MRI在帕金森氏病中的运用于

2022-02-07 07:09:57 来源:
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神经衰弱氏病(Parkinson's disease,PD)的病因主要依据诊疗特征伐而非医学扫描有机体标记物。PD最常用的医学扫描核心技术有数PET、SPECT,但传统文化MRI的诊疗系统对设计做到。然而,随着构造和特殊连续性扫描核心技术的进步,MRI也可样品到PD的改渐变,能够鉴别PD和其它神经衰弱综合征伐。

神经组织核扫描的有机体标记物不应可在中会枢神经组织核系统对内,有数小脑部(substantia nigra,SN)、脊髓、基底节和神经组织核节,样品显现出中期的神经组织核临床改渐变,有助中期病因,且与疟疾某种程度关的可追踪疟疾状况。新近MR超声和扫描深入研究核心技术的有所改善已经可已为化SN或其它脊髓核团,追踪显现出神经组织核节损伤的改渐变(如大小、发电需求量和灰质密度)。

定需求量扫描核心技术有数弛豫星期、磁力尖锐权重高分辨领军、星体和磁力化引导高分辨领军(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可评价脑部转化成状况,MRI能谱深入研究(MR spectroscopy,MRS)可评价脑部降解状况,脑部大脑皮质拉伸示踪高分辨领军可用以学术研究鉴定通往连续性,经最常连续性束缚态特殊连续性MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD症状脑部特殊连续性通往的改渐变给予了新近已为角。

未来会,Ther Adv Neurol Disorders杂志发列于综述,回老家顾了构造连续性高分辨领军、锰负担评估及其它定需求量核心技术(如MT和星体高分辨领军)、转化成高分辨领军、MRI能谱深入研究、构造和特殊连续性神经组织核接连评估等新近兴MRI 核心技术及其在PD中会的系统对设计,概括见列于1和图1。

列于1. MRI核心技术

工具

核心技术

的资讯

PD改渐变

构造连续性

T1-w, T2-w, IR, MT

系统对发育测需求量

SN:发电需求量改渐变各异;神经组织核节:发电需求量和大小轻度减少

神经组织核红细胞核

自旋回老家波 T1-w

含红细胞核神经组织核细胞核高分辨领军

频谱强度移向

磁力化引导高分辨领军

有MT正弦波的图像(MT),无MT正弦波的图像(M0)

脱骨骼肌的层面,树突密度

MT比领军减少(MTR = M0 – MT/M0)

弛豫星期

T2/T2*

肾上腺素锰含需求量

T2/T2*减少,R2/R2*减少

磁力尖锐-权重高分辨领军

时像图像

肾上腺素锰含需求量

因锰负担而减少的尖锐度

星体高分辨领军

DTI

中含水有机体其组织内的星体

FA减少

大脑皮质示踪高分辨领军

DTI

拉伸束特异连续性修复

通往的可能减少

特殊连续性高分辨领军

经最常连续性束缚态BOLD fMRI

脑部网络的特殊连续性通往

感觉文学运动一区FC减少,联络神经组织核节FC减少

MR能谱深入研究

1H MRS

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

特异连续性有减少的趋势

31P MRS

能需求量降解:ADP, PCr/ATP

中会脑部ATP减少

转化成

ASL

rCBF

神经组织核节减少,基底节渐转变各异

释义:1H MRS, MR质谱深入研究;31P MRS,MR钠谱深入研究;ADP,二钠酸腺苷;ASL,回老家旋颈动脉和中子标记转化成扫描;ATP,三钠酸腺苷;BOLD,血氧总体依赖连续性;Cho,含胆碱硫;DTI,星体张需求量高分辨领军;FA,热微波评分;FC,特殊连续性通往;Glx,谷氨酸-谷氨酰胺;GSH,甲硫氨酸;IR,翻滚完全恢复;mIns,肌醇;MTR,磁力化引导比领军;NAA,N-嘌呤天冬氨酸;rCBF,局部脑部血流;PCr,钠酸肌酸;T2,T2弛豫星期;T2*,梯度回老家波T2驰豫星期;T1-w,T1权重;T2-w,T2权重;R2,T2弛豫阈值;R2*,T2*弛豫阈值。

