中屮H为㈨学与肭科：朱忐2021 年5 月第 30 役第 5 明Chin J li«>hav M«-«l Brain S.i.M a v 2021 ,\ol. 30, No. 5•415•
不相干运动成像评估
姜子健赵苑静U陈智凝3刘同强3潘昌杰：石海峰：徐林芳4
1大连医科大学研究生院116044;：南京医科大学附属常州第二人民医院影像科 213000^南京医科大学附属常州第二人民医院肾内科213000;4南京医科大学附属
常州第二人民医院血透室 213000
通信作者：石海峰,Email:181****0152@丨63. com
【摘要】目的采丨11(本素内不相干运动（intravoxel inr(>lier(*iit motion,IVLM)成像探寻终末期肾病
(emUtage renal dise默，ESRD)患者认知功能障碍的影像标志物方法前瞻性纳入自2019年1月
到2020年8月亍南糸医科大学附属常州第二人民医院肾内科就诊的40例ESKI)患#(ESK D组），同
期纳人24例健康人(；丨作为对照组采集所有被试者脑磁炖振成像，得出受试者相应脑区的慢速表观
扩散系数（slow apparent diffusion coefficient,ADC.丨)利用智力测量蒙特利尔认知评估量表（Montreal
(•ogni丨ive assessment srale*,.\1oCA)进彳j•认知功能i f估，利用仅样水/检验统丨卜分析两纟H患者、认
知评分的差异，用分析终末期肾病认知功能评分和\DC、l m、值之间的相关性结果（1)
ESRD组患者在MoCA量表上的得分[(23. 30±丨.76)分]显著低于对照组[(27. 92± 1.00)分](P<
0.01) ESRD组双侧额叶、海马、岛叶脑 K的 ADC4im 值分别为[(0.648±0.035)、（0.633±0.043)、
(0.762±0. 043)、（0. 756± 0. 042)、（0. 792±0. 048)、（0. 776± 0. 054)]较对照组[(0.600 ±0.039)、
0.610±0.037、（0.725±0. 059)、（0. 711±0. 054)、(0. 740±0. 063)、（0• 716±0. 051)]明显升高（P<
0.01) (2)PearS〇n相关性分析显示,ESRD组双侧岛叶、右侧海马的ADCS|,,W值与MoCA量表评分存
在负相关关系（「=-0.38,-0.38，《0.66，均/><0.05)结论IV IM中ADC“值可较好地反映ESRI)
患荇认知功能损害改变
【关键词】终木期肾病；认知功能；磁共振功能成像；体素内不相十运动成像
基金项目：江苏打高U次丨(生人才“六个一工程”拔尖人才项目（LGY2020036)
10. 3760/cm a. j. c n371468-20201210-(X)056
1)01 ：
Evaluation of cognitive impairment in patients with end-stage renal disease by intravoxel incoherent
motion imaging
Jiatif；Zijian1' ,Zluio )uanjingl ',C hen Zhining\Liu Tongqian^ .Pan Changjie~ %Shi Haifeng' ,Xu Linfang4
'Graduate School ,D(ili<in Medical University, 116044 Dalian ,Cliina ；' Department of Im aging,Changzhou Sec
ond People %s Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Changzhou 213000, China \Department o f
\ephrol, Changzhou Second P eople's Hospildl Affiliated to \(injing Medical University .Changzhou 2 J3000,
China；Dialysis R oom, Changzhou Second P eople' s Hospital Affiliated to Nanjing M edical University,
Ch a n gzh o n 213000, Ch in a
Corresponding author ： Shi lldifeng ,Enuiil ： JS II4330I52@ 163. coin
【Abstract 】Objective To evaluate the objective imaging markers of cognitive impairment in patients
with end-stage renal disease by MKI intravoxel incoherent motion. Methods \ total of 40 patients with
KSIU) were enrolled in tlir IVpartmenl o fN q山Cluingzh(>u
ral Liiiversity from Janumy 2019 to August 2020,ami 24 healthy (.<"itR>ls were pr(>spe(.ti\.(*ly
same lime. All subjects performed with MKI scan were collected, and the slow apparent didusion coeflicient
(A I)C^|i i w ) of the corresponding brain regions were obtained . The cognitive func tion w a.s evaluated hy the
Montreal cognitive assessment scale ( MoCA ). Two-sample I test was used to analyze the difference of
AL)Cs|i i t t and cognitive score between the two groups. Pearson correlation analysis was peHornH*d among th e*
cognitive function score of end-stage renal disease and ADCs)(m value. Results ( l) The score of the intelli
gence test scale in the ESRD group ( 23. 30± l. 76) was significantly lower than that of the healthy control
.
