語義性癡呆與進(jìn)行性非流利失語患者18F-FDG PET/CT腦顯像特征分析

牛娜 崔瑞雪 張振馨

語義性癡呆與進(jìn)行性非流利失語患者18F-FDG PET/CT腦顯像特征分析

牛娜 崔瑞雪 張振馨

目的 比較語義性癡呆和進(jìn)行性非流利性失語患者的腦代謝減低區(qū)域的差異并分析低代謝腦區(qū)與語言障礙表型的關(guān)系。方法 收集2011-2013年作者醫(yī)院臨床診斷的6例語義性癡呆(3例左側(cè)經(jīng)典型及3例右側(cè)變異型)和5例原發(fā)非流利失語患者,將患者的18F-FDG PET/CT腦顯像分別與10名健康對(duì)照者的腦顯像進(jìn)行像素水平的統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖(statistical parametric mapping,SPM)兩樣本檢驗(yàn)分析,將與健康對(duì)照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的低代謝腦區(qū)投射到標(biāo)準(zhǔn)腦模型上。并分析各組腦功能受損區(qū)域與臨床表現(xiàn)的關(guān)系。結(jié)果 (1)3例MRI表現(xiàn)為左側(cè)顳葉前外側(cè)萎縮的經(jīng)典型語義性癡呆患者以早期命名和單詞的理解障礙為主要特征,18F-FDG PET/CT腦顯像表現(xiàn)為左側(cè)顳葉前外側(cè)代謝減低最明顯,右顳極輕度受累。(2)3例MRI表現(xiàn)為右側(cè)顳葉萎縮明顯的變異型語義性癡呆患者,以早期的面容失認(rèn)、行為改變、導(dǎo)航能力障礙為主要特征,其18F-FDG PET/CT腦顯像表現(xiàn)為右側(cè)顳下回靠后及右顳極的代謝減低最明顯,右額下回及右頂枕葉皮層少量受累,左顳皮層少量受累。(3)5例進(jìn)行性非流利性失語患者表現(xiàn)為語法缺失、語言簡單、說話費(fèi)力、錯(cuò)音等,單個(gè)詞理解和物體認(rèn)知保留,其18F-FDG PET/CT腦顯像所示的代謝減低區(qū)主要位于左半球,包括外側(cè)裂周圍的島葉、額葉中下回、顳葉下回后部、頂葉角回區(qū)域。右半球相應(yīng)部位少量皮層輕度受累。結(jié)論18F-FDG PET腦顯像顯示經(jīng)典型語義性癡呆與進(jìn)行性非流利性失語的腦皮層代謝減低模式不同,且代謝減低區(qū)與臨床癥狀相關(guān)。

癡呆；失語,經(jīng)皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)性；正電子發(fā)射斷層顯像術(shù)；體層攝影術(shù),螺旋計(jì)算機(jī)；氟脫氧葡萄糖F18