图1.PD学术研究有别于的MRI工具。神经组织核节:基于体素的核心技术、神经组织核节大小测需求量和转化成高分辨领军。脑部通往连续性:特殊连续性通往有别于rs-fMRI,构造连续性通往有别于大脑皮质高分辨领军。小脑部(黄圈):星体高分辨领军核心技术(FA降低)、弛豫(R2*减少定时锰负担减少,磁力尖锐权重高分辨领军)、磁力化引导高分辨领军领军(减少)和MR能谱深入研究。基底节:学术研究结果显示FA、R2* 或MTR无改渐变或轻度改渐变。黑纹(Locus coeruleus):神经组织核红细胞核高分辨领军示频谱强度减少。

一、 构造连续性扫描

1. 脑部一区可已为化和分一区核心技术

可已为化基底节和神经组织核节的MRI核酸

传统文化的图形T1权重(T1-w)核酸可明确结果显示神经组织核节灰大脑皮质的对比及外基底节构造;但对PD关的构造(SN、下脊髓核团、苍白球、红核)的对比很差。而这些PD关的构造因含锰需求量高,造成了T1较短,人眼减少;T2-w和 T2*-w核酸对评价锰负担较强压倒性,可减少人眼。

磁力尖锐权重高分辨领军(Susceptibility-weighted imaging,SWI )核心技术有所改善了对脑部其组织内矿物质的尖锐连续性和SN的可已为层面。和中子密度和短TI翻滚完全恢复图像、MT核心技术(MT正弦波可减少SN与邻近大脑皮质的对比)等也可达到相似的效果。最新近的7T MRI核心技术减少了电磁力场,有所改善了图形空间分辨领军和人眼,再加基底节线条愈来愈为清晰。

传统文化图形T1-权重核酸可很差结果显示神经组织核节的鉴定,对灰大脑皮质的人眼高。

分一区和发电需求量计算

微细构造如SN,最则有手动勾勒线条和分一区。一些神经组织核节一区外(如海马、纹状体和脊髓)也可用手动分一区,但神经组织核节的灰大脑皮质改渐变比较好有别于不依赖操作者的自动分一区核心技术。这些自动核心技术有数基于体素的、基于形渐变的、和基于张需求量的系统对发育深入研究、神经组织核节大小和核团测需求量。

基于体素的系统对发育深入研究(Voxel-based morphometry,VBM)是一项标准化的核心技术,对灰质和大脑皮质的一区别相当尖锐,可给予灰质密度和发电需求量等数值,但对其组织渐转变不较强特异连续性。基于形渐变的和基于张需求量的系统对发育深入研究可分别为其组织给予大体和局部的的资讯,另有该软件可测需求量神经组织核节大小、列于面和曲线。

2. PD症状发电需求量和形束缚态的改渐变

小脑部

SN发电需求量的测需求量最常有别于手动分一区。与正最常人群相比,PD症状SN发电需求量降低或大幅提高均有报道,这种各异连续性可能是由于工具学的差异而致。

首先,考虑到SN是个微细的构造,因此发电需求量测需求量的各异连续性相当巨大;其次,人眼的差异也可造成了SN线条的改渐变;第三,基于大脑皮质高分辨领军和鉴定通往改渐变的核心技术完全不同于其它构造连续性工具;最后,7T高分辨领军示PD的SN发电需求量减少,可解释该一区外内锰负担的减少。

翻滚完全恢复核心技术可用以末端SN的测需求量,而其组织学学术研究中会尾状核和末端SN的激素神经组织核元易发生退行连续性渐变。超高场MRI的图形空间分辨领军愈来愈高。

总体来说,尽管PD症状SN发电需求量的渐转变各异,学术研究的可重复连续性差。

其它基底节构造和脊髓核团

PD症状脊髓发电需求量的大体测需求量和停滞领军、基底节大体发电需求量最常无改渐变。神经组织核粉红色感连续性高分辨领军结果显示,PD症状黑纹的频谱强度比对照组减少,反映显现出含红细胞核神经组织核元的丧失;且频谱强度的减少与加速动眼期睡眠的肌张力低下关的,定时该一区外的损伤与加速动眼期道德上障碍的临床生理反不应有关。

