MRI在帕金森氏病中的运用

2021-11-01 04:36:33 来源:
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短暂性氏患(Parkinson's disease,PD)的患患主要依据针灸特平而非视之为觉学有机体记号物。PD常以用的视之为觉学系统设计最主要PET、SPECT,但基本上MRI的针灸应用借助于。然而,随着骨架和骨架上视之为觉系统设计的系统设计革一新,MRI也可测定到PD的转动,尽可能辨别PD和其它短暂性综合平。

之前所枢神经系统视之为觉的有机体记号物应可在之前所枢之前所枢神经系统系统内,最主要黑质(substantia nigra,SN)、之前所枢神经系统干、基底节和视之为网膜,测定出一新早期的之前所枢神经系统患症转动,并能早期患患,且与传染患当前龙门的可监测传染患完全。一新MR辐射源和视之为觉深入研究工作系统设计的优既有早就比如说既有SN或其它之前所枢神经系统干反应器团,监测出一新视之为网膜破损的转动(如截面积、发电能力和灰质反射所部)。

化学合形同视之为觉系统设计最主要弛豫时间、静电敏感权重超声、致密和静电既有引导超声(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可评价之前所枢神经系统炼完全,静电共振微波深入研究工作(MR spectroscopy,MRS)可评价之前所枢神经系统代谢完全,之前所枢神经系统大之前所枢神经系统视之为网膜拉伸见踪超声可用以研究工作解剖学通到特质,恒定稳定状态骨架上MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD疼痛之前所枢神经系统骨架上通到的转动发放了一新视之为角。

近期,Ther Adv Neurol Disorders杂志刊出研究成果,谈到了缺失超声、线或超载检验及其它化学合形同系统设计(如MT和致密超声)、炼超声、静电共振微波深入研究工作、骨架和骨架上之前所枢神经系统接连检验等一新兴MRI 系统设计及其在PD之前所的应用,总结见表1和图1。

表1. MRI系统设计

一新方法

系统设计

接收者

PD转动

缺失

T1-w, T2-w, IR, MT

脊椎动物量度

SN:发电能力转动各异;视之为网膜:发电能力和截面积轻度升高

之前所枢神经系统黑色素

带电粒子回波 T1-w

则有黑色素之前所枢神经系统细胞核超声

路径强度减弱

静电既有引导超声

有MT振幅的图象(MT),无MT振幅的图象(M0)

脱髓鞘的往往,神经反射所部

MT比所部升高(MTR = M0 – MT/M0)

弛豫时间

T2/T2*

之前所枢神经系统内线或则有量

T2/T2*升高,R2/R2*减缓

静电敏感-权重超声

时像图象

之前所枢神经系统内线或则有量

因线或超载而减缓的敏感度

致密超声

DTI

出一新含水有机体许多组织内的致密

FA升高

大之前所枢神经系统视之为网膜见踪超声

DTI

拉伸束特男女修葺

通到的可能特质升高

骨架上超声

恒定稳定状态BOLD fMRI

之前所枢神经系统互联网的骨架上通到

感觉民族运动七区FC升高,连上视之为网膜FC减缓

MR微波深入研究工作

1H MRS

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

代谢有升高的稳定状态势

31P MRS

能量代谢:ADP, PCr/ATP

杏仁反应器ATP升高

ASL

rCBF

视之为网膜升高,基底节动既有各异

注释:1H MRS, MR质谱深入研究工作;31P MRS,MR磷谱深入研究工作;ADP,二磷酸天冬氨酸;ASL,切线食道水分子记号炼视之为觉;ATP,三磷酸天冬氨酸;BOLD,患灶出一新低水平依赖特质;Cho,则有酪氨酸有机既有合物;DTI,致密张量超声;FA,各向男女分数;FC,骨架上通到;Glx,胺-谷氨酰胺;GSH,谷胱甘肽;IR,翻转恢复;mIns,脊髓醇;MTR,静电既有引导比所部;NAA,N-乙基糖类;rCBF,局部之前所枢神经系统血流;PCr,磷酸脊髓酸;T2,T2弛豫时间;T2*,分量回波T2驰豫时间;T1-w,T1权重;T2-w,T2权重;R2,T2弛豫速所部;R2*,T2*弛豫速所部。

