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背景及目的: 脑白质损害(White matter lesions,WMLs)是指由多种原因引起的脑室周围或皮质下脑白质的点状或片状改变,在CT上显示低密度,在MRI T1加权像上显示等信号或低信号,T2加权像和液体衰减反转恢复序列(FLAIR)上显示高信号。研究发现,60岁以上老年人MRI发现WMLs的比例高达30%,并随年龄的增长比例有所升高。脑白质损害的发病机制有多种学说,包括低灌注损害学说、血脑屏障受损学说、内皮损伤学说、β淀粉样物质沉积学说和基因多态性学说。目前被广为接受的发病机制是低灌注学说,深穿支动脉损害引起的慢性缺血。脑白质损害一般可分为两大类型,即脑室周围白质损害(periventricular white matter lesion,PWMLs)和深部脑白质损害(deep white matter lesion,DWMLs),PWMLs被定义为脑室旁3-13mm范围内白质高信号。 脑白质损害与不同程度的认知功能下降密切相关,并认为是发展成痴呆的危险因素。大量研究发现,无论在痴呆或者非痴呆的患者中,认知功能损害的严重程度都与PWMLs的关系更密切,其原因可能是PWMLs主要为长联合纤维,影响皮质不同脑区之间的联络,从而导致认知功能下降。目前关于白质损害影响认知功能的机制尚不明确,主要学说有:(1)神经通路损害学说,认为白质损害累及脑内特殊神经递质投射路径的破坏,导致信息传递障碍而引起认知损害;(2)皮质功能障碍学说,认为白质损害引起顺行(或逆行)溃变,致使相应皮质结构和功能障碍,累及认知功能相关皮质而造成认知损害。这些学说仍需要进一步验证,因此,本研究从包括皮质和白质整体的神经网络角度探讨室周白质损害致认知功能障碍的特点和机制,有助于提高脑白质损害所致认知功能障碍的机制的认识. 对象和方法: 本研究选取单纯侧脑室周围白质损害患者作为研究对象,通过神经心理评估分析室周白质损害患者认知损害的特征。22例PWMLs患者根据认知心理测评结果分为室周白质损害认知功能障碍组(PWMLs-CI)和认知功能正常(PWMLs-CN)组(每组11例),12例影像学正常、认知功能正常受试者作为对照组。采用磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)联合静息态功能磁共振(resting-state functionalMRI,rfMRI)技术,分别得到神经纤维束损害FA(fractional anisotropy)值和皮质脑功能fALFF(ractional amplitude of low-frequency fluctuation)值,进行组间比较。进一步通过相关性分析了解认知损害的特征与皮质下神经纤维束损害(FA值)和皮质活化状态(fALFF值)的关系。最后以组间皮质功能fALFF值差异脑区为种子点,比较PWMLs-CI较PWMLs-CN组全脑功能连接强度差异,并与整体认知评估MOCA(Montreal cognitive Assessment)得分进行相关性分析,进一步来探讨单纯室周白质损害致认知功能障碍的神经网络机制。 结果: 我们共纳入23例PWMLs患者和12例正常对照,其中1例PWMLs患者因磁共振检查过程中头动过大(>2mm)被排除出研究队列,剩余22例PWMLs患者依据认知测评结果被分为PWMLs-CI组、PWMLs-CN组,各11例,三组间年龄、性别、受教育程度、血管危险因素均无显著差异。与PWMLs-CN相比,PWMLs-CI组MoCA、TMT(Trail making test)、 SDMT(Digit-symbol test)、LMT(Logical memory test)评分减低,提示PWMLs-CI组执行功能、注意功能和逻辑记忆功能下降(P<0.05)。PWMLs-CN与CN组认知测评无显著差异(P>0.05)。 DTI结果显示PWMLs-CI组较PWMLs-CN组在右侧胼胝体压部、右侧后扣带回的白质纤维FA值降低(P<0.05,AlphaSim校正)。进一步通过相关性分析发现右侧胼胝体压部的FA值与MoCA、SDMT量表评分呈正相关,右侧后扣带束的FA值与MoCA,、SDMT、LMT量表评分正相关,但是与TMT量表评分呈负相关。 rfMRI结果显示PWMLs-CI较PWMLs-CN组在左侧额中回,左侧中央前回,右侧角回,右侧楔前叶fALFF值减低;在右扣带中回,右侧海马杏仁核,右侧小脑半球和左侧小脑蚓部fALFF值增高。PWMLs-CN与CN组皮质脑功能无明显差异(P<0.05,AlphaSim校正)。进一步通过相关性分析发现左侧额中回和右侧楔前叶的fALFF值与MoCA,SDMT,LMT评分正相关,与TMT评分呈负相关。左侧中央前回fALFF值与MoCA评分正相关。右侧角回的fALFF值与MoCA、SDMT评分呈正相关,与TMT评分呈负相关。右扣带中回左侧小脑蚓部的fALFF值与TMT评分呈正相关,与MoCA,SDMT,LMT评分负相关。右侧海马杏仁核的fALFF值与TMT评分正相关,与MoCA和LMT值呈负相关。右侧小脑半球的fALFF值与MOCA评分呈负相关。 以上诉组间fALLF差异脑区为种子点,PWMLs-CI与PWMLs-CN组全脑功能连接强度差异与MOCA得分进行相关性分析,发现前额叶-颞叶环路、角回-颞叶-顶叶环路、楔前叶-颞叶环路、楔前叶-前额叶环路扣带回中部-顶叶-中央后回环路、海马-杏仁核-角回,海马-杏仁核-颞叶环路、小脑-前额叶、小脑-扣带回中部、中央前回环路与MOCA评分相关。 结论: 单纯室周白质损害认知功能障碍的患者以执行功能、注意功能和逻辑记忆功能受损为主。室周白质损害患者通过特定位置的白质损害和皮质功能改变来影响认知。