阿尔茨海默病(AD)的影像学诊断 宣武医院李坤成

李坤成首都医科大学宣武医院放射科阿尔茨海默病（AD）的影像学诊断一、AD的概况◆高龄◆受教育水平低◆女性多于男性◆有家族史（高4倍）◆有头部外伤史（高2倍）◆心脏病患者◆其它：贫穷、丧偶、铝摄入过多、母亲为高龄产妇、患糖尿病、甲状腺疾病、情感性精神病、抑郁症等AD的病因◆老年斑◆神经原纤维缠结◆脑萎缩此三种改变均缺乏特征性，亦可见于其它脑退行性疾病、甚至正常老年人AD的基本病理改变大脑皮质对称性萎缩，但是皮质厚度仍在正常范围，显微镜下观察皮层大神经元和突触丧失脑萎缩◆大小为50～200μm◆中心为βA4-淀粉样蛋白，以类淀粉样物质为核心◆老年斑周围有反应性胶质细胞和变性轴索和树突◆主要沉积于大脑皮质第II、III和V层细胞外老年斑◆位于神经元细胞内◆异常磷酸化的τ蛋白凝聚物形成双螺旋细丝样结构神经原纤维缠结◆脑内β-淀粉样蛋白沉积形成老年斑与遗传有关在14、19和21号染色体上有变异◆神经原纤维缠结与细胞信号传递系统异常有关◆其它致病因素和作用机理AD的发病机理◆隐匿起病◆65～70岁发病◆痴呆表现：记忆力减退、学习能力下降、计算力、理解力和判断力等损害、人格改变AD的主要临床表现◆轻度：工作和社会交往能力明显下降◆中度：日常生活需要他人一定的照顾◆重度：完全丧失独立生活能力AD的病情分度符合美国国立神经病学及语言障碍和卒中研究所（NINCDS）和Alzheimer病及其它相关疾病协会(ADRDA)联合小组制定的“可能AD”诊断标准美国精神病学协会诊断和统计手册第四版修订版诊断标准经临床和神经心理检查确定为痴呆，记忆力下降，有两种或两种以上的认知功能损害，发病年龄通常60岁以上，排除其它器质性脑病拟诊AD的标准患者有特殊认知功能（例如：失语、失用或失认）的进行性减退，伴行为异常改变和生活能力下降，家族中有类似病史。腰穿脑压正常，脑电图正常、或有非特异性改变（如慢波增加等）支持拟诊AD的条件排除其它痴呆后，患者的症状呈进行性发展，出现精神异常（如：抑郁、失眠、幻觉），情感异常及性功能障碍，神经系统异常（如：肌张力增高、肌震挛及步态异常等）或在疾病发展过程中出现癫痫样发作，而头颅CT检查正常，则支持AD的诊断◆患者突然或卒中样起病◆病程早期即出现神经系统的定位体征、癫痫或步态异常等排除拟诊AD的标准◆起病或在病程中没有可导致痴呆的神经、精神及全身疾病◆虽然患者合并全身或脑损害，但是不能用其解释痴呆的病因◆出现无诱因的单项认知功能损害可疑AD诊断的标准◆临床表现符合AD的拟诊标准◆脑活检或尸检有明确病理改变确定AD诊断的标准AD的神经心理学检查痴呆诊断量表总共有30项测试内容，包括定向力、短时记忆力、注意力、计算力、语言表达力和操作能力等。测试评分总计30分，文盲17分，小学文化程度20分，中学以上文化程度24分诊断为痴呆简短精神状态量表（MiniMentalStateExamination，MMSE）◆长谷川痴呆量表（HastgawaDementiaScale,HDS）评分的下限值文盲16分，小学20分，中学以上24分◆Blessed痴呆量表（BlessedDementiaScale,BDS）,又称常识记忆注意测验，评分的下限值文盲19分，小学23分，中学以上26分◆Hachinski缺血指数量表（HachinsikiIschemicScale，HIS），用于AD与VD的鉴别，满分18分，4分者为AD，7分者为VD◆Hamilten抑郁症量表（HamiltenDepressionScale，HDS），评分17者为抑郁症痴呆的诊断和鉴别诊断量表测试，对AD临床诊断和鉴别诊断有重要价值痴呆鉴别诊断量表尚无治疗AD十分有效的药物人们一直在寻找早期诊断的指标，并力图加以治疗以延缓其发展AD的治疗◆AD确诊依赖于尸检病理检查结合临床资料◆脑活检行病理学检查确诊AD十分困难◆临床诊断的准确率仅为