終末期腎病輕腦血管性損傷及認知功能損害的診斷

終末期腎病輕腦血管性損傷及認知功能損害的診斷

最終腎衰竭（esr）是指腎衰竭的過濾率小于15ml/（最?。?.73ml）（腎衰竭持續(xù)不到10%），在5天內(nèi)發(fā)展到強腎細胞。ESRD會造成多器官的功能損傷,其中血管性損傷及認知功能損害在ESRD病人中普遍存在。明顯的腦血管性損傷因癥狀顯著在臨床上常能夠引起重視而得以及時治療,而輕微腦血管損傷及認知功能障礙臨床表現(xiàn)不明顯,尤其是認知功能損害常常容易被忽視。使用精神心理學(xué)量表作為篩查工具,發(fā)現(xiàn)16%~38%無癥狀ESRD病人被診斷為認知功能損害。因此,早期、準確診斷對提高終末期腎病病人的生活質(zhì)量及預(yù)后非常重要。常規(guī)MRI對明顯的腦血管性損傷有非常重要的診斷價值,但對輕微腦血管性損傷及認知功能損害的診斷價值有限。新的MRI技術(shù)及方法近些年也逐步應(yīng)用于ESRD病人腦部改變的研究中,體現(xiàn)出一定的價值。本文對MRI在ESRD腦損傷中的應(yīng)用及相關(guān)進展進行綜述。1esrd腦損傷ESRD腦損傷的發(fā)病機制至今尚未明了。大多數(shù)研究者認為ESRD屬于代謝性神經(jīng)疾病的范疇,腎功能衰竭引起的氮質(zhì)潴留、高血壓、電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂等為ESRD腦損傷的主要原因。疾病(甲狀旁腺機能亢進、腎性高血壓、高脂血癥、貧血、尿毒癥等)本身或透析治療(血清毒素快速清除會導(dǎo)致水、電解質(zhì)、酸堿平衡紊亂等)以及兩者的共同作用(病程及透析持續(xù)時間等)被認為是終末期腎病腦損傷的病因。2電改造對認知功能的損害ESRD腦損傷表現(xiàn)多樣,明顯的腦血管損傷可表現(xiàn)為相應(yīng)的癥狀,如腦出血會有不同程度的突發(fā)頭痛、惡心嘔吐、言語不清等典型表現(xiàn)。輕微腦血管損傷的臨床表現(xiàn)不明顯,常常容易被忽視,可表現(xiàn)為疲勞、行動笨拙等;也可表現(xiàn)為性格的改變,如冷漠、情緒不穩(wěn)定和激動等;還可出現(xiàn)認知功能障礙,如注意力、反應(yīng)速度、學(xué)習(xí)能力和記憶力的減退。ESRD對認知功能的損害主要表現(xiàn)在注意力、記憶力、反應(yīng)速度、執(zhí)行功能及運動功能等方面。近年來對ESRD病人認知功能損害的研究較多,多基于神經(jīng)精神學(xué)量表檢查,主要使用的量表有簡明精神狀態(tài)檢查量表(minimummentalstateexamination,MMSE)、成人智力量表、數(shù)字符號測驗、連線測驗(A和B)、Nelson成人閱讀測試和畫鐘測試等。3mri在腦疾病的應(yīng)用ESRD病人明顯的腦血管性病變包括腦白質(zhì)損傷、腦萎縮、腦缺血及梗死、腦出血、可逆性后部腦病綜合征、滲透性脫髓鞘綜合征、感染和靜脈竇血栓等。T1加權(quán)、T2加權(quán)、質(zhì)子密度加權(quán)及液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR)等常規(guī)MR成像序列對明顯的腦血管損傷敏感性和特異性較高,常有典型的表現(xiàn),本文不再贅述其表現(xiàn)。近年來,新的MRI技術(shù)及方法在代謝性腦疾病,如肝性腦病等疾病中得到廣泛應(yīng)用,能夠檢測出腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的改變、輕微腦萎縮、微出血、腦功能的改變等,為研究其發(fā)病機制及早期診斷提供了一個很好的工具。目前MRI新的技術(shù)及方法在終末期腎病腦損傷中的應(yīng)用還較少,主要有擴散加權(quán)成像(diffusionweightedimaging,DWI)、擴散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)、磁共振波譜成像(magneticresonancespectroscopy,MRS)、灌注加權(quán)成像(perfusionweightedimaging,PWI)、T2*加權(quán)成像(T2-starweightedimaging,T2*WI)、基于體素形態(tài)學(xué)分析(voxel-basedmorphometry,VBM)、血氧水平依賴功能MRI(bloodoxygenleveldependentfunctionalMRI,BOLD-fMRI)等。