阿尔茨海默病（
Alzheimer's disease，AD）是由脑完整性发生一系列变化所引起、以进行性认知功能障碍和记忆力损害为特征的神经退行性疾病，其病因和发病机制尚不十分明确。预计至2050年，全世界AD患者将多达2660万。
AD的神经病理特征包括神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFTs）和β淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）斑块形成。最新的阿尔茨海默病诊断标准指出，AD是包括轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment,MCI）在内的连续病程，MCI是AD的前驱形式，以神经认知功能障碍为特征，但未达到痴呆的程度，功能障碍较轻。AD包括病理生理学阶段和临床阶段，且病理改变开始时间较临床症状出现时间约早10年甚至更长。
目前尚无治愈
AD的方法，对症治疗的疗效也很有限，因此早期诊断对选择优化治疗和判断预后具有重要意义，与临床资料相关的影像学检查可能有助于确定AD的潜在机制和治疗目标。MRI是诊断和评估AD的重要影像学方法，近年来发展迅速。本文就AD患者脑结构、血流灌注、代谢以及功能等MRI改变逐一进行综述，以期在疾病早期对其进行诊断，并在此基础上进行临床干预，进而改善患者的预后。
脑体积及皮层厚度改变
随着生理性老化，灰质（
grey matter，GM）和白质（white matter，WM）的体积缓慢下降，而这种萎缩进程在AD患者中会加快。
1灰质萎缩
2011年国家AD 型痴呆（AD dementia，ADD）和MCI老化标准研究所将海马萎缩纳入AD的诊断标准。Oosterman等发现弥漫性海马萎缩与AD患者的执行功能和记忆缺陷有关。并且Li等的研究表明随着疾病的进展，在颞中回、海马旁回及梭形回均存在GM体积丢失。在临床前AD患者中，海马和内嗅皮质体积以及海马和海马旁厚度与言语记忆有关。Jagust等的研究结果显示，AD患者内侧颞叶（medial temporal lobe，MTL）体积减少与记忆衰退之间存在关联。随着疾病进展，MCI和ADD患者可出现言语和记忆功能的恶化，且与海马体积和MTL厚度的下降有关。Bonner-Jackson等发现，遗忘型MCI（amnestic MCI，aMCI）患者中视觉和记忆功能与海马体积有关。对海马亚区的研究表明，aMCI和ADD患者中海马海马CA1区体积下降与回忆能力显著相关。上述脑区的萎缩和变薄都与记忆力下降有关。随着时间的推移，部分患者由MCI进展为AD，这类患者中额下回的体积减少与言语记忆功能的下降有关，提示颞外受累可能是疾病进展的一项预测因素。
2白质完整性改变
虽然
AD主要与GM体积丢失相关，但伴随的WM变化在认知表达中仍然起到重要作用。描述大脑WM完整性的扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）参数通常在AD患者中存在变化，全脑各向异性分数（fractional anisotropy，FA）值可能是反映疾病严重程度的整体标志，但并非特征性的量化指标。Westlye等发现在APOEε4载体中，MTL的白质完整性的丧失与较差的记忆力表现具有相关性。Zhuang等的研究表明，反映MTL的WM完整性的其它因素也可作为2年内由CNC转换为MCI的预测因子，这可能被用作早期诊断的生物学标志物。MTL的WM体积和完整性与MCI和AD患者的记忆功能持续呈正相关。Patric等发现MCI患者中楔前叶WM体积减少也与记忆力下降相关。除了这些WM体积和完整性变化之外，Motonobu等报道，MCI患者的双侧脑室周围区域的白质高信号（white matter hyperintensities，WMHs）数量增加，表明血管损伤增加，其与患者的回忆能力较差可能具有相关性。
