MRI在帕金森氏病中的应用于

2022-02-14 11:40:15 来源:
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神经衰弱氏病(Parkinson's disease,PD)的诊断主要依据临床特逆而非检查和动物记号物。PD常会用的检查和应该用最主要PET、SPECT,但传统MRI的临床最常应该用实现。然而,随着构造和实用机制性影像应该用的进步,MRI也可检查到PD的变动,并能识别PD和其它神经衰弱syndrome。

神经元影像的动物记号物应该可在当中枢神经元系统设计内,最主要神经纤维(substantia nigra,SN)、中枢神经系统设计干、基底节和大中枢神经系统设计视网膜,检查显露中期的神经元病变变动,有助中期诊断,且与性疾病的的网络涉及可系统对性疾病正常会人。新近MR游离和影像统计分析应该用的改善仍未图形SN或其它中枢神经系统设计干反应该器团,系统对显露大中枢神经系统设计视网膜损坏的变动(如尺寸、存量和棕质电导率)。

分析方法有影像应该用最主要弛豫时间、静电极端存量化光学、辐射和静电化发送到光学(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可口碑中枢神经系统设计浸入正常会人,静电共振发射光谱统计分析(MR spectroscopy,MRS)可口碑中枢神经系统设计葡萄糖正常会人,中枢神经系统设计中枢神经系统设计细胞拉伸讫踪光学可视以数据统计分析组织学通往机制性,有规律可逆实用机制性MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD病患者中枢神经系统设计实用机制性通往的变动发放了新近视角。

现阶段,Ther Adv Neurol Disorders周刊发表综述,回顾了构造机制性光学、铁质承受分析报告及其它分析方法有应该用(如MT和辐射光学)、浸入光学、静电共振发射光谱统计分析、构造和实用机制性神经元屡屡分析报告等新近兴MRI 应该用及其在PD当中的最常应该用,总结见表1和所示1。

表1. MRI应该用

方法有

应该用

资讯

PD变动

构造机制性

T1-w, T2-w, IR, MT

动物学探测

SN:存量变动各异;大中枢神经系统设计视网膜:存量和尺寸轻度上升

神经元色素

自旋反射光 T1-w

含色素神经元细胞光学

频率强度西移动

静电化发送到光学

有MT振幅的影像(MT),无MT振幅的影像(M0)

脱机械性的以往,轴突电导率

MT%-上升(MTR = M0 – MT/M0)

弛豫时间

T2/T2*

肾上腺素铁质含存量

T2/T2*上升,R2/R2*降低

静电极端-存量化光学

时像影像

肾上腺素铁质含存量

因铁质承受而降低的极端度

辐射光学

DTI

流含水动物的组织内的辐射

FA上升

中枢神经系统设计细胞讫踪光学

DTI

拉伸束特异机制性扩建

通往的显然机制性上升

实用机制性光学

有规律可逆BOLD fMRI

中枢神经系统设计的网络的实用机制性通往

感觉社会活动区里FC上升,求助大中枢神经系统设计视网膜FC降低

MR发射光谱统计分析

1H MRS

NAA, Cho, mIns, GABA, Glx, GSH, lactate

酪氨酸有上升的近年来

31P MRS

能存量葡萄糖:ADP, PCr/ATP

当轴突ATP上升

浸入

ASL

rCBF

大中枢神经系统设计视网膜上升,基底节改变各异

注释:1H MRS, MR分析化学统计分析;31P MRS,MR锌谱统计分析;ADP,二锌酸丝氨酸;ASL,绕圈食道和当中子记号浸入影像;ATP,三锌酸丝氨酸;BOLD,泌尿系统流高水平依赖于机制性;Cho,含中枢神经中间体;DTI,辐射张存量光学;FA,各向异机制性分数;FC,实用机制性通往;Glx,乙酰-谷氨酰胺;GSH,乙酰;IR,翻转回复;mIns,甘油;MTR,静电化发送到%-;NAA,N-甘氨酸天冬氨酸;rCBF,外匀分布中枢神经系统设计血流;PCr,锌酸肌酸;T2,T2弛豫时间;T2*,梯度反射光T2驰豫时间;T1-w,T1存量化;T2-w,T2存量化;R2,T2弛豫相对速度;R2*,T2*弛豫相对速度。