神经组织核节

轻度知觉障碍最常见于30%的非痴呆PD症状,是的的发展为痴呆的不确定连续性q。PD症状的知觉障碍有数焦虑、执行新近功能、已为图形空间和清醒发育不良。执行新近功能可能与颞叶-神经组织核节下一区外激素新近失常有关;痴呆可能与后侧面和颞叶神经组织核节的广泛停滞、Lewy真核细胞或阿尔茨海默病淡褐色石灰岩、以及非激素神经组织核递质新近失常(如胆碱能发育不良)关的。而构造连续性MRI可样品PD症状的神经组织核节改渐变。

知觉新近功能完整的非痴呆PD症状的颞叶神经组织核节,或愈来愈广泛的顶叶、颞叶、中脑的形束缚态可为正最常或轻度改渐变;额-颞叶的神经组织核节停滞可加速疟疾的某种程度。与此相反,轻度知觉损害且有痴呆的PD症状,神经组织核节停滞愈来愈为严重,海马和顶-颞叶神经组织核节的停滞可得显现出结论知觉减少。

除了知觉损害和痴呆,PD的其它非文学运动症状(情绪障碍、美德症状、嗅觉减退和睡眠障碍)也与特定脑部部神经组织核网络的构造改渐变关的。譬如,PD症状的抑郁与边缘系统对(内侧颞叶和眶额神经组织核节)、脊髓内下侧的构造改渐变有关;已为幻觉与边缘系统对、旁边缘一区和新近神经组织核节一区的停滞关的;嗅觉障碍与嗅觉一区(梨状神经组织核节和杏仁核)的灰质停滞关的。

3. 其它神经衰弱症候群系统对发育和频谱的改渐变

脑部桥和中会脑部的发电需求量MRI可鉴别PD与其它神经衰弱症候群如进行连续性核上瘫(progressive supranuclear palsy,PSP)、神经衰弱渐变异多系统对停滞(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。

PD的构造改渐变较为细微;而PSP则为脊髓、基底节和神经组织核节的广泛停滞,相比较是中会脑部的停滞可显现出现特异连续性的“企鹅征伐”或“蜂鸟征伐”,有别于VBM深入研究,可见灰、大脑皮质的降低。而在MSA-P中会,鞘核(背末端一区群集、边缘高密度)、脑部桥(十字征伐)、皮质中会脚(T2像高密度)和皮质可见停滞和频谱改渐变。

PSP症状中会脑部渐变大,皮质上部停滞;而MSA-P症状的脑部桥升高,皮质中会部停滞,VBM深入研究结果显示神经组织核节亦有停滞。

二、锰负担

锰负担可有别于T2 and T2*弛豫星期及新近兴的SWI核心技术评估。T2弛豫星期为MRI核酸中会发射正弦波扰动后中水磁力化均衡的星期最常数,R2弛豫星期领军为1/T2,T2弛豫星期具体来说其组织的并成分和分子构造构造。斜向弛豫星期T2*对电磁力场宏观和列于征伐的不利于一相当尖锐,宏观不利于一与硬件条件太少或其组织交界的磁力尖锐梯度有关,列于征伐不利于一与其组织微构造有关。

一些学术研究结果显示,T2/R2和T2*/R2*弛豫阈值可非侵入连续性评估灵长类或人类尸体的锰含需求量。最近有别于的热力学正弦波核酸(T1ρ and T2ρ)可有所改善弛豫星期核心技术。

锰负担的改渐变也可造成了其组织时相的渐转变,该特连续性再加SWI核心技术可定需求量锰负担。

PD症状的锰负担减少,T2/T2*/热力学T2ρ弛豫星期减少,R2/R2*弛豫阈值减少,但也有一些学术研究观察到T2无改渐变。R2*改渐变主要最常见于末端SNc,此处也是细胞核丧失的主要肺脏。SN的R2*改渐变与UPDRS文学运动评分和每日左旋多巴等效剂需求量有关。在PSP和MSA-P症状中会,T2弛豫星期改渐变的一区外愈来愈广,有数纹状体和GP,

