AD和MCI病人前額葉注意功能區fMRI檢測

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                     作者:李傳明 王健 桂莉 王新 鄭健

AD和MCI病人前額葉注意功能區fMRI檢測

【摘要】  目的應用功能磁共振成像(fMRI)觀察阿爾茨海默病(AD)、輕度認知功能損害(MCI)病人在漢語Stroop任務操作中的腦皮質功能區活動情況。方法 選擇AD病人11例,MCI病人10例,和按年齡、性別、文化層次進行匹配的正常對照組10例。fMRI運用刺激?休息?刺激的模式,刺激任務採用漢語Stroop任務。測定分析3組被試反應時間、漏報率、錯誤率的差別。採用AFNI軟體將影象資料進行處理和分析,對3組腦啟用影象的啟用部位及範圍進行比較。結果 AD組完成漢語Stroop色詞任務反應時間長於對照組,錯誤率、漏報率高於對照組(Z=-3.38~-2.82,P<0.01);MCI組反應時間長於對照組(Z=-2.04,P<0.05),漏報率、錯誤率與對照組無明顯差異(Z=-1.14、-0.89,P>0.05)。MCI組在雙側背外側前額葉(DLPFC)、雙側後頂葉啟用體積明顯大於對照組(Z=-2.663~-2.268,P<0.05);AD組在雙側DLPFC、腹內側前額葉(VLPFC)啟用體積明顯小於對照組(Z=-3.029~-2.536,P<0.05),在雙側後頂葉與對照組比較無明顯差異(Z=-0.423~-0.387,P>0.05)。結論 AD以前額葉功能損害為主,MCI以前額葉和後頂葉功能代償為主,提示老年性認知損害不同階段具有不同的神經病理學特徵。 
【關鍵詞】  阿爾茨海默病;認知障礙;Stroop任務;磁共振成像
 [ABSTRACT] Objective To investigate the prefrontal lobe activities in patients with Alzheimer disease (AD), mild cognitive impairment (MCI) and normal controls during Chinese Stroop color?word task performance with fMRI.  Methods Eleven AD patients, 10 MCI patients and 10 normal control subjects were enrolled. They were matched by age, sex and education background. All the participants underwent fMRI with the mode of stimulus?rest?stimulus when performing Chinese Stroop test. The reaction time, error rate and miss rate were measured and compared. The imaging data were analyzed and compared by AFNI software.  Results The time spent for Stroop task in AD was longer, the error and miss rates were higher than those of the normal control (Z=-3.38--2.82,P<0.01). The response time in MCI showed longer than that in the control and the differences were not significant between the two groups in terms of error rate and miss rate (Z=-2.04,P<0.05). Compared with controls, MCI patients showed distinctly increased prefrontal cortex activation, including the right DLPFC (dosolateral prefrontal cortex) and bilateral inferior parietal lobe (Z=-2.663--2.268,P<0.05), while AD patients exhibited decreased fMRI responses in the regions of bilateral DLPFC and VLPFC (ventralateral prefrontal cortex) (Z=-3.029--2.536,P<0.05), no difference was noted in bilateral posterior apical lobes (Z=-0.423--0.387,P>0.05).  Conclusion In AD, the function lesion mainly locates in prefrontal; in MCI, mainly with functional compensation of prefrontal and posterior parietal cortex, which suggests that different neuropathological characteristics exist in different phases of dementia in the elderly.
    [KEY WORDS] Alzheimer disease; Cognition disorders; Stroop task; Magnetic resonance imaging
    阿爾茨海默病(AD)是一種神經系統退行性疾病, 由大腦細胞特別是海馬神經元的退行性丟失和神經纖維纏結所導致。AD是各種痴呆型別中最常見的一種,隨著人口老齡化,全世界AD的發病率將不斷上升。AD可以出現多種症狀, 如記憶缺失,注意力下降,情緒和行為改變及社交能力的受損,注意功能損害是其中重要的一種[1]。輕度認知功能損害(MCI)是介於痴呆和正常老年人之間的一種型別,MCI病人存在記憶損害,卻沒有其他認知功能損害,不影響病人的正常生活,被認為是AD的早期階段[2,3]。既往研究發現,AD病人在顳葉內側和海馬存在功能區改變,在執行記憶任務時啟用體積減小。關於AD和MCI前額葉功能損害情況,國內外文獻均未見報道。本研究擬採用血氧依賴性功能磁共振成像技術(Bold?fMRI),定量研究AD、MCI病人與注意功能相關的前額葉腦功能區啟用情況。現報告如下。
    1       資料與方法
    1.1       研究物件
    收集2007年6月~2008年9月我院神經內科記憶門診及病房診治的AD病人11例,其中男6 例,女5例,年齡(61.00±6.51)歲;MCI病人10例,男5例,女5例,年齡(61.30±6.00)歲。同時,以年齡、性別、受教育程度相匹配的於我院體檢的健康老人10例作為對照組,其中男5例,女5例,年齡(60.70±4.55)歲。本文AD病人根據美國國立神經病語言障礙卒中研究院、AD及相關疾病協會(NINCDS/ADRDA) 關於AD擬診標準做出診斷。MCI病人按照美國PETERSON 教授1999年提出的 MCI診斷標準診斷。AD、MCI 病人均經內科、神經科及精神科的系統檢查和MRI常規掃描,排除其他各種已知原因所致的痴呆。均無神經系統病史,無心、肝、腎及代謝性疾病,無全身疾病病史。所有受試者裸眼視力或矯正視力正常。所有受試者均為右利手,事先了解本研究的目的和方法,並簽署知情同意書。
    1.2       磁共振成像方法
    採用SIEMENS Magnetom Sonata 1.5 T 超導型全身磁共振成像系統完成影象的資料採集;在開始採集影象資料前,首先對所用裝置的系統狀態和引數設定進行檢測,以保證所獲影象的質量符合歐洲共同體標準。採用標準正交頭線圈。採集序列如下。結構像掃描:採用快速自旋迴波(TSE)序列行軸位全腦無間隙掃描,掃描平面平行於前後聯合連線,T1加權像,TR/TE 500/7.7 ms,層厚5.0 mm,FOV為220 mm×220 mm,矩陣為256×256, 掃描層數15;功能像掃描: 採用回波平面成像(EPI)序列進行全腦軸位無間隙掃描,掃描平面平行於前後聯合連線,TR/TE為2 000/60 ms,FA為90°,層厚為5.0 mm,FOV為230 mm×230 mm,矩陣為64×64,掃描層數15;三維結構像掃描: 採用快速小角度激發(FLASH) 序列T1加權三維磁化強度預備梯度回波序列(T1WI?3D?MP RAGE)行全腦矢狀位間隙掃描, T1加權像, TR/TE為1 900/1.87 ms,FA為15°, 掃描層數128, 層厚1.7 mm,FOV為230 mm×230 mm,矩陣256×256。獲得高空間分辨力、高信噪比的大腦三維影象。