416•I1华彳f 为區7: 脑科学杂U021汁:5 jj 奶 3()卷第 5 期Chin J M i a v M e d Brain S. i,M a v 2021 ,V«>1. 30, No. 5
group (27. 92±1.00) ( P<0. 01 ). The ADC^))W values 〇(hilateral fronlal lohe,hippocampus,and insula brain
areas ( respectively (0. 648 ± 0. 035 )，（ 0. 633 ± 0. 043 )，（0. 762 ± 0. 043 ) , ( 0. 756 ± 0. 042 ) , ( 0. 792 ±
0.048)，(0. 776±0. 054))i n山e RSR[) group wtTe sigi出ic.anlly liigluT than those in the l i d
group ( ( 0. 600±(). 039)，0. 610± 0. 037，（ 0•725 ± 0. 059)，（ 0•711 ± 0. 054〉，（0•740± 0. 063)，（ 0. 716±
0. 051) ) ( P<0. 01 ). (2 ) Pearson correlation analysis showed that the \HC l i w values of bilateral insula and
right hippocampus in the ESRD group were negatively correlated with MoCA scales (r=-0.38,-0.38,
-().66,all P<(). 05). Conclusion ADC,|n w value in I\ IM ran letter rrllect the changes of cognitive func
tion impairment in ESKI) pali<M its.
【Key words】Knd-stage renal disease; Magnetic resonance imaging; Cognitive function；Inco
herent motion diffusion im agin**;
Fund p rog ram:“Six-One Project” Top Talent Project of High-I^evel Health Talents In Jiangsu Piov-
ince( LGY2020036)
DOI ：
10. 3760/cm a. j. cn371468-20201210-(X)056
慢性肾脏疾病（chronic kidney disease，C Fvl))是 指持续3个月以上的肾脏结构或功能异常的疾病，CKD分期以肾小球滤过率（glomerular filtration rate, GFR)为基础t将其分为5期，其中CKD 5期，需要 透析或肾脏移植，被称为终末期肾病（end-stage renal disease,ESRD)血液透析（hemodialysis，IID)和腹膜透析（peritoneal dialysis,PI))都是终未期肾 病患者常用的方式以往研究表明认知功能损 害在血液透析和腹膜透析患者屮都很常见，在 ESKD患者中常现出现思维迟缓、反应迟钝、注意力 不集中、记忆力减退等认知功能损害的表现12
目前对于终末期肾病的认知功能障碍的研究多采用 弥散张摄成像（diffusion tensor imaging,DTI)及静息 态功能磁共振成像（resting-state fMRI,rs-fMRI)r I)T1主要是对大脑白质纤维束的研究，研究表明终 末期肾病患者岛叶、海马等多个脑叶的脑白质纤维 束结构受损3，尤其是在进行血液透析的患者中4。静息态功能磁共振成像是一种基于血氧水 平依赖的方法，通过脑组织内神经细胞活动时导致 局部脑区中血流的血氧水平等改变来观察局部的脑 活动情况，已有研究发现终末期肾病患者的默认网 络、突显网络等多个脑功能网络存在功能连接减低，神经元活动减弱的情况5<。