所示1.PD数据统计分析改用的MRI方法有。大中枢神经系统设计视网膜:基于体素的应该用、大中枢神经系统设计视网膜尺寸探测和浸入光学。中枢神经系统设计通往机制性:实用机制性通往改用rs-fMRI,构造机制性通往改用中枢神经系统设计细胞光学。神经纤维(黄圈):辐射光学应该用(FA降低)、弛豫(R2*降低提讫铁质承受降低,静电极端存量化光学)、静电化发送到光学率(上升)和MR发射光谱统计分析。基底节:数据统计分析显讫FA、R2* 或MTR无变动或轻度变动。黑纹(Locus coeruleus):神经元色素光学讫频率强度上升。

一、 构造机制性影像

1. 中枢神经系统设计区里图形和西区里应该用

图形基底节和大中枢神经系统设计视网膜的MRI萘反应该器糖反应该器酸

传统的贴所示T1存量化(T1-w)萘反应该器糖反应该器酸可清楚显讫大中枢神经系统设计视网膜棕中枢神经系统设计细胞的对比及部分基底节构造;但对PD涉及构造(SN、下感觉神经干反应该器团、苍白球、红反应该器)的对比较欠。而这些PD涉及构造因矿物质质存量较高,避免T1较较长,对比度上升;T2-w和 T2*-w萘反应该器糖反应该器酸对口碑铁质承受偷偷地有优势,可降低对比度。

静电极端存量化光学(Susceptibility-weighted imaging,SWI )应该用改善了对骨骼肌内有机质的极端机制性和SN的可视以往。和当中子电导率和较长TI翻转回复影像、MT应该用(MT振幅可降低SN与邻近中枢神经系统设计细胞的对比)等也可达到相似的特性。不断更是新近的7T MRI应该用降低了静电场,改善了空间内对比度和对比度,一时间基底节外观极其清晰。

传统贴所示T1-存量化萘反应该器糖反应该器酸可较好显讫大中枢神经系统设计视网膜的组织学,对棕中枢神经系统设计细胞的对比度较高。

西区里和存量计算

就其构造如SN,常会为手动刻画外观和西区里。一些大中枢神经系统设计视网膜区里域(如海马、纹状体和感觉神经干)也可视手动西区里,但大中枢神经系统设计视网膜的棕中枢神经系统设计细胞变动比较好改用不依赖于操作者的启动时西区里应该用。这些启动时应该用最主要基于体素的、基于熔体的、和基于张存量的动物学统计分析、大中枢神经系统设计视网膜尺寸和反应该器团探测。

基于体素的动物学统计分析(Voxel-based morphometry,VBM)是一项一个通用的应该用,对棕质和中枢神经系统设计细胞的区里别十分极端,可发放棕质电导率和存量等参数,但对的组织改变不偷偷地有特异机制性。基于熔体的和基于张存量的动物学统计分析可分别为的组织发放总括和外匀分布的资讯,全部都是软件可探测大中枢神经系统设计视网膜尺寸、表面和斜率。

2. PD病患者存量和形可逆的变动

神经纤维

SN存量的探测常会改用手动西区里。与正常会人人群相比,PD病患者SN存量降低或抬高外有美联社,这种各异机制性显然是由于软件试验的欠男女而致。

首先,考虑到SN是个就其的构造,因此存量探测的各异机制性十分巨大;其次,对比度的欠男女也可避免SN外观的变动;第三,基于中枢神经系统设计细胞光学和组织学通往变动的应该用完全有所不同于其它构造机制性方法有;最后,7T光学讫PD的SN存量降低,可表述该区里域内铁质承受的降低。

翻转回复应该用可视于后侧SN的探测,而的组织学数据统计分析当中尾状反应该器和后侧SN的激素神经元元易发生退行机制性变。超高场MRI的空间内对比度更是高。

总体来说,尽管PD病患者SN存量的改变各异,数据统计分析的可重复机制性欠。

其它基底节构造和中枢神经系统设计干反应该器团

PD病患者中枢神经系统设计干存量的总括探测和停滞率、基底节总括存量常会无变动。神经元黑色感机制性光学显讫,PD病患者黑纹的频率强度比相异组上升,解读显露含色素神经元元的归因于;且频率强度的上升与较慢动眼期REM的肌张力低下涉及,提讫该区里域的损坏与较慢动眼期使用暴力心理障碍的病变生理有关。

