马克斯·普朗克代谢研究所，德国科隆
DOI: 10.15761 / JSIN.1000154
痴呆症的鉴别诊断以认知和记忆障碍症状为基础，并得到神经心理学测试和影像学结果的支持。尽管计算机断层扫描和磁共振成像能够检测血管性痴呆的形态学底物，如多梗死综合征、大血管和危重性中风、小血管疾病和出血，但这些模式不能确定潜在病理的分子原因和功能后果。正电子发射断层扫描可以成像导致认知障碍和痴呆的局部和/或弥漫性代谢和分子紊乱，并有效地区分血管性和退行性痴呆，如阿尔茨海默病。对神经递质和病理积累的蛋白质以及炎症的成像还可以深入了解疾病的特定病理生理学。尽管PET的广泛临床应用有限，但该技术对痴呆症的研究有很大的影响。
血管性病因是痴呆的第三大常见原因(~ 8 ~ 10%)，其次是AD(60 ~ 70%)和伴有路易体(DLB)的痴呆(10 ~ 25%)[1]，但这些数字根据VaD的不同标准有很大差异。此外，从尸检研究中可以明显看出，许多患者患有混合性痴呆，通常是伴有其他疾病的血管疾病。VaD的旧标准仅包括多梗死性痴呆或由几次临床显著中风累积影响引起的痴呆，但目前的标准认为多梗死性痴呆只是VaD的几种亚型之一，包括单卒中性痴呆和小血管疾病。血管性认知障碍是一种复杂的多因素疾病，表现为多种临床综合征[4]。
神经影像学为VaD的神经解剖学底物提供了重要的信息，在VaD的诊断和预测中起着重要作用。大多数急性中风患者接受计算机断层扫描(CT)脑成像;因此，使用CT的研究可以代表整个临床人群。在临床实践中，CT主要用于排除出血和一些类似中风(如脑肿瘤)，通常可以显示缺血的早期迹象(如肿胀、低密度和高密度血管)和陈旧性中风病变。
VaD的三种主要神经影像学模式是大血管卒中(大血管病变、动脉硬化)、小血管疾病(微血管病变、动脉硬化)和微出血。单次大范围中风，特别是在主半球的大脑中动脉(MCA)区域，或双侧大脑前动脉(ACA)或大脑后动脉(PCA)区域多次小范围中风，导致约30%的中风幸存者[5]痴呆。当发生在特定位置时，如分水岭区域，包括双侧额上回或双侧眶额回(ACA/MCA)、角回(ACA/MCA/PCA)、颞枕交界处和颞下回(MCA/PCA)[6]，单个较小的中风也会导致严重的认知功能障碍。
小血管疾病导致脑白质或皮层下灰质核[7]不完全或完全梗死。陷窝必须与血管周围Virchow-Robin间隙鉴别。腔隙性中风是小的完全梗死(2 - 15mm)。当位于尾状头时，丘脑前或枕丘脑束[8]陷窝可由于皮层区域的扩展功能缺失而导致显著的认知和/或行为功能障碍。
脑白质病变(WMLs)和脑萎缩的存在和严重程度可以很容易地从CT脑部扫描中确定，这些特征可以预测随后的认知障碍和痴呆。脑萎缩与CT和MRI测量的中重度白质病变之间存在非常好的一致性[9,10]。
磁共振成像(MRI)仍然是VaD[11]的关键神经成像方式。如果没有禁忌症，MRI比CT更适合用于研究和常规临床应用，因为MRI对发现病理改变[12]具有更高的敏感性和特异性。推荐使用广泛接受的术语，允许比较中心之间发现的神经影像学标准(神经影像学血管变化报告标准，STRIVE)[13]。大量研究发现小血管疾病(SVD)的MRI标记物(陷窝、白质高强度、脑微出血、无症状梗死、白质改变、全脑萎缩、内侧颞叶萎缩)是VaD的决定因素。传统上归因于VaD的血管病变包括大脑皮层下区域，特别是额叶下白质回路，单个梗死的战略区域，如显性丘脑或角回，额叶深部区域和左半球，以及双侧脑梗死或容量驱动的皮层-皮层下梗死，达到组织损失或损伤的临界阈值[2]。
MRI在白质中发现的小血管疾病称为[14]白质病。脑白质病变表现为多发点状或融合性病变，但更常表现为不完全性梗死，常见于健康老年人和偏头痛患者[15]。小血管疾病的标志物-白质高强度、陷窝、血管间隙扩张、微出血和脑容量-与局部脑血流减少[16]相关，必须明确定义，才能可靠地用于诊断这种血管疾病及其进展[17]。一些研究建议在单个病例中评估损伤负荷对认知的影响程度，阈值为10厘米2在临床上检测到VaD之前，需要[15]或总白质[18]的25%。FLAIR图像显示，不完全梗死表现为高强度，而完全梗死表现为陷窝，相对于大脑为低强度，而脑脊液为等强度。脑卒中后，内侧颞叶萎缩与认知功能障碍相关，与小血管疾病[19]无关。当小血管疾病引起皮质下VaD时，这与Binswanger病[20]的病理相关。