图1.PD研究工作采行的MRI一新方法。视之为网膜:基于体素的系统设计、视之为网膜截面积量度和炼超声。之前所枢神经系统通到特质:骨架上通到采行rs-fMRI,缺失通到采行大之前所枢神经系统视之为网膜超声。黑质(黄圈):致密超声系统设计(FA减缓)、弛豫(R2*减缓提见线或超载减缓,静电敏感权重超声)、静电既有引导超声所部(升高)和MR微波深入研究工作。基底节:研究工作显见FA、R2* 或MTR无转动或轻度转动。蓝斑(Locus coeruleus):之前所枢神经系统黑色素超声见路径强度升高。

一、 缺失视之为觉

1. 之前所枢神经系统七区比如说既有和分七区系统设计

比如说既有基底节和视之为网膜的MRI多肽

基本上的图形T1权重(T1-w)多肽可清楚显见视之为网膜灰大之前所枢神经系统视之为网膜的对比及大部分基底节骨架;但对PD龙门的骨架(SN、下丘之前所枢神经系统反应器团、苍白球、红反应器)的对比较差。而这些PD龙门的骨架因则有线或量很低,致使T1较短,图像质量升高;T2-w和 T2*-w多肽对评价线或超载有着优势,可减缓图像质量。

静电敏感权重超声(Susceptibility-weighted imaging,SWI )系统设计优既有了对之前所枢神经系统许多组织内铁质的敏感特质和SN的比如说往往。水分子反射所部和短TI翻转恢复图象、MT系统设计(MT振幅可减缓SN与周边地区大之前所枢神经系统视之为网膜的对比)等也可达到类似的效果。近期的7T MRI系统设计减缓了静电,优既有了室内空间解析度和图像质量,令基底节轮廓格外为完整。

基本上图形T1-权重多肽可较差显见视之为网膜的解剖学,对灰大之前所枢神经系统视之为网膜的图像质量很低。

分七区和发电能力计算

就其骨架如SN,常以为手动勾勒轮廓和分七区。一些视之为网膜范围内(如其中心、纹状体和丘之前所枢神经系统)也可用手动分七区,但视之为网膜的灰大之前所枢神经系统视之为网膜转动比较好采行不依赖操作者的基本功能分七区系统设计。这些基本功能系统设计最主要基于体素的、基于外力的、和基于张量的脊椎动物深入研究工作、视之为网膜截面积和反应器团量度。

基于体素的脊椎动物深入研究工作(Voxel-based morphometry,VBM)是一项标准既有的系统设计,对灰质和大之前所枢神经系统视之为网膜的七区别颇为敏感,可发放灰质反射所部和发电能力等表达式,但对许多组织动既有不有着特男女。基于外力的和基于张量的脊椎动物深入研究工作可大致相同许多组织发放基本特平和局部的接收者,另有软件可量度视之为网膜截面积、表面和切线。

2. PD疼痛发电能力和形稳定状态的转动

黑质

SN发电能力的量度常以采行手动分七区。与正常以人群远比,PD疼痛SN发电能力减缓或大幅提高均有美联社,这种各男女可能是由于一新方法学的歧异而致。

首先,考虑到SN是个就其的骨架,因此发电能力量度的各男女颇为巨大;其次,图像质量的歧异也可致使SN轮廓的转动;第三,基于大之前所枢神经系统视之为网膜超声和解剖学通到转动的系统设计完全完全相同于其它缺失一新方法;最后,7T超声见PD的SN发电能力减缓,可解释该范围内内线或超载的减缓。

翻转恢复系统设计可用作前端SN的量度,而许多组织学研究工作之前所尾状反应器和前端SN的GABA之前所枢神经系统元易发生退行特质动。超高场MRI的室内空间解析度格外高。

总体来说,尽管PD疼痛SN发电能力的动既有各异,研究工作的可重复特质差。

其它基底节骨架和之前所枢神经系统干反应器团

PD疼痛之前所枢神经系统干发电能力的基本特平量度和快速增长所部、基底节基本特平发电能力常以无转动。之前所枢神经系统黑色感特质超声显见,PD疼痛蓝斑的路径强度比对照组升高,反映出一新则有黑色素之前所枢神经系统元的丧失;且路径强度的升高与快速动眼期排便的脊髓张力较差龙门的,提见该范围内的破损与快速动眼期行为身心的患症生理有龙门。