根據(jù)臨床特征,目前國際上將額顳葉變性病(FTLD)分為3種主要的臨床亞型：行為變異型額顳葉癡呆(behavioral variant of frontotemporal dementia,bv FTD)、進(jìn)行性非流利性失語(PNFA)和語義性癡呆(SD)［1］。其中SD和PNFA可歸為原發(fā)性進(jìn)行性失語(primary progressive aphasia, PPA)［2］,該病最突出的臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性失語,失語類型多種多樣,包括語言的運(yùn)用和理解障礙,該病緩慢隱襲起病,最初僅表現(xiàn)為進(jìn)行性語言功能障礙,無記憶或其他認(rèn)知功能異常及人格行為改變,日常生活活動(dòng)正常,隨病情進(jìn)展可出現(xiàn)其他認(rèn)知及行為異常,最終發(fā)展為嚴(yán)重失語和癡呆。在出現(xiàn)其他認(rèn)知功能障礙及行為異常前,失語作為惟一癥狀存在。PPA病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確,以左半球局限性額葉和顳葉萎縮為主要解剖特征,具有較大的臨床異質(zhì)性。PNFA患者主要表現(xiàn)為語法缺失、語言失用、錯(cuò)音、少語等。以左側(cè)顳葉受累為主的經(jīng)典型SD患者主要表現(xiàn)命名障礙、詞語理解障礙、語義知識(shí)喪失等。近年國內(nèi)外報(bào)道了以右側(cè)顳葉萎縮為主的少量病例,主要表現(xiàn)為情景記憶、導(dǎo)航能力受損以及行為異常,語義記憶缺損限于人物、味道和食物,如人面失認(rèn)癥［3-5］,目前多將此類患者歸入右側(cè)顳葉變異型(right temporal atrophy variant,RTLV)SD。目前國內(nèi)未見對(duì)這些PPA亞型的腦代謝功能改變差異進(jìn)行比較研究。本文擬通過用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖(statistical parametric mapping,SPM)腦分析軟件分析3組臨床表現(xiàn)不同患者腦代謝改變區(qū)域的差異,并分析代謝減低腦區(qū)與臨床表現(xiàn)的關(guān)系。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 按照2011年P(guān)PA研究小組的SD和PNFA診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］,收集作者醫(yī)院2011-2013年認(rèn)知障礙研究中心門診臨床診斷的經(jīng)典SD患者3例,RTLV患者3例和PNFA患者5例,就診期間均在北京協(xié)和醫(yī)院PET中心行18F-FDG PET/CT腦顯像。采用SPM5軟件對(duì)每組患者的18F-FDG PET/CT腦顯像圖與10名性別年齡匹配的健康對(duì)照組圖像進(jìn)行比較,研究3組患者的腦代謝減低區(qū)域分布。

1.2 方法18F-FDG PET/CT檢查：18F-FDG由北京協(xié)和醫(yī)院PET中心合成,放化純度和標(biāo)記率均＞95%,18F由CTI公司RDS111型回旋加速器生產(chǎn)。受試者禁食6 h以上,靜脈注射18F-FDG 296 MBq后處于安靜、避光的環(huán)境,注射后45 min進(jìn)行PET腦掃描,PET/CT掃描儀型號(hào)為Siemens Biograph 64。先進(jìn)行腦部CT掃描用于PET數(shù)據(jù)的衰減校正,然后進(jìn)行10 min的3D腦斷層發(fā)射掃描,PET數(shù)據(jù)處理采用有序子集最大似然法(Ordered Subset Expectation Maximization,OSEM)方式重建,獲得腦部橫斷面、冠狀面及矢狀面圖像。

1.3 SPM數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析 將PET圖像按蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所的腦圖譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,轉(zhuǎn)化成具有標(biāo)準(zhǔn)解剖空間的圖像,用10 mm× 10 mm×10 mm的半高寬對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化后的圖像進(jìn)行平滑處理,提高統(tǒng)計(jì)分析前的圖像信噪比并得到目標(biāo)分析圖像。

每組患者分別與對(duì)照組腦PET圖像進(jìn)行SPM統(tǒng)計(jì)分析(兩樣本 檢驗(yàn)),檢驗(yàn)水平為0.05。獲得具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差異的像素點(diǎn)空間坐標(biāo),利用Xjview軟件顯示代謝異常像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的功能腦區(qū),并投射到3D標(biāo)準(zhǔn)腦模型上,并描述各個(gè)代謝減低區(qū)的大小范圍(像素?cái)?shù)量,涉及主要腦區(qū))、T值的峰值和峰值在標(biāo)準(zhǔn)腦上的坐標(biāo)位置,所有代謝減低區(qū)像素?cái)?shù)量超過1000的均列在表中。