三、其它定需求分析方法的有机体标记物

除了弛豫星期和弛豫阈值之外,其它的定需求量有机体标记物有数磁力化引导比领军(MTR)和星体连续性数值(如热微波评分FA和高达星体度MD。

1. 磁力化引导

MT扫描具体来说高度紧密结合束缚态和中子(如与大分子构造通往的和中子、中水等移动的和中子)两者之间的能力引导。与大分子构造通往的高度紧密结合束缚态和中子可最常见于骨骼肌等构造内,因此MT与骨骼肌化的层面以及树突密度关的,可系统对设计以多发连续性硬化。MT的需求分析方法数值为MTR,学术研究说明PD症状SN和基底节的MTR减少。

2. 中水星体

星体MRI核心技术对有机体其组织内的中水星体尖锐,可给予分子构造位置(列于观扩散系数和高达扩散度)、星体朝著(热微波评分)、沿主要星体朝著的星体特连续性(接触点或横向星体)和垂直于主要星体朝著的星体特连续性(斜向星体)等数值。在细胞核总体,细胞核膜、骨骼肌、横向的微丝和细胞核骨架等构造可造成了星体的热微波。接触点星体连续性的改渐变反映了轴索损伤,而径向星体连续性的改渐变反映显现出骨骼肌损伤。

PD症状的SN,星体朝著改渐变(大外学术研究报道中期PD症状的热微波减少);定需求量非高斯中水星体的星体峰也有改渐变;相反,大外PD症状的星体连续性无改渐变。一些学术研究说明SN的FA减少与诊疗身体状况层面负关的。而纹状体的星体连续性最则有正最常,但也有学术研究结果显示PD症状纹状体和脊髓的星体连续性减少。

星体连续性扫描也可鉴别PD与其它神经衰弱症候群。在PSP中会,基底节、中会脑部、皮质上脚、都由此前大脑皮质和总大脑皮质的星体连续性减少;在MSA-P中会,鞘核、桥脑部和皮质中会脚的星体连续性减少,热微波减少,鞘核的MTR减少。

3. 有别于定需求量有机体标记物鉴别病因神经衰弱症候群

一些学术研究定时,R2*紧密结合FA可愈来愈好的鉴别PD与心理健康孩童,总准确领军高于95%。在PSP中会,基底节、中会脑部、皮质上脚、大脑皮质的星体连续性大幅提高,T2弛豫星期减少。在MSA-P中会,鞘核、桥脑部和皮质中会脚的星体连续性减少,热微波减少;时相-对比磁力尖锐高分辨领军核心技术和弛豫星期结果显示,鞘核的锰石灰岩减少。

4. 大脑皮质束示踪和鉴定通往连续性

大脑皮质束示踪高分辨领军核心技术基于中水星体的热微波而修复肾上腺素拉伸束构造,体素星体的主要朝著定时大脑皮质拉伸的方位。有别于此核心技术,可计算某一特定拉伸束的星体连续性测需求量数值(MD、FA)和神经组织核通往连续性测需求量(如大脑皮质束的数或两个脑部一区间通往的可能),还可对SN和基底节进行分一区。

在PD中会,SN与同侧鞘核、脊髓两者之间的通往连续性减少,基底节感觉文学运动环路的通往连续性也减少,SN亚一区的自动星体分一区核心技术结果显示,PD症状的SNr和 SNc停滞。

四、转化成扫描

非侵入连续性的回老家旋颈动脉和中子标记核心技术(arterial spin labelled,ASL)可评价肾上腺素转化成状况,可作为PET或SPECT核心技术的替代。ASL核心技术何总,颈动脉内的中水被电子零件微波核心技术标记上电磁力,因此可定需求量评价脑部血流。