Capizzano等的研究结果显示，与对照组相比，AD患者的WMHs数量更多，其中大部分位于额叶。这表明AD患者脱髓鞘和轴突丧失较正常人群显著增加。van Straaten等研究证实脑室周围WMHs可预测患者MCI至AD的进展，即WMH评分增加1分，转换风险增加59％。
灰白质微结构改变
Sexton等发现在AD患者中，包括海马体在内的额叶、枕叶、顶叶和颞叶内均存在平均扩散率（mean diffusivity，MD）的升高，扣带回、胼胝体、上外侧束和钩状束的FA值减低。Brueggen等发现基底前脑MD值升高可能增加MCI进展为AD的风险，并且FA和MD值的异常与记忆和执行功能障碍有关。
Falangola等首次证实与对照组相比，AD组及MCI组的白质微结构扩散峰度指标异常，表现为AD组中前额叶白质、颞叶白质、胼胝体膝部和放射冠的平均扩散峰度（mean kurtosis，MK）和径向扩散峰度(radial kurtosis，Kr)值明显降低；MCI组中前额叶白质的MK和Kr值降低，并且放射冠区的所有峰度指标［MK，Kr和轴向峰度 (axial kurtosis，Ka)］ 值均降低。胡瑞等对脑灰质核团的研究发现，与对照组相比，AD 组尾状核头的MK值、黑质的峰度指标（MK、Ka 和Kr）升高，丘脑的峰度值及齿状核的Ka 值减低；MD值在丘脑、尾状核头、壳核、红核和齿状核中明显升高，轴向扩散系数（axial diffusivity，Da）值在丘脑、尾状核头、壳核、苍白球、齿状核中明显升高，尾状核头、苍白球及齿状核的径向扩散系数（radial diffusivity，Dr）值升高；苍白球和黑质的FA值显著减低，而尾状核头、红核和齿状核的FA值显著升高，因此推断出AD患者灰质核团存在微结构的病理性改变。上述结果表明，峰度参数更有助于AD的早期诊断和进展评估，是更为可靠的生物学标志物。
血流灌注变化
Fleisher等发现在临床前AD患者中可检测到MTL的脑血流量（cerebral blood flow，CBF）减少。Mak等发现AD和MCI患者的后扣带回（posterior cingulate gyrus,PCG）、前叶、枕叶、颞叶和顶叶皮质区以及AD患者的额叶、眶额皮质以及海马区存在低灌注；与MCI患者相比，除了丘脑和颞中回结构（包括海马和杏仁核）之外，AD患者的颞叶、顶叶、额叶和眶额区皮层的CBF显著下降。与健康老年人比较，MCI患者与认知功能相关的脑区血流灌注存在明显差异。Dai等研究发现在MCI患者的基底节、杏仁核和海马区以及AD患者的前扣带回，CBF的增加是有限的，这表明脑内有脑血管损伤的代偿机制。Chao等提出除认知功能恶化外，局部低灌注还与MCI发展至AD的进程具有相关性。动脉自旋标记（arterial spin labelling，ASL）技术脑灌注成像可将AD与血管性痴呆（vascular dementia,VaD）、路易体痴呆（demenia with Lewy bodies,DLB）和额颞区痴呆（frontotemporal dementia，FTD）区分开来：与VaD患者比较，AD患者的额叶和颞叶的CBF显著降低；虽然DLB患者的大脑内存在广泛的低灌注，但不包括颞叶区域。相比较而言，颞叶和额叶区域的CBF降低分别为AD和FTD的特征性表现。
代谢物的变化
1细胞特异性代谢物的变化
Duffy等研究证实，AD患者的大脑内N-乙酰天冬氨酸（N-aceytl aspartate，NAA）水平下降，反映了脑内成熟神经元的丢失或功能障碍。此外，在MCI和AD患者中，脑内肌醇（myo-inositol，MI）水平升高，反映了胶质细胞的活化。Jahng等研究表明NAA水平随年龄和AD的进展而降低，且AD患者的NAA和肌酸（creatine，Cr）浓度最低，其次是MCI患者，而在年轻的认知正常者中PCG /楔前叶区域中浓度最高，这些结果提示，神经功能障碍的增加和胶质细胞的激活在MCI和AD中言语记忆的恶化中起着一定的作用。升高的谷胱甘肽（glutathione，GSH）水平和记忆力下降提示MCI的早期补偿。临床上，NAA减少可预测痴呆和认知功能障碍，且NAA/Cr和NAA/MI可鉴别AD和VaD，谷氨酸和谷氨酰胺（glutamine and glutamate complex，Glx）/Cr可鉴别DLB和AD。Su等发现，AD患者的Glx/Cr比VaD患者低，但比DLB患者高。这些分子可能是追踪疾病进展的标志物，未来的纵向研究应调查特定区域内这些分子水平与认知衰退的相关性。