2 結(jié)果

圖1 各組患者與對(duì)照組腦PET代謝圖像像素水平的SPM分析結(jié)果

2.1 經(jīng)典型SD患者臨床特征與腦代謝圖像分析3例經(jīng)典型SD患者中,男性2例,女性1例,發(fā)病年齡分別為48、61和74歲；均以單詞理解障礙、語義知識(shí)喪失、命名障礙等語言障礙為首發(fā)癥狀起病；MRI示左側(cè)顳葉萎縮明顯。經(jīng)典型SD患者腦代謝減低區(qū)分布范圍及減低程度見圖1A和表1。3例經(jīng)典型SD患者左側(cè)顳葉前外側(cè)代謝減低最明顯,右顳極輕度受累,額葉未見明顯代謝減低區(qū)。左側(cè)的尾狀核和丘腦代謝減低。

表1 3例左側(cè)經(jīng)典型SD患者大腦主要代謝減低區(qū)分布

2.2 RTLV SD患者臨床特征與腦代謝圖像分析3例RTLV SD患者均為男性,發(fā)病年齡分別為57、73和75歲；均表現(xiàn)為面容失認(rèn)和導(dǎo)航障礙,并伴記憶力下降,1例有失讀、失寫,2例伴物體命名障礙,1例言語產(chǎn)生困難,1例有重復(fù)語言,1例有行為異常；MRI均表現(xiàn)為右側(cè)顳葉明顯萎縮。18FFDG PET/CT表現(xiàn)為右側(cè)顳葉代謝減低為著,雙側(cè)顳葉明顯不對(duì)稱代謝減低,右側(cè)代謝減低區(qū)主要集中在顳葉下回后外側(cè)及右顳極,顳下回后部相鄰的下頂葉及枕葉局部代謝輕度減低,右額下回皮層少量受累。具體腦代謝減低區(qū)分布范圍及減低程度見圖1B和表2。

表2 3例RTLV SD患者的主要代謝減低區(qū)分布

2.3 PNFA患者臨床特征與腦代謝圖像分析 5例PNFA患者中,男3例,女2例,發(fā)病年齡分別為61、65、67、70和73歲；主要表現(xiàn)為語法簡單和出錯(cuò),說話費(fèi)力、中斷不完整,2例有發(fā)音錯(cuò)誤,5例對(duì)單個(gè)詞語的理解保留,物品認(rèn)知保留,但有4例對(duì)語法復(fù)雜的句子理解困難,4例伴不同程度行為改變和執(zhí)行功能下降；MRI表現(xiàn)為左側(cè)外側(cè)裂周圍皮層萎縮明顯。18F-FDG PET/CT顯像示兩側(cè)半球代謝減低明顯不對(duì)稱,代謝減低區(qū)主要位于左半球外側(cè)裂周圍的島葉、額葉中下回,包括運(yùn)動(dòng)語言區(qū)(broca 45、46、47區(qū))及中央下回的運(yùn)動(dòng)區(qū)皮層；顳葉減低區(qū)主要位于顳葉下回后側(cè)；頂葉背外側(cè)角回區(qū)域代謝也明顯減低；左側(cè)的尾狀核和丘腦代謝減低。右側(cè)相應(yīng)部位腦區(qū)代謝減低的程度明顯低于左側(cè),有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的像素?cái)?shù)目明顯少于左側(cè)具體腦代謝減低區(qū)分布范圍及減低程度見圖1C和表3。