与心理健康对照相比,PD症状神经组织核节的转化成减少,基底节的转化成保留或减少,感觉文学运动一区的转化成保留,且转化成的模式与PET脱氧的降解改渐变关的。

五、降解连续性有机体标记物

MR质谱深入研究(1H MRS)可给予肾上腺素特异连续性(譬如,神经组织核元数需求量和心理健康的标记物N-嘌呤天冬氨酸、作为渗透压或六角形胶质细胞核病变的标记物肌醇、与脑部临床改渐变有关的乳酸、甲硫氨酸、神经组织核递质如谷氨酸/谷氨酰胺或GABA)的关的的资讯。特异连续性的总体可用其与肌酐和钠酸肌酐总需求量的下式、或绝对ppm来列于示。MRS对电磁力场均一连续性和脂质伪频谱(当检查一区外接近颅骨时)高度尖锐。因此,由于所处位置浅、形似小、含锰高,人类SN的MRS检查较难。

有别于1H-MRS,已有报道在3T电磁力场下特异连续性改渐变,谷氨酸、N-嘌呤天冬氨酸和甲硫氨酸有减少的趋势,含胆碱硫有减少的趋势;但在愈来愈高电磁力场4T或7T下未见PD症状SN的显著改渐变。MR钠谱深入研究(31P MRS)可追踪肾上腺素的能需求量降解,PD症状可见美德状况的钠酸降解,定时中会脑部纹状体神经组织核元线粒体新近功能美德状况。

六、特殊连续性通往

血氧总体依赖的fMRI(BOLD),最初被设计用以样品肾上腺素侦查关的频谱的改渐变,但在不同脑部一区特殊连续性通往中会的学术研究也慢慢地增加。经最常连续性时图形空间远隔一区外的fMRI频谱振荡可暂时关的,有别于数学工具所含数据深入研究结果显示,PD症状经最常连续性脑部网络的新近功能互为美德状况:基底节和神经组织核节、皮质两者之间,STN和神经组织核节文学运动一区、此前文学运动一区的神经组织核通往有改渐变,改渐变主要毗邻感觉文学运动环路,特殊连续性偶联减少,而特殊连续性通往减少。

知觉无损伤的PD症状,可选模式系统对也显现出现美德状况的新近功能通往,与清醒、已为图形空间测试中会的知觉新近功能关的。未用药的PD症状,必需文学运动一区县市显现出频谱振荡减少,而左旋多巴可增强该一区外的特殊连续性通往。经最常连续性束缚态BOLD振荡的改渐变可得显现出结论PD的显现出现。

特殊连续性通往的改渐变因PD不同的症状而异,譬如,震颤与STN和初级感觉文学运动一区通往的减少关的,也与基底节和皮质-脊髓环路两者之间美德状况的新近功能互为关的;而情感淡漠与眶额回老家、必需文学运动一区和中会颞叶两者之间美德状况的特殊连续性通往关的;相反,抑郁与亚属扣带皮层特殊连续性通往的改渐变关的。此前文学运动神经组织核节低频BOLD频谱振荡幅度的减少可得显现出结论症状的文学运动列于现。

在PSP症状中会,rsfMRI结果显示中会脑部被盖的下侧和皮质、中会脑部、基底节和神经组织核节两者之间通往受扰,且与重度的新近失常关的。另一项学术研究断定,脊髓和纹状体、必需文学运动一区和皮质两者之间的通往中会断。

整体而言,经最常连续性束缚态fMRI的学术研究定时,PD症状激素的耗竭可造成了肾上腺素通往的修复,主要不良影响感觉文学运动环路和感觉文学运动整合,这种神经组织核通往的修复受左旋多巴的调控,与文学运动症状和非文学运动症状两者之间的相关联相近。PSP症状的rsfMRI结果显示脊髓和脊髓通往连续性的减少与诊疗新近功能列于现关的。

七、小结

在无论如何十几年中会,PD医学扫描学术研究追捧于整合疟疾某种程度有机体标记物的定需求量核心技术。星体高分辨领军、T2*弛豫星期和MT等多项核心技术结果显示显现出SN的临床改渐变,MRI可给予PD症状脑部部鉴定通往和特殊连续性通往的改渐变,追踪疟疾的的发展,样品诊疗此前症状或有的发展并成PD不确定连续性症状(如加速动眼睡眠期道德上改渐变的症状)的脑部部改渐变。

然而,上述核心技术仍依靠标准化的工具(相比较是从图像中会所含定需求量的资讯的工具)和大型横向队列学术研究的验证。

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主编: neuro202

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