大中枢神经系统设计视网膜

轻度本质心理障碍可考30%的非痴呆PD病患者,是成效为痴呆的显然位点。PD病患者的本质心理障碍最主要注意力、执行者机制、视空间内和知觉缺损。执行者机制显然与感觉神经干-大中枢神经系统设计视网膜下区里域激素机制心理障碍有关;痴呆显然与后上端和额叶大中枢神经系统设计视网膜的最常停滞、Lewy小体或阿尔茨海默病白斑基岩、以及非激素神经元递质机制心理障碍(如中枢神经能缺损)涉及。而构造机制性MRI可检查PD病患者的大中枢神经系统设计视网膜变动。

本质机制清晰的非痴呆PD病患者的感觉神经干大中枢神经系统设计视网膜,或更是最常的小脑、额叶、枕叶的形可逆可为正常会人或轻度变动;额-额叶的大中枢神经系统设计视网膜停滞可更是快性疾病的的的网络。与此只不过,轻度本质负面影响且有痴呆的PD病患者,大中枢神经系统设计视网膜停滞尤甚,海马和顶-额叶大中枢神经系统设计视网膜的停滞可假设本质上升。

除了本质负面影响和痴呆,PD的其它非社会活动病逆(情绪心理障碍、人格病逆、听觉消退和REM心理障碍)也与特定中枢神经系统设计部神经元的网络的构造变动涉及。譬如,PD病患者的人格病与底部系统设计(内侧额叶和眶额大中枢神经系统设计视网膜)、丘肾上腺素背侧的构造变动有关;视幻觉与底部系统设计、旁底部区里和新近大中枢神经系统设计视网膜区里的停滞涉及;听觉心理障碍与听觉区里(梨状大中枢神经系统设计视网膜和杏仁反应该器)的棕质停滞涉及。

3. 其它神经衰弱性性疾病动物学和频率的变动

中枢神经系统设计桥和当轴突的存量MRI可识别PD与其它神经衰弱性性疾病如进行机制性反应该器上瘫(progressive supranuclear palsy,PSP)、神经衰弱相异多系统设计停滞(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。

PD的构造变动比较细微;而PSP则为中枢神经系统设计干、基底节和大中枢神经系统设计视网膜的最常停滞,尤其是当轴突的停滞可显露现特异机制性的“火烈鸟逆”或“蜂鸟逆”,改用VBM统计分析,可见棕、中枢神经系统设计细胞的降低。而在MSA-P当中,颗粒反应该器(背后侧区里低电导率、底部高电导率)、中枢神经系统设计桥(十字逆)、大中枢神经系统设计皮质当中脚(T2像高电导率)和大中枢神经系统设计皮质可见停滞和频率变动。

PSP病患者当轴突变大,大中枢神经系统设计皮质上部停滞;而MSA-P病患者的中枢神经系统设计桥降低,大中枢神经系统设计皮质当中部停滞,VBM统计分析显讫大中枢神经系统设计视网膜亦有停滞。

二、铁质承受

铁质承受可改用T2 and T2*弛豫时间及新近兴的SWI应该用分析报告。T2弛豫时间为MRI萘反应该器糖反应该器酸当中发射振幅扰动后流水静电化平衡的时间常会数,R2弛豫时间率为1/T2,T2弛豫时间举例来说的组织的成分和分子构造。横向弛豫时间T2*对静电场宏观和物理现象的不外一十分极端,宏观不外一与硬件条件不足以或的组织交界的静电极端梯度有关,物理现象不外一与的组织微构造有关。

一些数据统计分析显讫,T2/R2和T2*/R2*弛豫相对速度可非侵入机制性分析报告灵长类或人类尸首的铁质含存量。值得注意改用的绝热振幅萘反应该器糖反应该器酸(T1ρ and T2ρ)可改善弛豫时间应该用。

铁质承受的变动也可避免的组织时相的改变,该特机制性一时间SWI应该用可分析方法有铁质承受。

PD病患者的铁质承受降低,T2/T2*/绝热T2ρ弛豫时间上升,R2/R2*弛豫相对速度降低,但也有一些数据统计分析观察到T2无变动。R2*变动主要可考后侧SNc,此处也是细胞归因于的主要指甲。SN的R2*变动与UPDRS社会活动分数和每日左旋多巴等效施打有关。在PSP和MSA-P病患者当中,T2弛豫时间变动的区里域更是广,最主要纹状体和GP,

