魏 曉 綜述，田國(guó)剛審校（中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬?？卺t(yī)院／海南省海口市人民醫(yī)院麻醉科 570208）

術(shù)后認(rèn)知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction，POCD）是指術(shù)前無(wú)精神障礙的患者受圍術(shù)期多種因素的影響出現(xiàn)神經(jīng)精神并發(fā)癥，表現(xiàn)為情感改變、意識(shí)與認(rèn)知障礙等，以老年人常見，成為困擾臨床的一大難題［1］。近年來(lái)，隨著磁共振功能成像或功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術(shù)的日趨完善，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)單純顯示解剖結(jié)構(gòu)變化的MRI模式到反映細(xì)胞分子水平變化的飛躍，為老年人術(shù)后認(rèn)知功能的術(shù)前評(píng)估、診斷及效果評(píng)價(jià)開拓了新的視野，現(xiàn)將其在老年人POCD中的應(yīng)用進(jìn)展作一綜述。

1 POCD的定義

POCD目前沒有統(tǒng)一的定義，根據(jù)北美精神障礙診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)，POCD屬于輕度的神經(jīng)認(rèn)知障礙，是指術(shù)前沒有精神障礙的患者，受圍術(shù)期各種因素的影響，出現(xiàn)的焦慮、情感異常、認(rèn)知能力減退和記憶受損等神經(jīng)精神并發(fā)癥。盡管POCD病因尚不明確，可能涉及患者基礎(chǔ)疾病、麻醉和手術(shù)等原因，但老齡是POCD惟一確定的危險(xiǎn)因素［2－4］。老年人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)隨著年齡的增長(zhǎng)發(fā)生了退行性改變［5］，大腦質(zhì)量、神經(jīng)元數(shù)量減少及血管彈性減低造成血流速度減慢等因素造成老年人認(rèn)知功能下降，60歲以后這一改變加速。但認(rèn)知功能下降程度也有個(gè)體差異，大多數(shù)老年人未表現(xiàn)出認(rèn)知能力減退和記憶力受損等方面的臨床癥狀，當(dāng)在麻醉、手術(shù)等多種圍術(shù)期因素的作用下，認(rèn)知功能進(jìn)一步惡化，表現(xiàn)為POCD。國(guó)外一項(xiàng)研究亦顯示［7］，60～69歲的老年患者術(shù)后第1周POCD的發(fā)生率為23%，大于70歲的患者則為29%，這一結(jié)果反映了POCD的風(fēng)險(xiǎn)隨著年齡的增加而增加。老年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性變和血管受損等病理生理改變成為fMRI技術(shù)研究POCD的基礎(chǔ)之一。

2 POCD的診斷標(biāo)準(zhǔn)

神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試是目前臨床診斷和研究POCD最常用的方法，包括簡(jiǎn)易精神狀態(tài)量表（mini mental state examination，MMSE）、韋氏成年人智力量表中國(guó)修訂版（WAIS－RC）和洛文斯頓作業(yè)療法認(rèn)知評(píng)定量表（LOTCA）等，其中MMSE是國(guó)內(nèi)最具影響的認(rèn)知功能障礙診斷和篩選工具之一，可檢查患者定向力、注意力、回憶、語(yǔ)言和即刻記憶力等。不過這些神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試量表評(píng)估結(jié)果受年齡、教育程度、注意力等多種因素的影響，所以評(píng)估結(jié)果的可重復(fù)性和可信度不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)術(shù)前對(duì)POCD的預(yù)測(cè)性診斷，不利于臨床對(duì)老年人POCD的早預(yù)防、早診斷以及效果評(píng)價(jià)。

3 磁共振功能成像的定義和范疇

fMRI是在常規(guī)MRI基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來(lái)的一系列新興的成像技術(shù)，能夠滿足對(duì)人體（或動(dòng)物體）的功能進(jìn)行研究和檢測(cè)。理論上講，凡是以反映組織、器官功能狀態(tài)為成像目標(biāo)的MRI技術(shù)都稱之為功能性磁共振成像［7］。fMRI技術(shù)除了能夠提供高分辨率、對(duì)比度的組織結(jié)構(gòu)信息，而且可以顯示人體的生理及病理生理過程，提供動(dòng)態(tài)和功能方面的信息，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)單純顯示解剖結(jié)構(gòu)變化的MRI模式到反映細(xì)胞分子水平變化的飛躍。目前臨床上應(yīng)用廣泛且成熟的fMRI技術(shù)包括彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）、彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、磁共振波譜成像（magnetic resonance spectroscopy，MRS）和血氧水平依賴（blood oxygenation level dependant，BOLD）磁共振成像，另外磁敏感成像、彈力成像亦屬于fMRI的范疇，其中血氧水平依賴fMRI也稱為狹義的fMRI。這些fMRI技術(shù)作為目前神經(jīng)影像學(xué)在組織器官乃至細(xì)胞分子水平方面的功能性研究，為老年人POCD的早期診斷，減少POCD的發(fā)生走出開拓性的一步。

