阿爾茨海默病的影像學診斷

李坤成

首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院放射科

阿爾茨海默?。ˋD）影像學診斷第1頁

一、AD概況第2頁

◆高齡◆受教育水平低

◆

女性多于男性◆有家族史（高4倍）

◆有頭部外傷史（高2倍）◆心臟病患者

◆其他：貧窮、喪偶、鋁攝入過多、母親為高齡產婦、患糖尿病、甲狀腺疾病、情感性精神病、抑郁癥等AD病因第3頁

◆

老年斑◆神經原纖維纏結◆腦萎縮此三種變化均缺乏特性性，亦可見于其他腦退行性疾病、甚至正常老年人AD基本病理變化第4頁

大腦皮質對稱性萎縮，不過皮質厚度仍在正常范圍，顯微鏡下觀測皮層大神經元和突觸喪失腦萎縮第5頁

◆

大小為50～200μm

◆

中心為βA4-淀粉樣蛋白，以類淀粉樣物質為關鍵

◆老年斑周圍有反應性膠質細胞和變性軸索和樹突

◆

主要沉積于大腦皮質第II、III和V層細胞外老年斑第6頁

◆

位于神經元細胞內

◆

異常磷酸化τ蛋白凝聚物形成雙螺旋細絲樣構造神經原纖維纏結第7頁

◆腦內β-淀粉樣蛋白沉積形成老年斑與遺傳有關在14、19和21號染色體上有變異

◆

神經原纖維纏結與細胞信號傳遞系統(tǒng)異常有關

◆

其他致病原因和作用機理AD發(fā)病機理第8頁◆隱匿起病◆65～70歲發(fā)病

◆癡呆體現(xiàn)：記憶力減退、學習能力下降、計算力、理解力和判斷力等損害、人格變化AD主要臨床體現(xiàn)第9頁

◆

輕度：工作和社會交往能力顯著下降

◆

中度：日常生活需要他人一定照顧

◆

重度：完全喪失獨立生活能力AD病情分度第10頁

符合美國國立神經病學及語言障礙和卒中研究所（NINCDS）和Alzheimer病及其他有關疾病協(xié)會(ADRDA)聯(lián)合小組制定“也許AD”診斷標準

美國精神病學協(xié)會診斷和統(tǒng)計手冊第四版修訂版

診斷標準第11頁

經臨床和神經心理檢查確定為癡呆，記憶力下降，有兩種或兩種以上認知功能損害，發(fā)病年紀一般60歲以上，排除其他器質性腦病擬診AD標準第12頁

患者有特殊認知功能（例如：失語、失用或失認）進行性減退，伴行為異常變化和生活能力下降，家族中有類似病史。腰穿腦壓正常，腦電圖正常、或有非特異性變化（如慢波增加等）支持擬診AD條件第13頁

排除其他癡呆后，患者癥狀呈進行性發(fā)展，出現(xiàn)精神異常（如：抑郁、失眠、幻覺），情感異常及性功能障礙，神經系統(tǒng)異常（如：肌張力增高、肌震攣及步態(tài)異常等）或在疾病發(fā)展過程中出現(xiàn)癲癇樣發(fā)作，而頭顱CT檢查正常，則支持AD診斷第14頁