微出血是VaD的第三个主要神经影像学方面，在一项研究中，65%的VaD病例中发现了微出血。与认知障碍相关的大出血(如静脉性梗死)可以在传统的T1和T2加权自旋回波图像上看到，微出血通常不能在这些序列中看到，但使用T2*加权梯度回波图像可以准确地检测到。在许多情况下，微出血和白质缺血性疾病可能是由全身性高血压[22]引起的。
血管性认知障碍(VCI)的诊断是困难的，因为在临床标准上没有共识。此外，脑动脉硬化经常出现在老年患者中，甚至在没有认知障碍或退行性痴呆的老年受试者中出现小的梗死或白质病变。MRI对白质高强度(WMHs)有较高的敏感性，可以在正常老年人和VCI患者中看到。病理研究显示，阿尔茨海默类型的血管性和退行性病理的发病率很高。当只使用MRI时，这导致诊断混乱，并且有混合病理。PET提供额外的信息，这增加了诊断的确定性。
正电子发射断层摄影术可以通过可视化典型受影响大脑区域的脑功能来支持临床诊断。宠物的18f -2-氟-2-脱氧-d -葡萄糖(FDG)测量区域脑糖代谢(rCMRGl)在可能的AD患者中显示出典型的代谢模式:颞顶和额叶相关区代谢低下，但初级皮质区、基底节区和小脑相对凹陷。在VCI中，可以看到不同的模式[23]:在VCI中，FDG PET可以清楚地区分局灶性皮层和皮层下低代谢的分散区域，这与AD中所见的典型代谢模式不同，显著的低代谢影响了相关区域[24]。在VCI患者[25]中，与正常患者相比，rCMRglc在广泛的大脑区域(中额叶皮层、颞顶皮层、基底神经节、小脑和脑干)被观察到显著降低。在皮质下区域和初级感觉运动皮层，这种低代谢比AD更明显，而相关区域受影响比AD小。主要反映关联区与皮层下区域对比的代谢比(关联区rCMRglc除以原发区、基底节区、小脑和脑干的rCMRglc)在AD组明显低于VCI组。虽然不可能确定一个单独的区域可以区分VCI和AD，但复合模式，如代谢比所示，是显著不同的。考虑到该研究中的VCI患者主要为WMHs和小的皮层下梗死，进一步表明即使小的梗死合并WMHs也可能导致认知能力下降。比起梗死的总体积，功能性组织损失的体积更为重要，因为它还包括不完全梗死组织和形态完整但无传入的皮层的影响。
与对照组和其他类型的痴呆相比，很少有报道涉及rCMRglc变化在AD临床诊断中的准确性。通过受试者工作特征(ROC)分析，Herholz等人[26]记录了将可能患有AD的患者与没有AD或其他痴呆疾病的患者区分开来的敏感性为93%，特异性为83%。皮质下缺血性血管病(SIVD)可通过更弥漫性的低代谢模式与临床可能的AD区分开，同时累及初级皮质、基底神经节、丘脑和小脑。
阿尔茨海默病(AD)的特征是在新皮层相关区域的大脑糖代谢受损，而初级视觉和感觉运动皮层、基底神经节和小脑保存相对较好。在一项包括10个PET中心的多中心研究中，采用基于体素的FDG PET图像自动分析，对照组和AD患者之间的区别有93%的敏感性和93%的特异性[26]。轻度认知障碍(MCI)的代谢明显异常表明在未来两年内发展为痴呆症的风险很高。FDG PET可在AD患者主观认知障碍发病前平均1年检测到新皮层糖代谢降低。
区域性低代谢的特征模式也见于其他退行性痴呆[28]。额颞叶痴呆(FTD)临床表现为人格和行为的改变，语义缺陷和进行性失语，可通过不同的额叶或额颞叶代谢障碍来识别，这些代谢障碍通常非常不对称地集中在额外侧皮层和颞叶的前极。路易体痴呆(LBD)，结合意识波动、帕金森症状和包括幻觉在内的视知觉损害，显示除后关联区外，初级视觉皮层的葡萄糖代谢降低。其他退行性疾病在特别受影响的大脑结构中表现出典型的低代谢:皮质基底变性表现为壳核和皮层，亨廷顿舞蹈病表现为尾状核，进行性核上性麻痹表现为额叶皮层和中脑，橄榄桥脑小脑萎缩表现为桥脑和小脑。同样重要的是，要注意抑郁症可能会模仿认知障碍;在这些病例中，葡萄糖代谢没有表现出区域性异常。
