Academic Radiology：扩散峰度成像（DKI）在评价职业铝工人轻度认知障碍中的应用

众所周知，轻度认知障碍（MCI）是正常衰老和痴呆之间的一个过渡阶段。随着时间的推移，患有MCI的人会经历渐进式的认知能力下降以及人格和行为的改变。当记忆、推理、语言和视觉空间能力方面的认知障碍干扰了日常功能时，个人就诊断为痴呆。平均而言，每年有10%到15%的MCI患者可能发展为痴呆。然而，有些MCI患者的病情趋于稳定，甚至康复。目前，临床上对痴呆症还没有有效的治疗方法，然而，在MCI阶段的干预治疗将有助于维持或改善认知功能并减缓或阻止阿尔茨海默病（AD）的进展。因此，MCI的诊断对于延缓痴呆症的发生和发展具有重要的意义。

多项研究表明，慢性高浓度铝（Al）引起的神经毒性与铝在大脑中的积累有关。Lu等学者表明，铝暴露组的MCI率（18.2%）明显高于对照组（5.7%）。最近对暴露于铝的动物的研究显示，铝在海马体的积累、Ab的弥漫性斑块的积累以及学习和记忆障碍，后者是AD或相关疾病的标志。

目前，各种神经影像学技术已被临床应用于MCI相关研究，为MCI的早期诊断、疾病监测和结果评估提供了宝贵的信息。弥散张量成像（DTI）通过检测白质纤维的完整性和损伤，在分析白质的微观结构变化方面发挥了重要作用。在MCI的颞叶、海马、胼胝体、扣带回和穹窿中观察到MD的明显增加和FA的减少。然而，Stahl等人观察到两组之间的DTI参数没有差异。结果的不一致可能是由于DTI无法准确描述复杂结构中水分子的非高斯分布。此外，由于组织结构和细胞成分的复杂性，DTI不能准确描述组织微结构的复杂性。

扩散峰度成像（DKI）作为DTI的延伸，可以更准确地反映复杂生物结构中交叉神经纤维的形状。与DTI相比，组织结构的空间方向对DKI的限制较小，所以DKI可以描述水分子在相对均匀的组织中的扩散情况，这是DTI无法比拟的。DKI可以在传统成像技术检测到微结构变化之前检测到这些变化，这也是它优于DTI的原因。

近日，发表在academic radiology杂志的一项研究探讨了DKI在暴露于铝的工人MCI中的诊断价值，并探讨了DKI与认知表现和血浆铝浓度的关联，为区分MCI和NC提供了定量的影像生物标志物，同时评估了认知障碍的严重程度。

在本研究中，有28名MCI患者和25名Al厂的NC患者被纳入最终研究，所有受试者都接受了常规MRI和DKI扫描。测量了海马、黑质、红核、丘脑、前扣带回、胼胝体基部和嵴、额叶、顶叶和颞叶的平均峰度（MK）、轴向峰度（Ka）、径向峰度（Kr）、平均扩散性（MD）和分数各向异性（FA）参数。为了比较两组之间的参数，研究采用了曼-惠特尼排名和检验。使用Spearman相关分析法分析了参数值与认知表现和血浆Al浓度的相关性。采用接受者操作特征（ROC）曲线和Z-cores来评估每个参数的诊断效果。 

与NC组相比，MCI组的MK、Ka、Kr和FA值明显下降，而MD值明显上升（P<0.05）。对于MCI的诊断，右侧海马的MK显示最大的AUC（0.924）。MK、Kr、MD和FA值与蒙特利尔认知评估（MoCA）得分相关，右侧海马的MK值与MoCA得分的相关性最大（r=0.744，P<0.001）。MCI组的血浆Al高于NC组，尽管两组之间的血浆Al没有明显差异（P=0.057）。DKI参数和血浆Al之间没有相关性。 

 图 A-F：一名46岁的MCI患者。右侧海马体积在3D-T1WI（A）上显示轻微萎缩，在MK（B）、Ka（C）、Kr（D）和FA（F）图上减少，在MD（E）图上增加。G-L：一名49岁的男性NC患者。右侧海马体积在3D-T1WI（G）上显示轻微萎缩，在MK（H）、Ka（I）、Kr（J）和FA（L）图上增加，在MD（K）图上减少

研究数据显示，DKI方法是区分MCI和NC的一个敏感的影像生物标志物，可以初步评估暴露于铝的工人的认知障碍的严重程度。其中，右侧海马的MK似乎是最好的独立预测因素，且认知能力下降的机制是铝暴露研究的一个重要内容。本研究表明，DKI技术可以为MCI的诊断提供有价值的影像学信息。

原文出处：

Wenji Xu,Xiangru Sun,Haoru Jiang,et al.Diffusion Kurtosis Imaging in Evaluating the Mild Cognitive Impairment of Occupational Aluminum Workers.DOI:10.1016/j.acra.2022.12.003