◆

患者突然或卒中樣起病

◆

病程早期即出現(xiàn)神經系統(tǒng)定位體征、癲癇或步態(tài)異常等排除擬診AD標準第15頁◆

起病或在病程中沒有可造成癡呆神經、精神及全身疾病◆

雖然患者合并全身或腦損害，不過不能用其解釋癡呆病因◆

出現(xiàn)無誘因單項認知功能損害可疑AD診斷標準第16頁

◆臨床體現(xiàn)符合AD擬診標準

◆腦活檢或尸檢有明確病理變化確定AD診斷標準第17頁AD神經心理學檢查

癡呆診斷量表

第18頁

總共有30項測試內容，包括定向力、短時記憶力、注意力、計算力、語言體現(xiàn)力和操作能力等。測試評分總計30分，文盲

17分，小學文化程度

20分，中學以上文化程度

24分診斷為癡呆簡短精神狀態(tài)量表（MiniMentalStateExamination，MMSE）第19頁◆

長谷川癡呆量表（HastgawaDementiaScale,HDS）評分下限值文盲

16分，小學

20分，中學以上

24分◆

Blessed癡呆量表（BlessedDementiaScale,BDS）,又稱常識記憶注意測驗，評分下限值文盲

19分，小學

23分，中學以上

26分

第20頁

◆

Hachinski缺血指數量表（HachinsikiIschemicScale，HIS），用于AD與VD鑒別，滿分18分，

4分者為AD，

7分者為VD◆

Hamilten抑郁癥量表（HamiltenDepressionScale，HDS），評分

17者為抑郁癥癡呆診斷和鑒別診斷量表測試，對AD臨床診斷和鑒別診斷有主要價值癡呆鑒別診斷量表第21頁

尚無治療AD十分有效藥品

人們始終在尋找早期診斷指標，并力圖加以治療以延緩其發(fā)展AD治療第22頁◆

AD確診依賴于尸檢病理檢查結合臨床資料◆

腦活檢行病理學檢查確診AD十分困難◆

臨床診斷精確率僅為80％左右◆

在活體狀態(tài)下尚缺乏診斷AD精確伎倆◆

影像學檢查對AD診斷有主要意義AD診斷第23頁

◆局灶性和/或彌漫性萎縮◆

腦室擴張（提醒腦白質萎縮）為主髓鞘纖維減少，細胞外間隙增寬，毛細血管壁變薄◆腦溝、池、裂增寬（提醒灰質萎縮）神經元數量無顯著減少，但代謝減低◆萎縮從40-60歲之間開始，無性別差異二、正常腦老化影像體現(xiàn)

腦萎縮第24頁

◆MRI彌散成像顯示腦室周圍、額葉和胼胝體膝部及壓部彌散各向異性減低

◆全腦表觀彌散系數(ADC)平均值直方圖顯示老年組比青年對照組下降，最大峰值減低

◆

ADC平均值與年紀呈顯著線性有關關系，而ADC

最大峰值與年紀呈負有關

◆深部腦白質和基底節(jié)出現(xiàn)T2WI和FLAIR高信號

正常老化其他影像體現(xiàn)

第25頁AD影像學檢查目標

AD嚴重程度分級

監(jiān)測疾病進展

做出預后判斷

評價干預治療效果

第26頁◆定性觀測：只能分輕、中、重度◆定量測量：線性，面積，體積測量

◆須注意年紀、性別和顱腔體積對測量成果影響

AD影像學診斷

第27頁三、AD影像學研究第28頁◆橫斷性研究◆縱向連續(xù)研究

AD研究類型

第29頁ADCT研究

直接顯示腦萎縮

進行腦構造線性測量

由于軟組織辨別力不佳價值有限第30頁◆

MRI顯示腦解剖構造清楚，有助于進行測量研究，精確顯示AD腦萎縮變化◆應用MRI進行AD早期診斷、鑒別診斷和發(fā)病機制研究，是國際熱點課題之一ADMRI研究第31頁

MRIT1加權像顯示腦組織解剖構造清楚，有利于進行測量研究

T1加權像顯示腦灰質呈灰色中等信號，腦白質呈白色較高信號，腦室和蛛網膜下腔呈黑色低信號

T2加權像有助于顯示病灶，在T2加權像上，腦灰質呈灰色中等信號，腦白質呈黑色低信號，腦室和蛛網膜下腔呈白色高信號

PD加權像信噪比最高，但組織對比辨別率較低，臨床應用較少第32頁應用MRI進行AD患者診斷和鑒別診斷以T1加權像為主，結合選擇不一樣切層方位能全面顯示AD患者病理形態(tài)學變化。也能夠應用GE脈沖序列三維掃描獲取T1

容積數據，再進行橫斷、矢狀和冠狀位層面重建，然后進行腦特定部位構造測量研究第33頁

構造性成像測量指標內顳葉主要是海馬和海馬周圍CSF間隙測量線性測量指標：海馬高度、顳葉寬度、溝回間距、內顳葉厚度等體積測量指標：海馬、杏仁核、內嗅皮層等構造；其他指標：海馬旁回、顳上回溝周圍皮層面積、扣帶回面積

