能MRI(rs-fMRI)可显示AD患者的大脑功能活动和连接性变化，弥散张量成像(DTI)能显示AD患者的白质结构损伤，而磁共振波谱可反映AD患者大脑代谢及化学物质的变化。笔者主要介绍rs-fMRI、DTI及MRS这三种技术在阿尔茨海默病早期诊断和评价疗效中的应用进展。
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1 rs-fMRI在AD的应用
近年来，静息态功能磁共振成像(resting state functional magneticresonance imaging，rs-fMRI)技术正成为研究AD早期诊断的重要手段。rs-fMRI技术通过检测低频(<0.08 Hz)血氧水平依赖性(BOLD)波动反映大脑自发的脑功能活动及判断神经功能网络连接的变化，从而发现早期AD患者脑功能性连接(functional connectivity，FC)的损伤。根据检测的内容，AD的静息状态功能磁共振成像研究一般可以分为两类。
1.1分析大脑区域活动 Cha等[2]使用区域均匀性，低频波动幅度(amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF)，分數ALFF(fALFF)和全局大脑连接等多方法对健康受试者、MCI患者及AD患者进行比较，得出一致的结论：与健康受试者相比，AD患者左侧海马旁回的功能特征降低。Li等[3]通过对75项fMRI研究数据进行meta分析，发现相对于健康对照组，MCI患者低度活化的区域为默认模式网络 (default mode network，DMN)、前额叶和视觉网络，而与AD相关的低度活化区域则主要位于视觉网络，默认模式网络和腹侧注意网络。相比健康对照组，MCI相关和AD相关的过度活化区域都位于前额叶，腹侧注意力网络，默认模式网络和躯体运动网络(somatomotor network，SMN)。因此，通过rs-fMRI检测健康人群及AD患者的大脑区域活动，可发现AD患者大脑功能异常的区域，为AD的早期诊断提供证据。
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1.2分析大脑功能性连接 通过对一系列基于感兴趣区域或整个大脑的分析，fMRI可检测到AD患者大脑功能性连接和大型脑网络的持续减少，称为AD的“失连接”改变。Griffanti L等[4]将在1.5T磁共振获得的来自20名老年健康受试者和21名AD患者的轻度阶段的数据进行比较，发现AD患者默认模式网络(DMN)内的后扣带皮质中时常观察到FC的减少。Zhong等[5]应用独立成分分析技术(ICA)识别DMN成分，并采用多变量Granger因果分析(mGCA)发现了AD患者和正常对照(NC)中默认模式网络(DMN)的有效连接的差异：①在强度和数量方面，AD中的连接比NC中的连接减少。后扣带皮层(PCC)在NC中显示出显着的活动，因为它与DMN内的大多数其他区域相连。此外，PCC是只接收其他区域相互作用的核心；②与AD患者相比，NC中右侧下颞皮层(rITC)与DMN内其他区域的相互作用较强；③NC中内侧前额叶皮层(MPFC)和双侧下叶皮质(IPC)之间的相互作用弱于AD患者。Wang等[6]用体素镜像同伦连接(VMHC)的方法各测量16位AD患者、MCI患者和认知功能正常个体(CN)静息状态大脑半球的功能性连接模式。在前脑区域的AD和MCI受试者中观察到VMHC的降低，其中前额叶皮层和皮质下区域的VMHC均表现为AD, http://www.100md.com(赖超 成官迅)