磁共振扩散加权成像（w eighted im aging，DWI)是无创检测 活体组织内水 分子扩散运动 状态的成像技术，DWI在临床工作屮通常使用表观 扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC)来定量 水分子运动体素内不相干运动（！丨1〖1^\'(«61丨1〗(‘(>-herent motion,IVIM)是DWI的延伸，将水分子的扩 散运动Q微循环的血流灌注分开，能更准确地反映 组织的水分子扩散运动及微循环灌注7S，其屮慢 表观扩散系数（slow apparent diffusion coefficient，ADC、,……)用來评估水分子扩散运动，ADC S|……值降低 说明水分子扩散受限，对组织微观结构信息的显示 较tVIM其他参数敏感以往研究表明病变区域神经纤维数量减少，排列紧密程度下降以及小血管病 变等均可导致ADC^值的升高>n]。流行病学研 究表明ESRI)患者比较容易发生血管及神经性病 变，从而导致脑微观结构的改变，进而产生一系列的 认知功能障碍12目前最新研究表明由于脑小血 1T疾病患-押屮者血清规质金属蛋丨1-1酶9 (m al ri x met-;illi>l)i.<,teinasr-9, MMP-9)、月旨蛋白a(lipoprotein a, l.pa)与认知功能的减低呈正相关，说明了
血管 源性病变扑：认知障碍屮起到重要作用，而IV1M既 nf以反映水分子的扩散运动，用来显示脑微观结构 的改变，也"1■以反映微循环的灌注，来显示微循环小 血管的改变，这是D TI及re-fMRI等所不具备的优 势目前IVIM成像作为一种安全、有潜在价值的 技术，用于终未期肾病脑微观结构改变研究尚未见 报道本实验通过IVIM成像获取定量影像学参数，与相应认知功能评估相结合，可以反映脑内结构 U认知功能之间的关系，从结构和功能学角度来论 ill：脑的变化，具有较好的意义，现将有关研究报道如r。
对象与方法
一、对象
本研究为前瞻性研究，通过南京医科大学附属 常州第二人民医院伦理委员会的批准（批准文号：KY039-01)，所有患者检查前均签署了知情同意书(1)终末期肾病组（ESRD组）：收集2019年1月至 2020年8月在南京医科大学附属常州第二人民医 院肾内科就诊的终末期肾病患者入组标准:①根 倨慢性肾脏病分类，确诊为ESRD;②规律透析多3 个月（3〜4次/周〉；③无急性肾衰竭病史或肾移植
中午行为K学 4脑科学杂忐 2021 u Jj 第 30饴第 5 朗chill J li.-lun M e d Hiuin Sci.MaN 2021 ,Vul. 30. N... 5•417•
史;④无外伤及神经疾病（如严重脑损伤、脑卒屮或
癫痫）等可能影响神经系统的疾病;⑤无MK检查禁
忌证。排除标准:①精神心理疾病或严觅的冲经系
统病变;②急性心脑血管疾病包括总性缺血性脑血
管病、急性心力衰竭等;③幽闭恐惧症患者（2)对
照组（HC组）：与患者年龄、性別相匹配的健康志愿
者。入组标准:①无明显精神心理疾病②无明显
影响认知功能的疾病③无检查禁忌证
二、方法
1. 一般资料收集：两组检查对象均为右利手，受
教倉年限奋9年，常规MR丨检查均尤明显异常发现
收集ESKD患者及对照组的年龄、性别一般人口学
资料。所有被试者均接受专业人员进行相关智力测
验，包括蒙特利尔认知评估量表（M ontreal cognitive assessim’ii丨，M oC A)、数字连线测试A(trail m aking
test A,TMT-A)、数字连线测试 B(trail making test B, TMT-B)等神经心理学测试，并记录得分
2.影像学检查及图像后处理：采用（;E Discovery750W
3.0 T超导 M1U.3描仪，32 通道
头颈联合线圈，在检查前告知被试者注意事项，被
试者采用仰卧位，头部用海绵垫固定，以防止打描过
程中出现由于运动所产生的伪影，使用橡皮耳塞减
少噪声给受试者带来的不适感所有被试者先进行
常规T1、T2、T2FLAIR序列以排除脑内病变，丨VIM序
列扫描参数：重复时间（TK)4 000 ms，回波时间 (TE..) 90 ms，F0V 24 cnix24 cm，矩阵 128 x 128，层
厚7 m m，层间距1nun，b值分别为20,50,80,100, 150,200,400,800,1 000.1 500,2 000,3 000 s/mm
使用G E公司AW4. 1工作站，对IVIM图像经fu"t-
tool软件MADC双指数模型后处理，根据大脑布罗
德曼分区（B i'<，diiiann area)系统，选定双侧额叶、颇
叶、枕叶、基底核、海马区、岛叶为感兴趣区（region
of interest,R0I)，每个脑区测量三次，取平均值，得