根據腦萎縮情況能辨別輕、中、重度癡呆

MRI影像學診斷

第34頁

第一部分研究正常尸體腦標本MRI測量與組織學檢查對照研究

第35頁第36頁第37頁第38頁第39頁第40頁第41頁

◆

MRI測量內嗅皮質面積和皮層厚度與病理測量值有關良好

◆

正常人老年前期和老年期內嗅皮質對應測量值無顯著性差異

◆

提醒AD病程也許與正常人老化過程不一樣結果第42頁

輕度AD患者腦MRI線性測量診斷價值

第二部分研究第43頁

內顳葉最小厚度

海馬回鉤間距

海馬高度

脈絡裂寬度

側腦室顳角寬度

測量指標第44頁第45頁第46頁第47頁第48頁

鑒別AD與正常人最敏感指標是側腦室顳角寬度增加

側腦室顳角寬度增加與脈絡裂寬度、海馬回鉤間距和大腦橫徑增加共同診斷AD敏感度、特異度和精確度分別為86.4%、85.0％and85.7%

結果

第49頁

海馬和顳葉萎縮MRI線性測量是診斷輕度AD有用辦法之一

結論第50頁第三部分研究AD患者和正常對照者MRI腦體積測量第51頁

杏仁核(AMY)

海馬(HF)

內嗅皮層(EC)

海馬旁回(PHG)

顳葉(TL)

側腦室顳角(TH)

側腦室體部(LVB)

III腦室(TV)所有測量指標均經部分顱內容積標準化處理MRI體積測量指標第52頁第53頁第54頁第55頁第56頁第57頁第58頁

AD患者所有測量指標均顯著萎縮

內嗅皮層是內顳葉構造中萎縮最嚴重部位

MRI體積測量診斷AD敏感度、特異度和精確度分別為：97.0%，93.9%和95.5%

結果第59頁

隨正常腦老化進程，內顳葉構造有輕度萎縮

AD患者內顳葉構造顯著萎縮

MRI內顳葉體積測量診斷AD良好辦法

結論第60頁

第四部分研究血管性癡呆MRI測量第61頁

30例VD患者和30中風不過沒有癡呆者

測量指標：

大腦白質病灶面積(WML)腦梗死面積腦室-腦比值(VBR)

材料和辦法第62頁

腦小血官病和多發(fā)腦梗死是本組病例發(fā)生VD主要基礎病變

VD患者大腦白質病灶面積，左側皮層梗死和腦室-腦比值比中風無癡呆患者顯著增加

VD組患者胼胝體與正常人相比，顯著萎縮

結果第63頁第64頁第65頁第66頁第67頁第68頁第69頁

胼胝體萎縮，側腦室擴大和大腦白質廣泛病灶是小血管病發(fā)生癡呆主要預測因子。不過,左側皮層梗死、尤其病灶位于左頂葉是多發(fā)腦梗死引發(fā)癡呆主要預測原因

