專題討論8:失智症:診斷、治療、照護的新進展
      Dementia – Updates on Diagnosis, Treatment and
     Care

程 序 表

S8-2
MRI在失智症診斷的新進展
曾文毅
臺大醫療器材與醫學影像研究所

  近年來有兩個由MRI發展出來的新技術能夠反映失智症前驅期的腦結構變化,很有潛力成為早期預測失智症的影像標記。一個是膠質淋巴系統(glymphatic system)造影,一個是腦齡預測技術。(一)膠質淋巴系統是一個新近發現的大腦輸送系統,透過膠質細胞貼附在動脈周圍間隙(para-arterial space)之aquaporin-4(AQP4)通道,將腦脊髓液(cerebrospinal fluid)從在蜘蛛膜下腔(subarachnoid space)推送到腦細胞間隙,與間隙液(interstitial fluid)進行交換。間隙液再透過AQP4通道進入靜脈周圍間隙 (para-venous space),最後排入頭頸部的淋巴系統離開大腦。膠質淋巴系統好像是大腦的下水道,排放廢物或導致細胞死亡的β-類澱粉蛋白及tau蛋白(β-amyloid and tau protein)。許多研究指出膠質淋巴系統的結構或功能失常,β-類澱粉蛋白及tau蛋白在腦內不易排出,可能加速日後的失智症發生。如何用MRI來偵測人腦的膠質淋巴系統呢?第一個實驗是由 Ringstad等人在2017年發表,他們在特發性常壓水腦症(idiopathic normal pressure hydrocephalus)病人的腦脊髓膜內注射MRI顯影劑,然後在一天內連續做數次MRI掃描,觀察顯影劑如何進入腦實質。他們證實顯影劑確實從蜘蛛膜下腔經由動脈周圍間隙,進入附近的腦實質,且顯示病人有明顯的腦室逆流以及腦實質延遲顯影的現象。但此種造影方式太具侵襲性,並不適合臨床使用。近來有一些團隊發展擴散磁振造影技術來測量膠質淋巴系統,結果似乎頗具潛力。(二)腦年齡(brain age)預測技術是利用機器學習或人工智慧訓練大量MRI腦影像資料,去建立一個腦年齡的預測模型。近年研究發現在許多精神或神經疾病都呈現腦年齡過高的現象,特別是在阿茲海默氏症(Alzheimer’s disease)的病人,腦齡過高的程度與失智的嚴重程度有關聯。另外,在輕度認知障礙(mild cognitive impairment)的病人中,腦齡越高日後轉變成失智症的機會也就越大。即使是認知功能正常的健康人,腦齡的高低也與十年後會罹患失智症的比例有關。還有許多研究發現身體的健康因子如糖尿病、抽菸、肥胖症、或過去曾罹患憂鬱症、腦創傷等,都會使腦齡增加,而這些因子又跟日後罹患失智症的風險有關。因此腦年齡可以作為一種腦的健康指標,使亞健康族群及早知道自己的腦健康狀況,及早矯正健康因子,遠離失智症。腦年齡也可以作為失智症的預後指標,預測MCI病人未來兩、三年內轉變成AD的風險,協助醫師區分風險較高與較低的族群,給予適當的介入治療。未來的發展是充分了解由不同MRI造影技術的影像所訓練出來的腦齡模型之差異性,並決定最佳的資料組合來建立預測模型。此外,是發展一種有效的轉移學習技術,將已建立好的模型迅速轉移到不同機型的資料上,以利模型的擴散。