三、其它分析方法有化的动物记号物

除了弛豫时间和弛豫相对速度都是,其它的分析方法有动物记号物最主要静电化发送到%-(MTR)和辐射机制性参数(如各向异机制性分数FA和大约辐射度MD。

1. 静电化发送到

MT影像举例来说高度转化可逆和当中子(如与大分子通往的和当中子、流水等移动的和当中子)中间的能力发送到。与大分子通往的高度转化可逆和当中子可可考机械性等构造内,因此MT与机械性化的以往以及轴突电导率涉及,可最常应该用于多发机制性硬化。MT的存量化参数为MTR,数据统计分析表明PD病患者SN和基底节的MTR上升。

2. 流水辐射

辐射MRI应该用对动物的组织内的流水辐射极端,可发放分子以前面(一般说来忽略不计和大约扩散度)、辐射朝著(各向异机制性分数)、沿主要辐射朝著的辐射特机制性(径向或侧向辐射)和垂直于主要辐射朝著的辐射特机制性(横向辐射)等参数。在细胞流高水平,细胞膜、机械性、侧向的微丝和细胞骨架等构造可避免辐射的各向异机制性。径向辐射机制性的变动解读了轴索损坏,而径向辐射机制性的变动解读显露机械性损坏。

PD病患者的SN,辐射朝著变动(大多数据统计分析美联社中期PD病患者的各向异机制性上升);分析方法有非高斯流水辐射的辐射岩也有变动;只不过,大多PD病患者的辐射机制性无变动。一些数据统计分析表明SN的FA上升与临床病情以往负涉及。而纹状体的辐射机制性常会为正常会人,但也有数据统计分析显讫PD病患者纹状体和感觉神经干的辐射机制性降低。

辐射机制性影像也可识别PD与其它神经衰弱性性疾病。在PSP当中,基底节、当轴突、大中枢神经系统设计皮质上脚、当正中央以前中枢神经系统设计细胞和总中枢神经系统设计细胞的辐射机制性降低;在MSA-P当中,颗粒反应该器、桥中枢神经系统设计和大中枢神经系统设计皮质当中脚的辐射机制性降低,各向异机制性上升,颗粒反应该器的MTR上升。

3. 改用分析方法有动物记号物识别诊断神经衰弱性性疾病

一些数据统计分析提讫,R2*转化FA可更是好的识别PD与有益老年人,总精准度高于95%。在PSP当中,基底节、当轴突、大中枢神经系统设计皮质上脚、中枢神经系统设计细胞的辐射机制性抬高,T2弛豫时间上升。在MSA-P当中,颗粒反应该器、桥中枢神经系统设计和大中枢神经系统设计皮质当中脚的辐射机制性降低,各向异机制性上升;时相-对比静电极端光学应该用和弛豫时间显讫,颗粒反应该器的铁质基岩降低。

4. 中枢神经系统设计细胞束讫踪和组织学通往机制性

中枢神经系统设计细胞束讫踪光学应该用基于流水辐射的各向异机制性而扩建肾上腺素拉伸束构造,体素辐射的主要朝著提讫中枢神经系统设计细胞拉伸的朝向。改用此应该用,可计算某一特定拉伸束的辐射机制性探测参数(MD、FA)和神经元通往机制性探测(如中枢神经系统设计细胞束的数目或两个中枢神经系统设计区里间通往的显然机制性),还可对SN和基底节进行西区里。

在PD当中,SN与同侧颗粒反应该器、感觉神经干中间的通往机制性上升,基底节感觉社会活动相交的通往机制性也上升,SN亚区里的启动时辐射西区里应该用显讫,PD病患者的SNr和 SNc停滞。

四、浸入影像

非侵入机制性的绕圈食道和当中子记号应该用(arterial spin labelled,ASL)可口碑肾上腺素浸入正常会人,可作为PET或SPECT应该用的替代。ASL应该用何总,食道内的流水被射频辐射应该用记号上电静电,因此可分析方法有口碑中枢神经系统设计血流。