結論第70頁

第五部分研究應用MRI進行大腦構造測量及人工神經網絡診斷AD第71頁

體積測量指標:杏仁核、海馬、內嗅皮層、顳葉和側腦室顳角

測量數據經部分顱內容積標準化

應用SPSS軟件和誤差逆?zhèn)鬏斎斯ど窠浘W絡處理統(tǒng)計學資料，并將成果與傳統(tǒng)統(tǒng)計學分析對比

材料和辦法第72頁人工神經網絡拓撲構造第73頁人工神經元模型神經元函數曲線第74頁

人工神經網絡診斷AD段敏感度、特異度和精確度分別為97%、100%和98.5%

The應用傳統(tǒng)鑒別函數分析辦法診斷AD度敏感度、特異度和精確度分別為90.9%、97%和93.9%

結果第75頁

人工神經網絡與MRI腦構造測量結合應用也許是診斷AD一種有用和可靠辦法

結論第76頁

第六部分研究MRI大腦內顳葉體積測量對AD與皮層下缺血性癡呆鑒別診斷價值第77頁

MRI體積測量指標

杏仁核

海馬

內嗅皮層

海馬旁回

側腦室顳角

材料和辦法第78頁第79頁第80頁

與正常對照組比較，皮層下缺血性癡呆患者海馬萎縮和側腦室顳角擴張更為顯著（P<0.05）

AD組與皮層下缺血性癡呆組比較，除顳角外，所有指標均顯著萎縮（P<0.001）

結果第81頁

根據測量指標能夠將AD與皮層下缺血性癡呆鑒別開來

在這些指標中，內嗅皮層鑒別作用最佳，精確性達85%

結果第82頁

內顳葉MRI體積測量能提供AD與皮層下缺血性癡呆鑒別診斷有價值信息

結論第83頁PET與MRI圖像融合在AD診斷中初步應用第七部分研究第84頁

材料和辦法

12例AD（年紀：53歲～83歲）

6例正常志愿者（年紀：45歲～71歲）

按前述辦法獲取PET和MRI圖像

兩種檢查間隔時間為：1天～32天（平均年紀：18.2

11.6天）第85頁第86頁第87頁

融合圖像能精確顯示PET和MRI異常變化

融合圖像可精確定位PET顯示病灶

融合圖像使病灶對比度增加

根據融合圖像所有患者均能作出AD診斷結論第88頁第八部分研究MRI線性測量與體積測量在AD診斷中比較研究第89頁MR掃描及測量辦法MR掃描與圖像重建1常規(guī)掃描2MPRAGE序列3重建冠狀位圖像測量指標1線性指標2體積指標第90頁

線性測量指標

海馬構造高度和寬度脈絡膜裂寬度海馬旁回高度顳角高度和寬度內嗅皮層厚度(A)、內嗅皮層厚度(G)

脈絡膜裂寬度與海馬高度比值海馬高度與寬度乘積顳角高度與寬度乘積第91頁體積測量指標及標準化

體積指標海馬構造側腦室顳角海馬旁回內嗅皮層

部分顱腔體積體積標準化公式

Vn=Vi/PCV×PCVA第92頁線性指標鑒別AD和正常者價值經多元逐漸鑒別分析，建立鑒別方程：正常者：F1=右THH×0.174+右ECG×7.007-9.979AD患者：F2=右THH×1.155+右ECG×4.394-7.341診斷特異性:96.9%，敏感性:84.4%，精確性:90.6%第93頁體積指標鑒別AD和正常者價值經多元逐漸鑒別分析，建立鑒別方程：正常對照者：F3=左HF×0.0097+左EC×0.0234-36.212AD患者：F4=左HF×0.0070+左EC×0.011-13.962診斷特異性:100%，敏感性:90.6%，精確性:95.3%第94頁線性測量與體積測量比較研究體積指標和線性指標：敏感性、特異性均較高，前者鑒別能力更強體積測量：操作復雜線性測量：辦法簡單易行第95頁第九部分基于體素測量評價AD腦萎縮應用研究第96頁結果:結組成像LRADold

冠狀面顯示AD組全腦灰質體積減少腦區(qū)

第97頁紅色代表AD組灰質體積減少腦區(qū)；灰色代表對照組灰質體積減少腦區(qū)第98頁

驗證AD患者內顳葉萎縮MRI構造測量成果

顯示AD患者大腦皮層不對稱性萎縮，感覺運動皮層、枕葉及小腦相對保持完好結果第99頁第十部分AD腦磁化轉移成像研究第100頁第101頁AD患者和健康老年人海馬構造、海馬旁回、梭狀回、丘腦和胼胝體磁化轉移率（magnetictransferratio,MTR）測量：

AD患者海馬構造和海馬旁回MTR均較對照組顯著下降（t海馬=2.818,t海馬旁回=1.096,P<0.05）

梭狀回、胼胝體及丘腦MTR雖較對照組略有減低，但差異均無顯著性意義（t=0.409～0.565，P>0.05）

結果第102頁

海馬MTR鑒別AD患者與正常者敏感度、特異度和準確度分別為75%、85%和80%，高于海馬旁回

海馬MTR鑒別AD與正常人敏感度和特異度均較高，其操作簡單、迅速，可作為AD診斷一項影像學指標

結論第103頁第十一部分AD患者視覺搜索fMRI研究第104頁AD患者伴隨認知功能損傷與衰退，嚴重影響其生活質量。因此，研究正常衰老與AD認知功能變化有重大社會和經濟意義既往研究焦點為AD記憶功能損害，而有關注意功能變化未見文獻報道第105頁youngoldfMRI成果:執(zhí)行動態(tài)聯(lián)合特性任務第106頁