4 fMRI在POCD的應(yīng)用

4.1 BOLD－fMRI在 POCD中的應(yīng)用 BOLD－fMRI以脫氧血紅蛋白的磁敏感效應(yīng)為基礎(chǔ)，當(dāng)局部腦皮質(zhì)在經(jīng)特定的任務(wù)刺激后，氧的攝取和血流之間產(chǎn)生不平衡，去氧血紅蛋白與氧合血紅蛋白的比例發(fā)生改變，造成磁場(chǎng)信號(hào)的強(qiáng)度發(fā)生改變，fMRI通過檢測(cè)這種變化對(duì)腦組織進(jìn)行實(shí)時(shí)的功能成像。BOLD－fMRI是腦映射和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)力，它已被用來(lái)作為一種非侵入性工具，通過神經(jīng)血管耦合理論描述和量化腦功能［8］，目前在阿爾茨海默病、癲癇及精神分裂癥等認(rèn)知功能障礙疾病中得到了廣泛應(yīng)用。有學(xué)者對(duì)11例健康老年人，9例MCI和9例阿爾茲海默病患者進(jìn)行記憶編碼時(shí)發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，MCI組和AD組顳葉內(nèi)側(cè)皮質(zhì)的激活減低，并認(rèn)為fMRI對(duì)MCI和AD前驅(qū)期的變化有足夠的敏感性，可以做到早期診斷。Lin等［9］通過局部腦氧飽和度（RSO）在預(yù)測(cè)接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生認(rèn)知功能障礙的研究后認(rèn)為年齡的增加為POCD顯著的危險(xiǎn)因素，RSO（2%以下）預(yù)測(cè)年齡大于50歲患者發(fā)生POCD的特異度和敏感度分別為77.8%和86.5%。Papadopoulos等［10］也得出同樣的結(jié)論，這也間接提供了BOLD－fMRI在預(yù)測(cè)POCD應(yīng)用價(jià)值的理論依據(jù)。

4.2 PWI在POCD中的應(yīng)用 MRI灌注成像可以反映組織微觀血流動(dòng)力學(xué)的信息，根據(jù)成像原理分為靜脈團(tuán)注順磁性對(duì)比劑（如GD－DTPA）動(dòng)態(tài)增強(qiáng) MRI和動(dòng)脈自旋標(biāo)記技術(shù)，目前臨床上廣泛動(dòng)態(tài)增強(qiáng)fMRI，通過分析造影劑首次通過受檢組織時(shí)引起組織信號(hào)強(qiáng)度的變化，測(cè)量出感興趣區(qū)rCBV、rCBF等血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，可在體反映其微血管灌注、血管生成程度及血管通透性。Wilson等［11］在對(duì)22例頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)患者進(jìn)行磁共振灌注掃描后發(fā)現(xiàn)，29%的患者術(shù)后1d出現(xiàn)神經(jīng)認(rèn)知功能障礙，且所有認(rèn)知功能障礙的患者表現(xiàn)出CBF不對(duì)稱，而只有27%的患者沒有出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙，推測(cè)頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)患者發(fā)生POCD和CBF的異常有關(guān)。同樣，有研究顯示心臟手術(shù)后，貧血和年齡相互作用，影響圍術(shù)期患者的腦血流量和潛在的腦代謝狀況，這對(duì)理解圍術(shù)期腦梗死和POCD有重要的提示作用［12］。正是基于老年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性改變和腦血流的變化，磁共振灌注成像在POCD研究中的作用愈發(fā)明顯。