80％左右◆在活体状态下尚缺乏诊断AD的准确手段◆影像学检查对AD的诊断有重要意义AD的诊断◆局灶性和/或弥漫性萎缩◆脑室扩张（提示脑白质萎缩）为主髓鞘纤维减少，细胞外间隙增宽，毛细血管壁变薄◆脑沟、池、裂增宽（提示灰质萎缩）神经元数量无明显减少，但代谢减低◆萎缩从40-60岁之间开始，无性别差异二、正常脑老化的影像表现脑萎缩◆MRI的弥散成像显示脑室周围、额叶和胼胝体膝部及压部的弥散各向异性减低◆全脑表观弥散系数(ADC)平均值直方图显示老年组比青年对照组下降，最大峰值减低◆ADC平均值与年龄呈显著线性相关关系，而ADC最大峰值与年龄呈负相关◆深部脑白质和基底节出现T2WI和FLAIR高信号正常老化的其他影像表现AD影像学检查的目的AD严重程度分级监测疾病进展做出预后判断评价干预治疗的效果◆定性观察：只能分轻、中、重度◆定量测量：线性，面积，体积测量◆须注意年龄、性别和颅腔体积对测量结果的影响AD的影像学诊断三、AD的影像学研究◆横断性研究◆纵向连续研究AD的研究类型AD的CT研究直接显示脑萎缩进行脑结构线性测量由于软组织分辨力不佳价值有限◆MRI显示脑解剖结构清楚，有利于进行测量研究，准确显示AD的脑萎缩改变◆应用MRI进行AD早期诊断、鉴别诊断和发病机制研究，是国际的热点课题之一AD的MRI研究MRI的T1加权像显示脑组织的解剖结构清楚，有利于进行测量研究T1加权像显示脑灰质呈灰色中等信号，脑白质呈白色较高信号，脑室和蛛网膜下腔呈黑色低信号T2加权像有利于显示病灶，在T2加权像上，脑灰质呈灰色中等信号，脑白质呈黑色低信号，脑室和蛛网膜下腔呈白色高信号PD加权像的信噪比最高，但组织的对比分辨率较低，临床应用较少应用MRI进行AD患者的诊断和鉴别诊断以T1加权像为主，结合选择不同的切层方位能全面显示AD患者病理形态学的改变。也可以应用GE脉冲序列三维扫描获取T1的容积数据，再进行横断、矢状和冠状位层面的重建，然后进行脑特定部位结构的测量研究结构性成像的测量指标内颞叶主要是海马和海马周围CSF间隙的测量线性测量指标：海马高度、颞叶宽度、沟回间距、内颞叶厚度等体积测量指标：海马、杏仁核、内嗅皮层等结构；其他指标：海马旁回、颞上回沟周围皮层面积、扣带回面积根据脑萎缩情况能区分轻、中、重度痴呆MRI的影像学诊断第一部分研究正常尸体脑标本MRI测量与组织学检查的对照研究◆MRI测量内嗅皮质面积和皮层厚度与病理测量值相关良好◆正常人老年前期和老年期内嗅皮质的相应测量值无显著性差异◆提示AD的病程可能与正常人的老化过程不同结果轻度AD患者脑MRI线性测量的诊断价值第二部分研究内颞叶最小厚度海马回钩间距海马高度脉络裂宽度侧脑室颞角宽度测量指标鉴别AD与正常人的最敏感指标是侧脑室颞角宽度增加侧脑室颞角宽度增加与脉络裂宽度、海马回钩间距和大脑横径增加共同诊断AD的敏感度、特异度和准确度分别为86.4%、85.0％and85.7%结果海马和颞叶萎缩的MRI线性测量是诊断轻度AD的有用方法之一结论第三部分研究AD患者和正常对照者的MRI脑体积测量杏仁核(AMY)海马(HF)内嗅皮层(EC)海马旁回(PHG)颞叶(TL)侧脑室颞角(TH)侧脑室体部(LVB)III脑室(TV)所有测量指标均经部分颅内容积标准化处理MRI体积测量指标AD患者的所有测量指标均显著萎缩内嗅皮层是内颞叶结构中萎缩最严重的部位MRI体积测量诊断AD的敏感度、特异度和准确度分别为：97.0%，93.9%和95.5%结果随正常脑老化进程，内颞叶结构有轻度萎缩AD患者的内颞叶结构显著萎缩MRI内颞叶体积测量诊断AD良好方法结论第四部分研究血管性痴呆的MRI测量30例VD患者和30中风但是没有痴呆者测量指标：大脑白质病灶的面积(WML)脑梗死面积脑室-脑比值(VBR)材料和方法脑的小血官病和多发脑梗死是本组病例发生VD的主要基础病变VD患者的大脑白质病灶面积，左侧皮层梗死和脑室-脑比值比中风无痴呆患者显著增加VD组患者的胼胝体与正常人相比，显著萎缩结果胼胝体萎缩，侧脑室扩大和大脑白质广泛病灶是小血管病发生痴呆的重要预测因子。