3.1血液透析前后雙側(cè)基底節(jié)區(qū)的細胞毒性水腫的變化是檢測組織中水分子動力學(xué)的敏感指標,通過表觀擴散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient,ADC)值進行量化分析。DWI在檢測腦缺血方面優(yōu)于常規(guī)MR檢查序列。腦缺血可引起腦細胞反應(yīng)性水腫,腦缺血發(fā)生幾分鐘后即可出現(xiàn)缺血區(qū)ADC值降低。有研究者報道一例糖尿病尿毒癥病人血尿素氮及肌酐突然增高后出現(xiàn)精神紊亂及類帕金森綜合征癥狀,此時DWI上可見雙側(cè)基底節(jié)區(qū),尤其是蒼白球區(qū)信號增高,ADC值降低,說明尿素、肌酐水平的快速升高可引起雙側(cè)基底節(jié)區(qū)急性細胞毒性水腫。經(jīng)過透析治療后,尿素、肌酐水平恢復(fù)正常,2個月后隨訪發(fā)現(xiàn)除蒼白球區(qū)外,雙側(cè)基底節(jié)區(qū)信號恢復(fù)正常,而蒼白球區(qū)ADC值明顯增高,說明蒼白球區(qū)細胞發(fā)生了退變損傷,而除蒼白球外的雙側(cè)基底節(jié)區(qū)的細胞毒性水腫是可逆的。也有研究發(fā)現(xiàn)雙腎切除的大鼠在血液透析后大腦ADC值明顯增高。在ESRD病人的研究中也有相似的結(jié)果,初次血液透析治療后,額葉白質(zhì)的ADC值增高,且在血液透析治療前ESRD組無論是腦白質(zhì)還是灰質(zhì)ADC值都明顯高于正常對照組,說明透析失衡綜合征導(dǎo)致腦間質(zhì)性水腫,由于血漿與腦細胞間尿素含量存在梯度差,透析會快速清除血漿中而非腦細胞的尿素,由于這種“尿素濃度翻轉(zhuǎn)效應(yīng)”導(dǎo)致腦間質(zhì)性水腫。ESRD病人在透析前由于毒素累積而致血-腦屏障功能受損,且由于高血壓加速腦血管硬化進而導(dǎo)致腦血管損傷,使ADC值增高。然而這些只是初步的研究,ESRD病人腦水腫究竟是由疾病本身造成的還是透析治療引起的,它們是造成細胞毒性水腫還是間質(zhì)性腦水腫還需要進一步研究。3.2血透性腦白質(zhì)病是基于DWI進一步發(fā)展的MRI新技術(shù),可獲得各向異性(fractionalanisotropy,FA)等參數(shù)反映腦白質(zhì)顯微結(jié)構(gòu)的改變。常規(guī)MRI研究中1/3的慢性腎病病人存在無癥狀的腦白質(zhì)損傷,這些損傷與高血壓相關(guān),高血壓引起微血管損傷導(dǎo)致腦局部缺血而進一步引起廣泛的血管損傷及腦白質(zhì)病變。Hsieh等通過比較長期血透的ESRD病人與正常對照組的FA值來觀察腦白質(zhì)的完整性,發(fā)現(xiàn)ESRD病人存在多個腦白質(zhì)區(qū)的FA值明顯降低,且FA值的降低與透析持續(xù)時間呈負相關(guān)關(guān)系。Kim等對4例無神經(jīng)心理學(xué)癥狀的ESRD病人DTI影像進行研究,發(fā)現(xiàn)其皮質(zhì)脊髓束、穹窿、上縱束、下縱束以及下額枕束中至少有一處異常,并且與認知功能相關(guān),表明ESRD病人腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的改變可影響認知功能。基于體素的DTI研究也發(fā)現(xiàn)長期的血液透析會加劇全腦間質(zhì)性腦水腫,且逐漸導(dǎo)致腦橋軸突脫髓鞘,說明血液透析對腦白質(zhì)的損傷是廣泛的,然而腹膜透析及腎移植對腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)影響如何還未見報道。