AD患者進行復雜視覺搜索任務時，雙頂葉和右額葉皮質區(qū)激活削弱，同步左額葉及右側顳枕聯(lián)合區(qū)出現(xiàn)額外激活

AD患者背側和腹側視覺通路激活模式異常：AD組背側通路（如頂上小葉）激活減少，而腹側通路（右顳下回）激活增加AD視覺搜索和注意fMRI研究成果第107頁

old

ADfMRI成果:執(zhí)行動態(tài)聯(lián)合特性任務第108頁本研究成果對注意理論意義

認知心理學以為，人腦內注意網絡最少有：前注意網絡（AAN）、后注意網絡（PAN）和警覺系統(tǒng)3個子網絡。AAN主要包括額葉皮層、前扣帶回、輔助運動區(qū)和基底節(jié)；PAN主要包括頂上皮層、丘腦和上丘AAN和PAN關系尚無定論第109頁

本功能MRI研究成果顯示AD患者AAN對PAN起調整作用，同步PAN也影響AAN作用充足發(fā)揮，二者互相聯(lián)系、互相作用因此本研究從神經病理學角度為建立人腦注意網絡理論提供了根據本研究成果對注意理論意義第110頁視覺加工通路理論以為，視覺中有關客體顏色、形狀與運動等特性是沿不一樣通道得到加工，其中顏色與形狀沿枕葉至顳葉腹側視覺通路上層級聯(lián)結區(qū)得到表征；而運動特性沿枕葉至頂葉背側通路得到表征本研究發(fā)覺AD背側通路激活減少，而腹側通路激活增加。這不但證明腹、背側視覺通路分離，并且說明兩條視覺通路之間互相交通，一種通路構造和功能損傷可通過另一通路激活增加得到賠償，具有主要理論意義

本研究成果對視覺通路理論意義第111頁第十二部分

針刺AD患者“四關穴”腦fMRI研究第112頁

結果

針次刺AD患者和正常老年人“四關穴”腦激活效應不一樣

針刺后仍有腦激活，證明有后效應第113頁ADNormsignalAcu-restP<0.001,K=50顳頂交界cerebellumPFandTemporallobePCG第114頁AD(red)andNorm(green)P<0.001,K=50signalAcu-restPCGT-PParietallobe

ACGandThalamusCerebellumTemporallobeandPF第115頁ADacu-restsignalL

RP<0.001,K=50Normacu-rest第116頁signalNormacu-restL

RP<0.001,K=50ADacu-rest第117頁Acu-restAD顳頂交界區(qū)激活

signalP<0.001,K=50第118頁AD

(red)Norm

(green)針刺后效應signalP<0.001,K=50第119頁AD

Acu-rest(red)Post-rest(green)signalP<0.001,K=50第120頁根據中醫(yī)理論，針刺治療本質在于其對機體

雙向良性調整作用機能減低機能亢進針刺穴位陰陽平衡正常第121頁針刺AD患者“四關穴”所激活腦區(qū)與此前報道AD低代謝腦區(qū)基本一致，提醒針刺能夠改善AD患者病變腦區(qū)功能。這對將針刺治療應用于早期AD患者治療，篩選有效穴位，客觀評價針刺療效都有主要指導意義結論

第122頁第十三部分早期AD功能MRI靜態(tài)腦連接研究第123頁

成果：海馬連接呈不對稱性

老年對照者早期AD患者第124頁

暖色提醒早期AD患者與右側海馬功能連接削弱腦區(qū)，冷色為早期AD患者與左側海馬功能連接增強區(qū)域。圖A：AD患者與右側海馬功能連接削弱腦區(qū)。a：右側下顳皮層（包括BA20區(qū)和嗅周皮層）；b：內側前額葉/腹側前部扣帶回；c：右側顳上回和顳中回；d：左側楔葉；e：右側楔葉延伸至楔前葉；f：背側內側前額葉。圖B：右后扣帶回10個體素大小蔟塊（270mm3），滿足幅度閾值但不滿足范圍閾值。g：右側后扣帶回。圖C：

右側背外側前額葉皮層（BA9）一種20個體素大小蔟塊（540mm3）與左側海馬功能連接增強。成果:早期AD患者海馬連接性變化第125頁

討論海馬功能連接在老年對照者呈右向不對稱，AD患者此種不對稱性消失(Geroldietal.2023)(Pedrazaetal