到各脑区ADCS|,…值，ADC^值的单位为
(10 m m"/s)
3. 统计学处理：采用SPSS 20. 0分析软仲，符合 正态分布的计量资料以平均数±标准差表示，采用
独立样本《检验比较两组年龄、M表评分、丨VIM参
数，性别比较采用X：检验，采用Pearson相关性分析 ADC、1(…值与神经心理测试量表评分之间的关系，以
P<0. 05为差异有统计学意义
结 果
--、ESRD组与对照组人口学资料比较
本研究纳入40例ESRD组患者，其中男性18
例，女性22例;24例对照组成员中男性12例，女性 12例，2组成员性别、年龄、教會'程度差异均无统计 学意义（P>〇.〇5)。见表I
表1两组的人I I统计学资料对比
组別
性别年龄教育程度(例，男/女)(岁，.r±5)(年 J士.0
HC组12/1250.4±7.611.38±2.0()
ESRD 组18/2253.6±7.811.58±2.04
，/x2值0. 151 1.6200.377
P值>0.050. 1100.707 '；丨.:：H C组：对照组；K SRD组：终衣期肾病组
二、ESRD组与对照组的心理测评M表比较
ESRD组M()CA评分均明显低于对照组，差异 有统计学意义（/"<〇.()5) ,ESRD组 TMT-A 及TMT-B 所用时间明显高于对照组，差异具有统计学意义 (P<0.05)见表 2
表 2 两组 M()C A、TMT-A 和 TMT-B i f分比较（.v±s)
组别M oC A(分 >TM T-A(>)TMT-B(s)
H(：组U=24)27.92±1.0066.00±15.4990.42±14.24
K SliD组("=40)23.30±1.7681.75±8.34133.63±12.80
广西民族大学网络教学平台續-11.56411.68612.530
續0.0000.0000.000
注:M oCA：蒙特利尔认知评估量表；TMT-A：数卞连线测试A; TM T-B：数字连线测试B丨M: 3丨：4照绀；K S liU组：终衣丨tlj肾病绀
三、ESKD组与对照组ADC.U值比较
ESRD组双侧额叶、海马、岛叶脑区的ADC+, 值分别为（〇• 648 ± 0• 035 )x 10'' m m2/s、（〇• 633 ±0.043)x10''miir/s、（0. 762±(). 043 )x10」m m2/s、(0. 756 ± 0. 042 )x I〇3m m V s, (0. 792 ± 0. 048 )
x l〇_3m m2/S、（0. 776±0. 054) xlO.3m m2/s，对照组 的双侧额叶、海马、岛叶脑区的ADC^值分别为 [(0. 600 ± (). 039 )、( 0. 610 ± 0. 037 )、(（）• 725 ±0.059)、（0.711±0. 054)、（0.740±0. 063)、（（).716± 0•〇51)] ,ESRD组ADCsW值较对照组明显升高，差 异有统汁学意义（P<〇.〇5，户<(>.〇丨）见表3
四、ESKD组ADC s l……值与量表评分相关性
统计结果表明，ESR[)组左侧岛叶的A1)C^值 与MoCA量表评分成负相关(r= -0. 38 ,P<0. 05)，右侧岛叶的ADC，l m>值与M oC A f t表评分成负相关（;•= -0.38，P<0. 05)，右侧海马的 ADC.值与 M oCA 量表评分为负相关（r= _〇.663, P<0. 05):
遇罗锦• 418•11平行为医学与脑科学杂志2021年5门第30卷第5期Chin J Behav M e d Brain S ci.Mav 2021 ,\〇丨.30.、". 5
表3 两组不同脑区的A[)C sW.值比较
(x 1〇'.' ninT/s，.t±s)
脑E ESRD组（n=40)HC 组("=24)/值户值
左侧岛叶0.792±0.0480. 740±0.063 3.8360. (X X)
左侧额叶0.648±0.0350.600±0.039 5.0740.000
左侧海马0.762±0.0430_ 725 土0.059 2.8600.006
左侧基底核0.641 ±0.0370.631 ±0.0480. 8260.412
瑞文智力测验左侧频叶0.688±0.0380.674±0.049 1.3250. 190
左侧枕叶0.619±0.0330.615±0.0590. 3720.711
右侧岛叶0.776±0.0540.716±0.051 4. 3030.000
