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磁共振成像新技术在阿尔茨海默病研究中的创新应用与展望

一、引言

1.1研究背景与意义

阿尔茨海默病（Alzheimersdisease，AD）作为一种中枢神经系统退行性疾病，是导致老年期痴呆的主要原因。其主要临床特征为进行性认知功能障碍和行为损害，不仅使患者生活质量严重下降，还对家庭和社会造成了沉重负担。

随着全球人口老龄化进程的加速，AD的发病率和患病率逐年攀升。世界卫生组织报告显示，2019年全球约有5000万痴呆患者，预计到2050年这一数字将增至1.52亿，而AD患者占比约为60%-80%。在中国，老龄化问题同样严峻，截至2020年，60岁及以上人口达2.64亿，AD患者数量也随之增加，给社会医疗保障体系带来巨大挑战。

AD患者大脑会出现神经原纤维缠结、淀粉样蛋白斑沉积、神经元丢失和突触功能障碍等病理变化。早期主要表现为短期记忆障碍，如经常忘记刚刚发生的事情、熟悉的物品放置位置等；随着病情进展，会出现认知功能全面下降，包括语言表达和理解困难、计算能力减退、空间定向障碍等，还会伴随行为和精神症状，如焦虑、抑郁、幻觉、妄想等。到疾病晚期，患者完全丧失生活自理能力，需要专人24小时照护。

目前，AD的诊断主要依靠神经心理学检查、临床症状评估以及影像学检查等综合判断，但仍缺乏早期诊断的金标准。神经心理学测试主观性较强，易受患者文化程度、语言能力等因素影响；脑脊液和血液生物标志物检测虽有一定价值，但存在侵入性或准确性有待提高等问题。而影像学检查中的磁共振成像（MagneticResonanceImaging，MRI）技术，因其具有高分辨率、无辐射、多参数成像等优势，在AD诊断和研究中发挥着重要作用。传统MRI技术可显示AD患者脑萎缩、脑室扩大等结构改变，但在疾病早期，这些形态学变化并不明显，容易漏诊。

近年来，磁共振成像新技术不断涌现，如扩散张量成像（DiffusionTensorImaging，DTI）、磁共振波谱成像（MagneticResonanceSpectroscopy，MRS）、动脉自旋标记成像（ArterialSpinLabeling，ASL）、功能磁共振成像（FunctionalMagneticResonanceImaging，fMRI）等，为AD的早期诊断和发病机制研究提供了新的视角和方法。这些新技术能够从分子、细胞和功能水平揭示大脑微观结构和功能的变化，有助于在AD早期阶段检测到细微异常，提高诊断准确性，为早期干预和治疗提供依据。同时，对于深入理解AD的病理生理机制、研发新的治疗药物和评估治疗效果也具有重要意义。因此，研究磁共振成像新技术在AD中的应用具有迫切的临床需求和重要的科学价值。

1.2国内外研究现状

在国外，磁共振成像技术在AD研究领域起步较早，取得了一系列具有开创性的成果。早期，研究主要聚焦于结构磁共振成像（sMRI）对AD患者脑萎缩的观察。如DeCarli等学者利用sMRI技术，对AD患者大脑进行扫描，发现患者海马、颞叶内侧等区域出现明显萎缩，且萎缩程度与疾病严重程度相关，这为AD的诊断和病情评估提供了重要的形态学依据。

随着技术的发展，扩散张量成像（DTI）成为研究热点。国外学者在DTI研究中，通过对AD患者脑白质纤维束完整性的分析，揭示了AD早期脑白质微结构的改变。如Mori等发现AD患者胼胝体、扣带束等白质纤维束的各向异性分数（FA）降低，表观扩散系数（ADC）升高，表明这些区域的白质纤维出现损伤和脱髓鞘改变，这为理解AD的病理生理机制提供了微观层面的证据。

磁共振波谱成像（MRS）方面，国外研究深入探究了AD患者脑内代谢物的变化。如Miller等通过对AD患者海马、颞叶等区域的MRS分析，发现N-乙酰天门冬氨酸（NAA）水平降低，胆碱复合物（Cho）、肌醇（mI）水平升高，这些代谢物的变化反映了AD患者神经元损伤、神经胶质细胞增生等病理过程，有助于早期识别AD患者脑内的代谢异常。

在功能磁共振成像（fMRI）领域，国外研究从静息态和任务态两个方面展开。Biswal等利用静息态fMRI技术，发现AD患者默认模式网络（DMN）内的功能连接减弱，尤其是后扣带回、海马等区域之间的连接受损，这与AD患者的认知功能障碍密切相关。任务态fMRI研究则通过设计特定的认知任务，观察AD患者在执行任务时大脑的激活模式变化，进一步揭示了AD患者大脑功能的异常。

国内在磁共振成像技术研究AD方面虽然起步相对较晚，但发展迅速，在多个新技术领域取得了显著进展。在动脉自旋标记成像（ASL）方面，刘颖等采用三维