3.3血藥濃度與腦代謝的關(guān)系是檢測活體細胞內(nèi)代謝物的一種無創(chuàng)性檢查方法,能夠反映有關(guān)神經(jīng)元或軸突活性、細胞能量及細胞膜狀態(tài)的信息,尤以1H-MRS應(yīng)用較為廣泛,它可以通過檢測多種神經(jīng)化學(xué)物質(zhì),其中N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌醇(MI)、膽堿(Cho)及肌酸(Cr)等,是反映ESRD病人腦代謝變化最主要的化學(xué)物質(zhì)。大多數(shù)研究采用NAA、MI、Cho峰與Cr峰的比值觀察代謝率的改變,大部分研究結(jié)果顯示ESRD病人MI/Cr和Cho/Cr值增高,部分研究還發(fā)現(xiàn)其同時伴隨NAA/Cr值的降低,也有研究發(fā)現(xiàn)無論在透析還是非透析病人中Cr峰降低,在透析病人中Cho峰和NAA峰降低。膠質(zhì)細胞是MI峰的主要來源,MI峰增高說明ESRD可能會引起膠質(zhì)細胞代謝異常,進而導(dǎo)致膠質(zhì)細胞增生。Cho是腦細胞膜的組織成分之一,Cho峰增高說明ESRD可能會導(dǎo)致脫髓鞘作用使髓鞘降解。NAA是反映神經(jīng)元完整性和代謝及結(jié)構(gòu)改變的標志物,NAA峰降低被認為是由于神經(jīng)元及神經(jīng)元細胞的損傷造成的。有研究發(fā)現(xiàn)血液透析可引起頂枕葉代謝異常,并且這些代謝異常的腦區(qū)與認知功能,尤其是注意力的損害相關(guān)。這些研究表明ESRD所致的腦代謝物含量的變化與認知功能損害有關(guān),是評估ESRD病人腦損傷的有用的影像標記。3.4動脈血流試驗包括動態(tài)磁敏感對比增強法(dynamicsusceptibilitycontrast,DSC)和動脈自旋標記法(arterialspin-labeled,ASL)MR灌注成像。動態(tài)磁敏感對比增強技術(shù)因需使用釓對比劑,使其在ESRD病人中的應(yīng)用受到限制。動脈自旋標記技術(shù)是以動脈血內(nèi)自由擴散的水分子為內(nèi)源性示蹤劑,無需使用血管內(nèi)對比劑或放射性示蹤劑來獲得腦血流量(cerebralbloodflow,CBF)值的方法。該技術(shù)具有無需使用對比劑、無創(chuàng)、簡便等優(yōu)點,可應(yīng)用于ESRD病人。貧血是ESRD病人常見癥狀,其主要原因是紅細胞存活期縮短、紅細胞生成素產(chǎn)生減少及ESRD抑制紅細胞生成的抑制物或毒性代謝產(chǎn)物的滯留等。貧血會導(dǎo)致腦灌注量增加,而輸血或透析等充血治療會降低腦灌注。Prohovnik等應(yīng)用ASL方法研究發(fā)現(xiàn)血透病人在透析過程中CBF值較低,在透析末期腦灌注量降低至正常水平的60%左右,并且在透析結(jié)束后3~4h恢復(fù)到基線水平。盡管導(dǎo)致該現(xiàn)象的機制還不明確,但長期反復(fù)的腦灌注減低會導(dǎo)致腦缺血、梗死及腦萎縮。3.5血液透析病人顱內(nèi)出血的檢測采用梯度回波序列,通過使用小翻轉(zhuǎn)角、長回波時間以及長的恢復(fù)時間,使出血、鈣化和鐵沉積等區(qū)域失相位,從而表現(xiàn)為低信號區(qū)。ESRD病人顱內(nèi)出血的發(fā)生率很高,尤其是行血液透析治療的病人,其顱內(nèi)出血發(fā)生率是正常人群的5~10倍,顱內(nèi)出血死亡率高于未血液透析病人的2倍。導(dǎo)致血液透析病人顱內(nèi)出血的原因很多,包括高血壓、全身肝素化、體液中累積代謝物的超濾治療、血小板黏滯度降低及感染等。無癥狀腦梗死會導(dǎo)致腔隙性腦梗死,引起微血管病變及腦白質(zhì)損傷,微血管病變具有出血傾向,會有血液成分滲出,可引起腔隙性出血,最終導(dǎo)致顱內(nèi)出血。微出血是顱內(nèi)出血的預(yù)警指標。T2*WI是檢查顱內(nèi)微出血較好的方法,用此方法可檢出超過半數(shù)的顱內(nèi)出血病人中存在微出血,并且微出血的數(shù)量與顱內(nèi)出血相關(guān)。Yokoyama等運用該技術(shù)在57例血液透析病人與53例正常對照者中發(fā)現(xiàn)透析病人的腦微出血發(fā)生率高于正常對照組,大約30%的微出血在T1WI上表現(xiàn)為低信號,T2WI上表現(xiàn)高信號,因而被誤認為是腔隙性腦梗死,臨床上使用抗凝劑治療導(dǎo)致嚴重的顱內(nèi)出血,應(yīng)引起臨床重視。