右侧额叶0.633 ±0.0430.6I0±0.037 2. 1260.038
右侧海马0.756±0.0420.711 ±0.054 3.7390.000
右侧基底核0.603±0.0370.597±0.0330.6320. 530
右侧颞叶0.671 ±0.0380.653±0.045 1.7420.086
右侧枕叶0.626±0.0360.617±0.0490.9310. 356
注：H C组：对照组;E S R D组：终末期肾病组
形象进度讨 论
本研究发现ESRD患者连线测试所用时间延 长，M〇CA量表得分低于正常对照组，提示ESR1)患 者在执行功能、注意力、记忆力等认知领域的损害,：本研究中发现ESRD患者双侧额叶ADC&.值 明显高于对照组，表示ESKI)患者中存在额叶精细 结构的破坏，有研究表明脑岛质疏松症患者由于皮 层区域与皮层下传导环路精细结构（前额背外侧皮 层-尾状核-丘脑）破坏，从而导致多个领域的认知 功能下降11，推测ESKI)患者认知功能障碍方面N 样与额叶精细结构破坏有着密切关系，有文献报道 额叶与大脑皮质之间存在广泛的纤维连接，参与人 脑内各种信息的整合，并且通过纤维连接与大脑皮 质紧密
联系起来并发挥协同作用，与人脑的执行力、记忆力等多种功能有着密切的关系1516：以往Shi 等117在研究血液透析患者的脑功能连接后，发现 ESRI)患者皮质及皮质下存在广泛网络连接的减 弱，并与认知功能损害密切相关，其中就包括额叶L x：域。所以我们推测额正是由于ESRD组额叶脑白质 纤维结构的改变，导致了双侧额叶ADC S|,,…的升高，并影响了大脑对信息的整合及处理，从而产生了认 知功能障碍的表现
本次研究也发现ESR D患者双侧海马的
A D C^明显高于对照组，海马区的精细结构破坏，致密性减低，导致水分子弥散运动加快，这是导致 ADCS|,,…值升高的主要原因。既往有研究显示血液 透析患者出现海马萎缩18。说明海马区精细结构 确实存在损害，这也与本研究得到的结果相符合 并且本研究发现右侧海马的ADC^值与MoCA量 表评分为负相关。海马是大脑边缘系统的重要组成部分，与其他边缘脑区及默认网络存在广泛联系，是 学习记忆及高级认知情感加工功能的重要中枢:19
海马主要通过与内侧前额叶、前/后扣带回、楔前叶、颞叶、顶下小叶（这些都是默认网络的组成部分）之 间的密切连接，来实现对内外环境的监测、维持清醒 状态、情绪加工及情景记忆等功能1%。因此推测海 马与默认网络之间的功能连接障碍，可能参与了 ESm〕患者认知损害的神经及生理过程同样Chiu 等121对终末期肾病患者进行DTI扫描，发现ESRD 患者海马区皮质厚度及各向异性分数（fr
actional anisotropy,FA)明显下降，并且 ESRD 患者在出现明显 认知障碍之前，FA值已经发生改变，提示海马区精 细结构改变要早于认知障碍的出现
本研究还发现ESRD患者双侧岛叶的ADC、l m.值同样较对照组有明显的升高，并且双侧岛叶的 ADCS|,,…值与MoCA量表评分为负相关。岛叶是边 缘系统的重要组成部分，在认知、运动等多种感觉的 整合方面起到重要作用[221。目前较新的研究表明 在认知障碍的患者中，其岛叶与默认网络的功能连 接明显减低，并与认知障碍呈正比：3，并且樊响 等24通过低频振荡幅度的方法研究轻度认知障碍 患者，发现认知障碍患者的左侧脑岛脑功能活动明 显减弱这吟提示在ESRI)患者中存在岛叶与相关 脑区连接受损的情况，表小•该区域内纤维连接减少，我们推测这是导致双侧岛叶ADC S|,,…值升高的原因，这与本研究得到的结论也是相符合的：
本研究首次采用IV1M技术来评估ESRD患者 脑组织微观结构改变，发现ESKD患者额叶脑岛、海 马等脑区的微结构异常，并且与认知功能损害有较 强的相关性表明ESKD患者ADC&值可能作为 ESKI)患者认知功能损害的早期影像标志物之一
利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突
作者贡献声明子健：丨¥1像收集及处3..论文撰写；赵苑静：图像处 f f l；陈智凝：资料收集；别同强海峰：选题、论文审改；潘r，杰：沦文 指导；徐林芳：资料收集
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(收稿日期:2020-12-10)
(本文编辑：张敬美）
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