2大分子蛋白含量的变化
Kucharczyk等发现在人类的大脑内磁化传递交换由髓磷脂控制。Harrison等的研究结果表明，前向交换率（kf）等其它磁化转移指数对代谢和炎症因子较敏感。既往研究中发现AD和MCI患者的大脑内存在磁化转移异常。有研究证实这些异常与整体认知功能的改变有关，一般用髓鞘损伤来解释这一异常。然而，最近一项基于定量磁化转移的研究结果表明，kf是对AD最敏感的参数，在AD患者的关键大脑区域，如海马、PCG、颞叶和顶叶，存在kf值的降低，这些变化可能反映了AD患者中常见的与神经元变性有关的线粒体功能障碍。肌醇被认为是胶质细胞增生的标志，Haris利用肌醇化学交换饱和转移（myo-inositol chemicalexchange saturation transfer,MICEST）技术对APP-PS1转基因小鼠模型进行扫描，发现其脑内MICEST值比野生对照组高50%，这与通过质子光谱检测的肌醇含量的结果是一致的。Wang等发现，与健康人群比较，AD患者双侧海马的氨基质子转移加权（amide proton transfer weighted，APTw）信号强度显著增高，且与简易精神状态量表评分之间呈显著负相关。AD患者脑内存在一些异常沉积的蛋白，如α-突触核蛋白、Tau蛋白、Ab寡聚体和TDP-43蛋白等，而异常沉积的蛋白可能导致AD患者双侧海马的APTw信号强度增加以及认知功能受损。因此，可以利用APTw信号强度增加的程度来进一步反映认知功能的受损情况。
3铁沉积变化
李思瑶等采用磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）技术中的相位值来评估AD患者与正常对照组脑内铁含量的差异，结果显示AD组双侧海马、苍白球、尾状核、黑质、右侧额叶皮质及左侧壳核的相位值较对照组明显降低，说明铁沉积量显著增加。董晨羽等研究证实AD组的左侧尾状核、右侧尾状核和右侧黑质的相位值较对照组显著降低，而且双侧尾状核和双侧黑质的相位值与简易智力状况量表（mini mental state examination，MMSE）评分呈正相关，进一步说明铁沉积越多，MMSE评分越低。丁蓓等发现AD患者穹窿及双侧扣带束后部区域的铁沉积与FA值减低存在显著相关性，由此说明铁的异常沉积可能是AD患者白质损伤的病因之一。Ding等发现AD 组双侧海马体部、内嗅皮质、额叶皮质、尾状核头部及壳核的相位值比对照组减低，进一步说明上述部位铁含量的增加。
功能连接改变
1临床前AD
具有
AD风险的个体即使在记忆缺陷发生之前也表现出血氧水平依赖性反应的变化。Han等研究表明临床前AD患者存在PCG和楔前叶激活减少，额叶激活增加，MTL过度激活，而Adamson等的研究结果显示，临床前AD者的APOEε4载体MTL处于低激活状态。Erk等在存在主观记忆障碍的个体中也观察到额叶过度激活。临床前AD中的这些激活模式提示这些区域内的补偿机制使得患者能在一定时间内维持正常的认知水平。
Quevenco等发现在APOEε4载体中，语言记忆下降与前后连接减少有关。Matura等研究表明语言记忆减退与左侧颞内侧回与默认模式网络（default mode network,DMN）和执行控制网络连接的减少有关。当情景记忆能力与DMN区域的结构变化有关时，基于任务的功能性磁共振成像显示该区域失活减少而且静息态功能磁共振显示这个网络的连通性下降，由此推测该网络在AD中发挥重要作用，并且可用于早期诊断。
2MCI和AD