额外的PET示踪剂可以进一步支持一种类型的痴呆症的诊断，并提供有关潜在病理生理学的信息:示踪剂允许选择性地研究受影响的递质/受体系统，例如AD中的胆碱能系统- AD患者和MCI患者皮质中胆碱能活性的显著降低，早期转化为AD[29]或LBD[30]中的多巴胺能系统，以及病理沉积的检测，例如AD[31]中的淀粉样蛋白和tau蛋白，或VCI中小胶质细胞激活的炎症反应。特别是病理蛋白积累的成像是最近鉴别退行性痴呆的一种策略:淀粉样蛋白是AD发展过程中的一种致病产物，其积累是该疾病的一个关键发现。其积累可以通过11C标记的匹兹堡化合物B (PiB)[32]或几种较新的18F标记的示踪[33]成像。在正常衰老[34]的白质中只能检测到少量的淀粉样蛋白，而在AD和MCI的额叶和颞顶叶皮层中可以看到堆积。然而，在20-30%没有相关认知障碍的老年人中，也可以检测到淀粉样蛋白积累的增加[35]，PET检测到的淀粉样蛋白沉积的等级与认知障碍的严重程度[36]无关。这意味着淀粉样蛋白可能会在认知障碍被发现之前很久就沉积在大脑中。淀粉样蛋白沉积与小胶质细胞激活中表达的神经炎症结合可能在脑卒中后痴呆[37]的发展中发挥作用。
AD中产生的一种更特异性的病理蛋白是tau，其在颞叶近端沉积是AD或MCI的早期标记物[38]，选择性pet示踪剂在皮层中检测到的tau数量与认知障碍的严重程度[39]有关。这些pet示踪剂还可检测其他退行性痴呆中的主要病理底物(如FTD中的tau)[40]，并可区分AD和VCI以及其他退行性痴呆[41,42]。
血管性痴呆(VaD)的诊断很困难，因为在临床标准上没有共识。因此，成像在痴呆症的诊断和治疗中是至关重要的，特别是在VaD中，因为它能够可视化灰质和白质的缺血性和出血性损伤。大多数患者接受计算机断层扫描脑成像，它能够检测缺血性中风、出血和脑萎缩，也可能表明白质变化。磁共振成像仍然是血管认知障碍(VCI)的主要神经成像方式，由于其在检测病理改变方面具有更高的敏感性和特异性，因此在研究和常规临床应用中首选CT。这些成像形态允许检测传统上归因于VCI的血管病变
大脑皮层下区域，战略区域(丘脑或角回)的单一梗死或陷窝，或大面积皮质-皮质下病变达到组织损失的临界阈值。MRI可在脑白质中看到多个点状或融合性病变，称为脑白质病，常见于健康老年人和偏头痛患者。VCI小血管疾病的另一个主要神经影像学表现是微出血。然而，虽然计算机断层扫描和磁共振成像能够检测形态病变，这些模式不能确定潜在病理变化的功能后果。此外，病理学研究表明，阿尔茨海默类型的血管性和退行性病理混合痴呆的发病率很高。当只使用MRI时，这就导致了诊断上的混乱。
正电子发射断层摄影术在VaD中，FDG PET可以清楚地区分局灶性皮质和皮质下低代谢的分散区域，这些区域与AD中所见的典型代谢模式不同，显著的低代谢影响了相关区域。额外的PET示踪剂可以进一步支持一种类型的痴呆症的诊断，并提供有关潜在病理生理学的信息:示踪剂允许选择性地研究受影响的递质/受体系统，例如AD中的胆碱能系统。病理蛋白积累的成像是鉴别退行性痴呆和血管性痴呆的最新策略:淀粉样蛋白参与AD的发病机制，其积累是该疾病的一个关键发现。一种更具体的病理蛋白是tau，它在不同大脑结构中的沉积是与几种退行性痴呆的认知障碍相关的早期标记物。由于这些研究提供了对疾病早期变化的见解，选择性pet研究可能有助于检测临床前阶段，在这些阶段的治疗努力可能是有希望的。包括先进的形态学和分子成像技术在内的多模态成像技术在痴呆症的研究中非常重要，但也越来越多地被引入临床应用[43-45]。
乔治·佩里
德克萨斯大学圣安东尼奥分校
迷你回顾
收稿日期:2017年1月24日
录用日期:2017年2月20日
发布日期:2017年2月23日
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Heiss WD(2017)血管性痴呆鉴别诊断的影像学形态学底物和分子变化。系统集成神经科学3:doi:10.15761/JSIN.1000154
沃尔夫-迪特尔·海斯，马克斯·普朗克代谢研究所，德国科隆。
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