海馬體積MRI測量的臨床應(yīng)用研究進展

馮文勇 任丁 沈維高

隨著當今社會的高速發(fā)展，人均壽命的延長，人口老齡化問題日益嚴重，社會發(fā)展還導致人類生活壓力也隨之增加，心理、社會等綜合因素導致的精神障礙疾病日益劇增。最初只引起認知和記憶能力的下降、行為及情感的定向能力與執(zhí)行功能的障礙。經(jīng)研究表明，人類的學習、認知、記憶與情感等方面與邊緣系統(tǒng)有很大的關(guān)系，而海馬則是此系統(tǒng)中最重要的組成部分之一。海馬與精神、神經(jīng)疾病中的精神分裂癥、抑郁癥、阿爾茨海默病、顳葉癲癇等疾病密切相關(guān)[1]，在患者未出現(xiàn)任何臨床癥狀之前，海馬體積就已經(jīng)有不同程度的減少，隨著病情的好轉(zhuǎn)，海馬體積也隨之增加，學習與認知功能逐漸恢復[2]。

目前學者公認磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)是測量觀察海馬形態(tài)的最佳影像學方法之一。通過影像技術(shù)能較準確地提供海馬結(jié)構(gòu)與功能信息，這不僅能為疾病的篩查與診斷提供簡便、快捷、客觀的科學依據(jù)，也能為患者病情預后提供基礎(chǔ)資料。

1 海馬體積MRI測量在癲癇疾病中的應(yīng)用

許多神經(jīng)與精神系統(tǒng)疾病與海馬結(jié)構(gòu)的改變有密切的關(guān)系，其中癲癇疾病最受關(guān)注。目前國內(nèi)外專家學者利用MRI來評估海馬體積，通過觀察海馬體積測量結(jié)果對癲癇治療以及預后有著重要的意義。

海馬硬化最突出的表現(xiàn)為海馬體積的萎縮，同時海馬組織的神經(jīng)膠質(zhì)細胞增生、水腫導致在T2上信號增高，所以海馬體積萎縮和T2上信號彌漫性增高是海馬硬化的直接征象。MRI對顳葉海馬硬化診斷中起著極其重要的作用，據(jù)統(tǒng)計敏感性在75%～86%之間，特異性在64%～100%之間[3]，但有的學者認為，用MRI很難為海馬硬化作出早期診斷，因為只有當海馬神經(jīng)元至少萎縮50%以上，此時MRI才能發(fā)現(xiàn)海馬異常[4]。

國內(nèi)外學者在觀察癲癇患者的海馬中發(fā)現(xiàn)，病灶側(cè)的海馬體積減少較明顯，經(jīng)常用相對體積法與絕對體積法來確定病灶的位置，常用右側(cè)與左側(cè)海馬體積差值法來評價海馬體積的改變[5]，若右側(cè)體積小于左側(cè)體積，則差值為負；反之差值為正。由于正常人群的雙側(cè)海馬體積存在不對稱，平均差值為0.2～0.3 cm3。差值<-0.2 cm3，病灶定于右側(cè)；差值>0.6 cm3，病灶定于左側(cè)；差值為-0.2～0.6 cm3則無法定側(cè)。絕對體積法，是用勾畫出的海馬邊界得到的面積、層厚與相應(yīng)比率的乘積，具有很高的敏感性和特異性，但不同研究者的具體測量方法各不相同，絕對體積法常用于雙側(cè)海馬萎縮判斷，但因為目前國內(nèi)海馬體積正常范圍尚未統(tǒng)一，此方法的推廣受到很大的限制。

2 海馬體積MRI測量在阿爾茨海默病中的應(yīng)用

阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease,AD）是老年人常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，也是癡呆最常見的病因。AD的發(fā)生與發(fā)展與海馬關(guān)系密切，Schliebs[6]等證明海馬結(jié)構(gòu)參與AD早期發(fā)病過程, 海馬的損傷和萎縮在AD的早期即已出現(xiàn)，AD的早期組織病變僅局限于海馬，所以海馬體積萎縮被公認為AD最有診斷價值之一。Heijer等[7]在動態(tài)觀察測量518 名AD患者10年的海馬體積的變化，發(fā)現(xiàn)海馬的體積每減少1%，AD風險率就增加1.6%。海馬正常老化的過程中，海馬齒狀回、下托也出現(xiàn)神經(jīng)元的丟失，但是海馬萎縮并不明顯。許多學者發(fā)現(xiàn)正常海馬在30 歲以后每年以0.66%～1.5%的速度萎縮[8]，MCI患者的海馬萎縮率上升至3.12%，而AD患者的海馬萎縮率最高，為5.59%。所以觀察海馬體積的變化來評估AD患者病情，似乎已經(jīng)成了學者們的共識，并可以從海馬體積上區(qū)分是正常海馬老化還是AD導致海馬的萎縮。