但是,左侧皮层梗死、特别病灶位于左顶叶是多发脑梗死引起痴呆的重要预测因素结论第五部分研究应用MRI进行大脑结构测量及人工神经网络诊断AD体积测量指标:杏仁核、海马、内嗅皮层、颞叶和侧脑室颞角测量数据经部分颅内容积标准化应用SPSS软件和误差逆传播人工神经网络处理统计学资料，并将结果与传统统计学分析对比材料和方法人工神经网络的拓扑结构人工神经元模型神经元的函数曲线人工神经网络诊断AD段敏感度、特异度和准确度分别为97%、100%和98.5%The应用传统判别函数分析方法诊断AD度敏感度、特异度和准确度分别为90.9%、97%和93.9%结果人工神经网络与MRI脑结构测量结合应用可能是诊断AD的一种有用和可靠的方法结论第六部分研究MRI大脑内颞叶体积测量对AD与皮层下缺血性痴呆的鉴别诊断价值MRI体积测量指标杏仁核海马内嗅皮层海马旁回侧脑室颞角材料和方法与正常对照组比较，皮层下缺血性痴呆患者海马萎缩和侧脑室颞角扩张更为显著（P0.05）AD组与皮层下缺血性痴呆组比较，除颞角外，全部指标均显著萎缩（P0.001）结果根据测量指标可以将AD与皮层下缺血性痴呆鉴别开来在这些指标中，内嗅皮层的鉴别作用最佳，准确性达85%结果内颞叶MRI体积测量能提供AD与皮层下缺血性痴呆鉴别诊断的有价值信息结论PET与MRI图像融合在AD诊断中的初步应用第七部分研究材料和方法12例AD（年龄：53岁～83岁）6例正常志愿者（年龄：45岁～71岁）按前述方法获取PET和MRI图像两种检查的间隔时间为：1天～32天（平均年龄：18.211.6天）融合图像能准确显示PET和MRI的异常改变融合图像可准确定位PET显示的病灶融合图像使病灶的对比度增加根据融合图像全部患者均能作出AD的诊断结论第八部分研究MRI线性测量与体积测量在AD诊断中的比较研究MR扫描及测量方法MR扫描与图像重建1常规扫描2MPRAGE序列3重建冠状位图像测量指标1线性指标2体积指标线性测量指标海马结构高度和宽度脉络膜裂宽度海马旁回高度颞角高度和宽度内嗅皮层厚度(A)、内嗅皮层厚度(G)脉络膜裂宽度与海马高度比值海马高度与宽度乘积颞角高度与宽度乘积体积测量指标及标准化体积指标海马结构侧脑室颞角海马旁回内嗅皮层部分颅腔体积体积标准化公式Vn=Vi/PCV×PCVA线性指标判别AD和正常者的价值经多元逐步判别分析，建立判别方程：正常者：F1=右THH×0.174+右ECG×7.0079.979AD患者：F2=右THH×1.155+右ECG×4.3947.341诊断特异性:96.9%，敏感性:84.4%，准确性:90.6%体积指标判别AD和正常者的价值经多元逐步判别分析，建立判别方程：正常对照者：F3=左HF×0.0097+左EC×0.023436.212AD患者：F4=左HF×0.0070+左EC×0.01113.962诊断特异性:100%，敏感性:90.6%，准确性:95.3%线性测量与体积测量的比较研究体积指标和线性指标：敏感性、特异性均较高，前者鉴别能力更强体积测量：操作复杂线性测量：方法简单易行第九部分基于体素测量评价AD脑萎缩的应用研究结果:结构成像LRADold冠状面显示AD组全脑灰质体积减少的脑区红色代表AD组灰质体积减少的脑区；灰色代表对照组灰质体积减少的脑区验证AD患者内颞叶萎缩的MRI结构测量结果显示AD患者大脑皮层不对称性萎缩，感觉运动皮层、枕叶及小脑相对保持完好结果第十部分AD的脑磁化转移成像研究AD患者和健康老年人海马结构、海马旁回、梭状回、丘脑和胼胝体的磁化转移率（magnetictransferratio,MTR）测量：AD患者海马结构和海马旁回的MTR均较对照组显著下降（t海马=2.818,t海马旁回=1.096,P0.05）梭状回、