表3 5例PNFA患者的主要代謝減低區(qū)分布

3 討論

18F-FDG PET/CT腦顯像反映腦能量代謝情況,很多退行性腦病可有特征性的腦代謝減低模式。包括FTLD在內(nèi)的各種退行性腦病引起的認(rèn)知障礙臨床表現(xiàn)有很多重疊,而18F-FDG PET/CT顯像可根據(jù)代謝異常腦區(qū)分布對(duì)其進(jìn)行鑒別和早期診斷［7］。FTLD是一組臨床表現(xiàn)、神經(jīng)病理、遺傳方面異質(zhì)性很強(qiáng)的癡呆癥候群,以進(jìn)行性精神行為異常、執(zhí)行功能障礙和語言損害為主要特征。FTLD的3種主要臨床亞型bv FTD、PNFA和SD的臨床表現(xiàn)及神經(jīng)影像學(xué)也有較大區(qū)別。bv FTD的18F-FDG PET/CT顯像特征近年來研究漸多,國內(nèi)也有數(shù)篇論著發(fā)表［8］,而國內(nèi)關(guān)于SD和PNFA的18F-FDG PET/CT的顯像研究較少。

本研究3例左側(cè)經(jīng)典SD患者的低代謝腦區(qū)分布表明,左顳前外側(cè)區(qū)域的功能減低造成語義缺失和單詞的理解障礙,此組患者的代謝減低腦區(qū)相對(duì)局限,其他腦葉未表現(xiàn)明顯功能異常。這與前期的一些研究相一致。一些結(jié)構(gòu)影像學(xué)(MRI和CT)研究結(jié)果顯示SD患者非對(duì)稱性前下部顳葉萎縮,且已證明語義缺失的嚴(yán)重程度與顳葉的前部區(qū)域萎縮程度對(duì)應(yīng)［9］。另有研究表明前顳區(qū)與其他的顳頂葉、額葉區(qū)有廣泛連接［10］,起到類似于集線器的作用［11］,通常被認(rèn)為是負(fù)責(zé)語義、分類、概念形成的關(guān)鍵部位。一般認(rèn)為左側(cè)前下顳部萎縮是較特異的顯像特征,具有診斷價(jià)值。

本文左右側(cè)優(yōu)勢(shì)的SD患者大腦代謝改變區(qū)域的差異也進(jìn)一步支持如下觀點(diǎn)：左顳區(qū)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的處理加工,而右顳葉是處理人物和面孔知識(shí)的關(guān)鍵［12］。本組RTLV SD患者減低最明顯的區(qū)域在顳下回后部顳枕交界處,部分枕葉受累,或可解釋人面失認(rèn)的原因,其中1例RTLV SD患者出現(xiàn)行為異常表現(xiàn),可能是由右額葉部分皮層代謝減低引起。

PNFA患者常見的語言障礙為言語費(fèi)力、遲疑、失語法、電報(bào)式語言、語音錯(cuò)語、復(fù)述困難,理解力多正常。PNFA患者典型的結(jié)構(gòu)影像特征為左外側(cè)裂周圍萎縮,一般認(rèn)為下額葉、島蓋區(qū)、島葉負(fù)責(zé)話語產(chǎn)生和語法。但本組病例顯示的皮層功能減低區(qū)域范圍較廣,雙側(cè)皮層不對(duì)稱受累,左側(cè)為著,除外側(cè)裂周圍皮層外,額葉、顳葉后部顳頂交界處部分皮層也出現(xiàn)代謝減低區(qū)其原因可能與本組患者病程較晚有關(guān),其中4例已出現(xiàn)性格行為改變,腦代謝圖像顯示額葉較多區(qū)域已出現(xiàn)不對(duì)稱減低。本組患者頂葉下部皮層出現(xiàn)代謝減低,考慮是因?yàn)镻NFA的臨床異質(zhì)性,部分個(gè)體語音回路出現(xiàn)異常,因?yàn)橐话阏J(rèn)為頂葉下部在語音回路功能中起重要作用,這些患者可能是因?yàn)闊o法準(zhǔn)確地將聽覺信息傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)程序而導(dǎo)致語言輸出障礙。一些研究提出聽覺功能障礙和語音輸出受損之間相關(guān)聯(lián)的觀點(diǎn)［13-16］。Warren等認(rèn)為,傳入聽覺信號(hào)分析、語音輸出和監(jiān)測自己的聲音之間的關(guān)聯(lián)是通過連接額葉、頂葉和后顳皮層的背聽覺皮層通路實(shí)現(xiàn)［14］。人語音輸出通過背聽傳導(dǎo)通路的感覺運(yùn)動(dòng)連接所介導(dǎo)［15］,也有學(xué)者報(bào)道后顳葉、顳頂交界處局灶性受損的患者語言輸出可出現(xiàn)異常［16］。