4.3 DWI和DTI在POCD中的應(yīng)用 DWI是一種新的功能成像方法，是目前惟一能在活體進(jìn)行水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)測(cè)量的方法，并采用表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）定量描述水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)狀況。ADC值是反映水分子整體彌散水平和彌散阻力的整體情況，影響ADC值大小的因素很多，細(xì)胞密度、核質(zhì)比、細(xì)胞膜通透性、細(xì)胞外間隙及擴(kuò)散介質(zhì)黏滯性的不同，水分子的擴(kuò)散速度也不同［13］。老年人神經(jīng)元數(shù)量減少和細(xì)胞外間隙擴(kuò)大等多重因素，成為DWI研究老年人POCD基礎(chǔ)。多項(xiàng)研究借助對(duì)老年人術(shù)前行DWI檢查，認(rèn)為老年人術(shù)前存在腦缺血性病變與術(shù)后發(fā)生認(rèn)知功能障礙有很高的相關(guān)性［14－15］。國(guó)外學(xué)者 Gerriets等［16］在比較106例行選擇性冠脈搭橋的患者發(fā)生遠(yuǎn)期POCD的評(píng)估方法后認(rèn)為，DWI、年齡、生物標(biāo)志物和早期神經(jīng)心理床邊測(cè)試和術(shù)中變量對(duì)預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期POCD均具有較高的準(zhǔn)確性。

DTI是無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)腦白質(zhì)纖維走行方向的有效方法，并能定量分析纖維束的完整性。各向異性分?jǐn)?shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）為彌散張量的各向異性成分與整個(gè)彌散張量的比值，是DTI中最常用的參數(shù)，是評(píng)價(jià)各向異性較敏感的指標(biāo)。平均擴(kuò)散系數(shù)（mean diffusivity，MD）是DTI中的另一個(gè)常用參數(shù)，反映分子整體彌散水平和彌散阻力的整體情況，類似ADC值。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，組織微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的病理過程如細(xì)胞水腫、細(xì)胞外間隙的擴(kuò)大或縮小、有機(jī)組織的減少等，都可導(dǎo)致彌散的改變。Nanba等［17］通過對(duì)70例頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)的患者分別于術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月行DTI檢查，對(duì)比分析FA值的變化，認(rèn)為頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)后腦過度灌注造成的腦白質(zhì)損傷與POCD相關(guān)，推測(cè)DTI可以對(duì)POCD有一定的早期診斷作用。

4.41H－MRS在POCD中的應(yīng)用1H－MRS是影像學(xué)近年來(lái)發(fā)展的新技術(shù)，它能提供組織代謝物的化學(xué)信息，是目前惟一的無(wú)創(chuàng)性研究組織代謝、生化變化和化合物定量分析的方法。1H－MRS可以檢測(cè)活體器官組織中NAA、Cho、Ml及Cr等不同代謝產(chǎn)物濃度。其中NAA被公認(rèn)是神經(jīng)元的內(nèi)標(biāo)志物，其含量多少可反映神經(jīng)元的功能狀況及腦神經(jīng)元細(xì)胞的完整性。而正常情況下腦白質(zhì)的Cho含量比腦灰質(zhì)高，在病理狀態(tài)下，神經(jīng)細(xì)胞膜、髓鞘和神經(jīng)脂類崩解以及膠質(zhì)細(xì)胞增生、神經(jīng)細(xì)胞膜修復(fù)等因素導(dǎo)致Cho濃度升高。研究顯示［18］，在POCD老年患者中，內(nèi)側(cè)顳葉NAA／Cr比值下降較明顯，1HMRS能無(wú)創(chuàng)性提供POCD患者腦部的代謝情況，其中NAA／Cr有助于POCD的預(yù)測(cè)。而李玉芳［19］在研究前額葉氫質(zhì)子磁共振波譜與老年患者POCD的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，POCD組患者前額葉NAA／Cr值比非POCD組顯著下降，推測(cè)術(shù)前前額葉1HMRS檢測(cè)對(duì)老年患者POCD的發(fā)生亦有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。

綜上所述，fMRI可以反映大腦的神經(jīng)活動(dòng)水平，能提供大腦的血流情況、代謝水平、水分子的彌散、白質(zhì)纖維的完整性等微觀結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)和功能方面的信息，成為一種全新的評(píng)價(jià)術(shù)后認(rèn)知功能的影像學(xué)手段，并為臨床早期預(yù)測(cè)、診斷和評(píng)價(jià)POCD提供客觀和直觀的影像學(xué)依據(jù)。

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