影像學在早期診斷AD最有意義，通過計算海馬的萎縮率來診斷AD和對疾病預后的評估，隨著MRI的普及、技術(shù)的成熟以及研究的深入，AD疾病的這種無創(chuàng)診斷技術(shù)水平必將越來越高，亦將越來越具臨床實用性。

3 海馬體積MRI測量在精神障礙疾病中的應(yīng)用

精神障礙導致海馬神經(jīng)元細胞死亡機制是一個復雜的過程，主要機制是抑制了海馬神經(jīng)元再生，最后導致海馬等邊緣系統(tǒng)的細胞丟失和體積減小。在精神障礙疾病的范疇中，研究較多的疾病有精神分裂癥與抑郁癥。經(jīng)過觀察與測量海馬的形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，不但可以反映疾病的狀態(tài)，而且為上述疾病的診斷以及評價預后提供重要依據(jù)。

3.1 精神分裂癥與海馬形態(tài)學變化 許多學者研究發(fā)現(xiàn)，精神分裂癥患者的海馬比正常海馬萎縮明顯，有文獻報道精神分裂癥患者的雙側(cè)海馬體積較正常人縮小約4%～5%，并且發(fā)現(xiàn)如果雙側(cè)海馬體積縮小的人，患精神分裂癥的幾率將明顯增高[9-10]。Nugent[11]等人通過觀察精神分裂癥患者海馬三維重建發(fā)現(xiàn)，除了發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者的海馬體積縮小之外，其不同的年齡段海馬形態(tài)學變化也各有差異，證明各年齡段中精神分裂癥對海馬的亞單位具有高度選擇性。Goldman[12]等人用磁共振觀察精神分裂癥患者海馬變化時發(fā)現(xiàn)，病人海馬頭部體積縮小明顯，病理切片也證實了精神分裂癥患者中的海馬錐體細胞密度下降、體積減少，錐體細胞相互排列混亂。

海馬縮小與精神分裂癥的關(guān)系一直是精神病學者討論的熱點之一。有許多學者認為海馬體積縮小是引起精神分裂癥的主要原因之一[13]，但也有學者反對這種觀點，認為海馬的體積縮小并不是引起精神分裂癥的原因，而是精神分裂癥引起患者腦功能退化的結(jié)果，理由是精神分裂癥疾病早期海馬結(jié)構(gòu)體積與正常無明顯差異。

3.2 抑郁癥與海馬形態(tài)學變化 經(jīng)研究表明抑郁癥病人海馬結(jié)構(gòu)的改變特別明顯，主要表現(xiàn)為海馬的體積萎縮，在雙相型以及重度抑郁癥中海馬萎縮最為顯著，但海馬體積變化部位、側(cè)別、病變階段與性別報道不完全一致。

Kronmüller等[14]報道抑郁癥病人兩側(cè)海馬均發(fā)生萎縮，兩側(cè)萎縮無顯著差異；有的報道以左側(cè)海馬形態(tài)學變化為著，并認為發(fā)病時首先侵犯左側(cè)；有的學者還指出病情是決定海馬萎縮程度的主要因素，在研究中發(fā)現(xiàn)病情與海馬體積呈反比例的關(guān)系，病情越嚴重或者多次發(fā)作的患者，海馬體積萎縮越明顯[15]。大部分文獻報道抑郁癥的海馬萎縮與性別有關(guān)[16]，男性海馬萎縮較女性明顯，但有學者[17]認為抑郁癥海馬萎縮無明顯的性別差異。也有文獻報道通過海馬萎縮的位置區(qū)分抑郁癥的類型，Ballmaier[18]發(fā)現(xiàn)通過觀察海馬表面凸凹不平的特殊形態(tài)結(jié)構(gòu)，來區(qū)分遲發(fā)型抑郁與早發(fā)型抑郁。

海馬體積的改變也可以作為疾病治療效果的主要判斷依據(jù)之一。經(jīng)研究表明抑郁癥患者的海馬體積雖然縮小，但這種變化卻是可逆性的，經(jīng)抗抑郁藥物治療后可有不同程度的恢復[19]，但起可逆性變化詳細的機制目前尚未明確。

目前觀察海馬形態(tài)最常用的MRI方法，但海馬掃描的基線國內(nèi)外尚未統(tǒng)一，不能客觀真實地反映海馬形態(tài)的變化。人體海馬不但體積微小并且結(jié)構(gòu)極為復雜，厚層掃描難以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)病變，不能滿足形態(tài)學研究，對其圖像進行數(shù)字化分析報道較少。測量時也因樣本數(shù)量較小、民族的差異及掃描方式與計算工具、標準化方法各異，最后所得的結(jié)果相差較大，在我國臨床上的應(yīng)用受到一定局限。所以目前急需一種精確、簡單、可行的測量方法，來確定國人海馬的體積變化，為疾病的篩查與診斷以及預后提供數(shù)據(jù)資料。Radiology,1990,175（2）:423-429.

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