3.6腦體積下降,腦梗死部位早期發(fā)現(xiàn)是一種以體素為單位的形態(tài)測量學(xué)方法,可以定量檢測出腦組織各組分的密度和體積,從而能夠檢測出局部腦區(qū)的特征和腦組織成分的差異。ESRD病人腦萎縮較常見,主要是由腦血管長期慢性缺血而造成的。由于ESRD疾病本身或透析治療導(dǎo)致腦動脈硬化、梗塞、出血和感染等,導(dǎo)致腦部循環(huán)系統(tǒng)障礙,供血供氧不足,代謝產(chǎn)物無法排出,引起神經(jīng)元死亡。常規(guī)MRI對腦體積明顯萎縮的情況可以明確診斷,而對于腦萎縮的早期及萎縮不明顯的情況難以檢測。運用VBM技術(shù)可使腦灰、白質(zhì)體積及密度量化,對早期發(fā)現(xiàn)腦萎縮及確定萎縮的部位有意義。有研究者采用VBM計算(腦白質(zhì)+腦灰質(zhì))/腦脊液的比值,檢測到無臨床癥狀的ESRD病人整體腦體積較正常對照組明顯減少,并且發(fā)現(xiàn)腦萎縮的部位主要位于腦灰質(zhì)的雙側(cè)尾狀核區(qū),且與透析的持續(xù)時間及腦認知功能損害相關(guān)。Zhang等最新的研究發(fā)現(xiàn)ESRD病人與正常對照組相比出現(xiàn)彌漫的腦灰質(zhì)體積減小,即使年齡小于40歲亦是如此,且隨認知功能損害程度加重而減小,說明ESRD病人腦萎縮普遍存在,VBM技術(shù)可早期發(fā)現(xiàn)腦萎縮。另外發(fā)現(xiàn)尿素水平與腦灰質(zhì)較多腦區(qū)體積呈負相關(guān),說明尿素水平可能是ESRD病人腦灰質(zhì)體積減小的危險因素。3.7靜息態(tài)mri在esrd病人認知功能損害中的應(yīng)用能夠無創(chuàng)地反映神經(jīng)元的活動及準確地確定其部位,具有較高的空間和時間分辨力,已成為神經(jīng)成像領(lǐng)域研究腦功能改變的最主要的技術(shù)。主要包括任務(wù)狀態(tài)下和靜息狀態(tài)下成像兩種方法。經(jīng)典的fMRI研究的是任務(wù)相關(guān)的腦激活,即在特定的實驗任務(wù)條件下對大腦的活動進行分析,研究中所顯示的腦激活信號就是由任務(wù)狀態(tài)與無任務(wù)的對照狀態(tài)相減后得到,反映了與任務(wù)相關(guān)的局部腦神經(jīng)細胞活動。目前未見到任務(wù)態(tài)fMRI在終末期腎病中應(yīng)用的報道。與基于任務(wù)態(tài)的fMRI相比,靜息態(tài)fMRI無需任務(wù)設(shè)計,病人易配合,可重復(fù)率高,目前廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域及神經(jīng)和精神性疾病。其不僅提供了重要的手段幫助理解這些疾病的病理生理機制,而且發(fā)現(xiàn)了一些疾病較特異的影像學(xué)標志物,可用于早期輔助診斷。認知功能損害普遍存在于ESRD病人中,認知功能損害相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)元活動可能存在異常,使用精神病學(xué)量表來評估比較復(fù)雜,且受到病人年齡、教育程度等較多因素的限制。BOLD-fMRI有望從功能層面揭示ESRD病人腦損傷的發(fā)病機制并提供早期檢測認知功能損害的方法。最近,Liang等運用靜息態(tài)MRI局域一致性的方法研究發(fā)現(xiàn),ESRD病人與正常對照組相比許多腦區(qū)的局域一致性減低,并且有輕微腦病的病人較認知功能正常病人腦默認網(wǎng)絡(luò)等腦區(qū)局域一致性進一步減低,腦默認網(wǎng)絡(luò)腦區(qū)可能是ESRD病人認知功能損害進展的關(guān)鍵。另外,Li等也用局域一致性的方法將ESRD病人與正常對照組進行對比,研究發(fā)現(xiàn)ESRD病人除右側(cè)顳中回局域一致性明顯減低外,雙側(cè)顳上回及左側(cè)額中回局域一致性增高。推測可能是樣本量不夠大和臨床病人的篩選條件差異等因素造成的,但仍需大樣本的研究證實。Ni等采用獨立成分分析的