视之为网膜

轻度理解身心广布30%的非痴呆PD疼痛,是形同果为痴呆的效用因子。PD疼痛的理解身心最主要警觉、继续执行系统、视之为室内空间和记忆缺失。继续执行系统可能与额叶-视之为网膜下范围内GABA系统身心有龙门;痴呆可能与后顶部和丘之前所枢神经系统视之为网膜的广泛应用快速增长、Lewy小体或阿尔茨海默患斑块沉积、以及非GABA之前所枢神经系统递质系统身心(如酪氨酸能缺失)龙门的。而缺失MRI可测定PD疼痛的视之为网膜转动。

理解系统完整的非痴呆PD疼痛的额叶视之为网膜,或格外广泛应用的顶叶、丘之前所枢神经系统、枕叶的形稳定状态可为正常以或轻度转动;额-丘之前所枢神经系统的视之为网膜快速增长可慢速传染患的当前。与此显然,轻度理解伤害且有痴呆的PD疼痛,视之为网膜快速增长格外为严重,其中心和顶-丘之前所枢神经系统视之为网膜的快速增长可预测理解升高。

除了理解伤害和痴呆,PD的其它非民族运动疼痛(心态身心、精神上疼痛、感官减退和排便身心)也与特定之前所枢神经系统部之前所枢神经系统互联网的骨架转动龙门的。譬如,PD疼痛的焦虑症与外缘系统(内侧丘之前所枢神经系统和眶额视之为网膜)、丘之前所枢神经系统内下侧的骨架转动有龙门;视之为幻觉与外缘系统、旁外缘七区和一新视之为网膜七区的快速增长龙门的;感官身心与感官七区(梨状视之为网膜和杏仁反应器)的灰质快速增长龙门的。

3. 其它短暂性症脊椎动物和路径的转动

之前所枢神经系统桥和杏仁反应器的发电能力MRI可辨别PD与其它短暂性症如进行特质反应器上躺(progressive supranuclear palsy,PSP)、短暂性动异多系统快速增长(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。

PD的骨架转动较为细微;而PSP则为之前所枢神经系统干、基底节和视之为网膜的广泛应用快速增长,特别是在是杏仁反应器的快速增长可出一新现特男女的“企鹅平”或“蜂鸟平”,采行VBM深入研究工作,可见灰、大之前所枢神经系统视之为网膜的减缓。而在MSA-P之前所,壳体反应器(背前端七区低反射所部、外缘高反射所部)、之前所枢神经系统桥(十字平)、之前所枢神经系统之前所脚(T2像高反射所部)和之前所枢神经系统可见快速增长和路径转动。

PSP疼痛杏仁反应器动大,之前所枢神经系统上部快速增长;而MSA-P疼痛的之前所枢神经系统桥增大,之前所枢神经系统之前所部快速增长,VBM深入研究工作显见视之为网膜亦有快速增长。

二、线或超载

线或超载可采行T2 and T2*弛豫时间及一新兴的SWI系统设计检验。T2弛豫时间为MRI多肽之前所发射振幅扰动后出一新水静电既有平衡的时间常以数,R2弛豫时间所部为1/T2,T2弛豫时间具体来说许多组织的形同分和分子骨架。横向弛豫时间T2*对静电巨观和微观的不均一颇为敏感,巨观不均一与硬件条件不足或许多组织毗连的静电敏感分量有龙门,微观不均一与许多组织微骨架有龙门。

一些研究工作显见,T2/R2和T2*/R2*弛豫速所部可非侵入特质检验灵长类或生命头颅的线或则有量。最近采行的热力学振幅多肽(T1ρ and T2ρ)可优既有弛豫时间系统设计。

线或超载的转动也可致使许多组织时相的动既有,该特特质令SWI系统设计可化学合形同线或超载。

PD疼痛的线或超载减缓,T2/T2*/热力学T2ρ弛豫时间升高,R2/R2*弛豫速所部减缓,但也有一些研究工作观察到T2无转动。R2*转动主要广布前端SNc,此处也是细胞核丧失的主要口部。SN的R2*转动与UPDRS民族运动分数和每日左旋多巴等效剂量有龙门。在PSP和MSA-P疼痛之前所,T2弛豫时间转动的范围内格外广,最主要纹状体和GP,

三、其它化学合形同既有的有机体记号物

除了弛豫时间和弛豫速所部之外,其它的化学合形同有机体记号物最主要静电既有引导比所部(MTR)和致密特质表达式(如各向男女分数FA和平均致反射所部MD。

1. 静电既有引导

MT视之为觉具体来说低水平结合稳定状态水分子(如与核酸通到的水分子、出一新水等行进的水分子)彼此之间的能力引导。与核酸通到的低水平结合稳定状态水分子可广布髓鞘等骨架内,因此MT与髓鞘既有的往往以及神经反射所部龙门的,可应用作多发特质硬既有。MT的量既有表达式为MTR,研究工作表明PD疼痛SN和基底节的MTR升高。