針對(duì)PPA患者的研究有助于了解大腦不同區(qū)域與語言形成的各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)系。特定語言功能的環(huán)路中,白質(zhì)起到對(duì)分布各處的皮層功能區(qū)的連接作用,疾病進(jìn)展過程中,白質(zhì)的完整性逐漸喪失,所以多種語言障礙表現(xiàn)漸趨重疊、混合［17］。所以有時(shí)僅用臨床表現(xiàn)來研究語言障礙的原因存在一定困難。18F-FDG PET/CT顯像,可以靈敏顯示腦代謝區(qū)域的變化,如果結(jié)合個(gè)體的語言障礙具體表現(xiàn)深入分析,或可成為了解語言形成和障礙機(jī)制的有利工具。由于本研究病例數(shù)較少,關(guān)于額顳葉變性患者各個(gè)代謝減低腦區(qū)在語言障礙中的確切作用,尚需進(jìn)一步研究。

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Analysis of18F-FDG PET/CT brain findings in patients with semantic dementia and progressive non-fluent aphasia

CUI Rui-xue,Email：mmdhmm@126.com

Objective To depict the different brain hypometabolic patterns in patients with semantic dementia(SD)and progressive non fluent aphasia(PNFA)separately and analyze the relationship of hypometabolic areas with language disorders.Methods Three cases with left classical SD,3 cases with right temporal atrophy variant(RTLV)SD,and 5 cases with PNFA diagnosed in our hospital during 2011-2013 were included.All the patients underwent18F-FDG PET/CT brain study.The images of these three groups were compared with that of normal control group respectively by voxel-based SPM 2-sample t test analysis.The hypometabolic brain regions were projected to the standard brain model.The relationship between impaired brain function areas and language disorder manifestations was analyzed.Results (1)The main language disorders of 3 patients with classical SD were naming and word finding difficulty.Left anterior temporal lobe atrophy was showed by MRI,and18F-FDG PET/CT brain imaging demonstrated bilateral decreased metabolism in anterior lateral temporal lobe,predominately on the left.(2)Three cases with RTLV SD showed right temporal lobe atrophy by MRI,with progressive prosopagnosia,behavior change,navigation disability as the main symptoms.18F-FDG PET/CT brain imaging showed significant hypometabolism in right inferior temporal gyrus(including temporo-occipital junction)and anterior temporal pole,and mildly decreased metabolism in right inferior frontal and parietal lobe(3)Five patients with PNFA suffered agrammatism,simple language,laborious speech,wrongnotes,but a single word comprehension and object perception were relatively spared.The hypometablic regions showed by18F-FDG PET/CT were mainly located in the left hemisphere,including the sylvian fissure,the posterior frontoinsular region,rear temporal lobe and temporo-parietal junction regions.The corresponding areas of the right hemisphere were also involved with less intensity and extent.Conclusions Specific brain hypometabolic patterns in SD and PNFA were demonstrated by18F-FDG PET/CT,combing with the characteristic language disorder,which may imply the brain-language relationship.

dementia；aphasia broca；positron emission-tomography；tomography,spiral computed；fluorodeoxyglucose F18

R743.9

：A

：1006-2963(2014)05-0314-05

2014-07-02)

(本文編輯：時(shí)秋寬)

10.3969/j.issn.1006-2963.2014.05.003

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81101075)

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)北京協(xié)和醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科(牛娜、崔瑞雪),神經(jīng)內(nèi)科(張振馨)

崔瑞雪,Email：mmdhmm@126.com