与有益相异相比,PD病患者大中枢神经系统设计视网膜的浸入上升,基底节的浸入保留或上升,感觉社会活动区里的浸入保留,且浸入的方式与PET萘的葡萄糖变动涉及。

五、葡萄糖机制性动物记号物

MR分析化学统计分析(1H MRS)可发放肾上腺素酪氨酸(譬如,神经元元数存量和有益的记号物N-甘氨酸天冬氨酸、作为渗透压或星形胶质细胞上皮细胞的记号物甘油、与中枢神经系统设计病变变动有关的尿素、乙酰、神经元递质如乙酰/谷氨酰胺或GABA)的涉及资讯。酪氨酸的流高水平可视其与肌酐和锌酸肌酐总存量的比值、或绝对施打来表讫。MRS对静电场外一机制性和脂质伪频率(当检查区里域接近头颅骨时)高度极端。因此,由于所处以前面较深、外观小、矿物质质高,人类SN的MRS检查较难。

改用1H-MRS,已有美联社在3T静电场下酪氨酸变动,乙酰、N-甘氨酸天冬氨酸和乙酰有上升的近年来,含中枢神经中间体有降低的近年来;但在更是高静电场4T或7T下未见PD病患者SN的显著变动。MR锌谱统计分析(31P MRS)可系统对肾上腺素的能存量葡萄糖,PD病患者可见出现异常会的锌酸葡萄糖,提讫当轴突纹状体神经元元线粒体机制出现异常会。

六、实用机制性通往

泌尿系统流高水平依赖于的fMRI(BOLD),最初被其设计用于检查肾上腺素任务涉及频率的变动,但在有所不同中枢神经系统设计区里实用机制性通往当中的数据统计分析也迅速增多。有规律时空间内远隔区里域的fMRI频率瞬时可暂时涉及,改用种系统设计浓缩数据统计分析显讫,PD病患者有规律中枢神经系统设计的网络的机制言和出现异常会:基底节和大中枢神经系统设计视网膜、大中枢神经系统设计皮质中间,STN和大中枢神经系统设计视网膜社会活动区里、以前社会活动区里的神经元通往有变动,变动主要位于感觉社会活动相交,实用机制性偶联上升,而实用机制性通往降低。

本质无损坏的PD病患者,默认方式系统设计也显露现出现异常会的机制通往,与知觉、视空间内试验当中的本质机制涉及。未病患的PD病患者,必需社会活动区里县市显露频率瞬时上升,而左旋多巴可增强该区里域的实用机制性通往。有规律可逆BOLD瞬时的变动可假设PD的显露现。

实用机制性通往的变动因PD有所不同的病逆而异,譬如,抽动与STN和初级感觉社会活动区里通往的降低涉及,也与基底节和大中枢神经系统设计皮质-感觉神经干相交中间出现异常会的机制言和涉及;而情感淡漠与眶额回、必需社会活动区里和当中感觉神经干中间出现异常会的实用机制性通往涉及;只不过,人格病与亚属箍偷偷地视网膜实用机制性通往的变动涉及。以前社会活动大中枢神经系统设计视网膜低频BOLD频率耦合幅度的降低可假设病患者的社会活动观感。

在PSP病患者当中,rsfMRI显讫当轴突被盖的背侧和大中枢神经系统设计皮质、当轴突、基底节和大中枢神经系统设计视网膜中间通往受扰,且与重度的机制心理障碍涉及。另一项数据统计分析发现,感觉神经干和纹状体、必需社会活动区里和大中枢神经系统设计皮质中间的通往当暂时中止。

整体而言,有规律可逆fMRI的数据统计分析提讫,PD病患者激素的耗竭可引发肾上腺素通往的扩建,主要影响感觉社会活动相交和感觉社会活动整合,这种神经元通往的扩建受左旋多巴的调节,与社会活动病逆和非社会活动病逆中间的关联相异。PSP病患者的rsfMRI显讫中枢神经系统设计干和感觉神经干通往机制性的上升与临床机制观感涉及。

七、小结

在无论如何十几年当中,PD检查和数据统计分析关注于整合性疾病的的网络动物记号物的分析方法有应该用。辐射光学、T2*弛豫时间和MT等多项应该用显讫显露SN的病变变动,MRI可发放PD病患者中枢神经系统设计部组织学通往和实用机制性通往的变动,系统对性疾病成效,检查临床以前病患者或有的发展成PD显然病患者(如较慢动眼REM期使用暴力变动的病患者)的中枢神经系统设计部变动。

然而,上述应该用仍缺少一个通用的方法有(尤其是从影像当中浓缩分析方法有资讯的方法有)和大型侧向队列数据统计分析的验证。

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编辑: neuro202

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