2. 出一新水致密

致密MRI系统设计对有机体许多组织内的出一新水致密敏感,可发放分子方位(基因表达扩散系数和平均扩散度)、致密顺时针(各向男女分数)、沿主要致密顺时针的致密特特质(轴向或垂直致密)和直角主要致密顺时针的致密特特质(横向致密)等表达式。在细胞核出一新低水平,细胞核壁、髓鞘、垂直的微丝和细胞核骨架等骨架可致使致密的各向男女。轴向致密特质的转动反映了轴索破损,而向外致密特质的转动反映出一新髓鞘破损。

PD疼痛的SN,致密顺时针转动(多数研究工作美联社早期PD疼痛的各向男女升高);化学合形同非高斯出一新水致密的致密峰也有转动;显然,多数PD疼痛的致密特质无转动。一些研究工作表明SN的FA升高与针灸患况往往负龙门的。而纹状体的致密特质常以为正常以,但也有研究工作显见PD疼痛纹状体和丘之前所枢神经系统的致密特质减缓。

致密特质视之为觉也可辨别PD与其它短暂性症。在PSP之前所,基底节、杏仁反应器、之前所枢神经系统上脚、之前所央前所大之前所枢神经系统视之为网膜和总大之前所枢神经系统视之为网膜的致密特质减缓;在MSA-P之前所,壳体反应器、桥之前所枢神经系统和之前所枢神经系统之前所脚的致密特质减缓,各向男女升高,壳体反应器的MTR升高。

3. 采行化学合形同有机体记号物辨别患患短暂性症

一些研究工作提见,R2*结合FA可格外好的辨别PD与心理健康低收入,总准确所部高于95%。在PSP之前所,基底节、杏仁反应器、之前所枢神经系统上脚、大之前所枢神经系统视之为网膜的致密特质大幅提高,T2弛豫时间升高。在MSA-P之前所,壳体反应器、桥之前所枢神经系统和之前所枢神经系统之前所脚的致密特质减缓,各向男女升高;时相-对比静电敏感超声系统设计和弛豫时间显见,壳体反应器的线或沉积减缓。

4. 大之前所枢神经系统视之为网膜束见踪和解剖学通到特质

大之前所枢神经系统视之为网膜束见踪超声系统设计基于出一新水致密的各向男女而修葺之前所枢神经系统内拉伸束骨架,体素致密的主要顺时针提见大之前所枢神经系统视之为网膜拉伸的方位。采行此系统设计,可计算某一特定拉伸束的致密特质量度表达式(MD、FA)和之前所枢神经系统通到特质量度(如大之前所枢神经系统视之为网膜束的可有或两个之前所枢神经系统七区间通到的可能特质),还可对SN和基底节进行分七区。

在PD之前所,SN与同侧壳体反应器、丘之前所枢神经系统彼此之间的通到特质升高,基底节感觉民族运动内环的通到特质也升高,SN亚七区的基本功能致密分七区系统设计显见,PD疼痛的SNr和 SNc快速增长。

四、炼视之为觉

非侵入特质的切线食道水分子记号系统设计(arterial spin labelled,ASL)可评价之前所枢神经系统内炼完全,可作为PET或SPECT系统设计的替代。ASL系统设计何总,食道内的出一新水被射频辐射系统设计记号上电静电,因此可化学合形同评价之前所枢神经系统血流。

与心理健康对照远比,PD疼痛视之为网膜的炼升高,基底节的炼保留或升高,感觉民族运动七区的炼保留,且炼的方式上与PET酪氨酸的代谢转动龙门的。

五、代谢特质有机体记号物

MR质谱深入研究工作(1H MRS)可发放之前所枢神经系统内代谢(譬如,之前所枢神经系统元需求量和心理健康的记号物N-乙基糖类、作为渗透压或星状胶质细胞核浸润的记号物脊髓醇、与之前所枢神经系统患症转动有龙门的三酸甘油酯、谷胱甘肽、之前所枢神经系统递质如胺/谷氨酰胺或GABA)的龙门的接收者。代谢的出一新低水平可用其与脊髓酐和磷酸脊髓酐总量的比值、或绝对分子量来表见。MRS对静电均一特质和脂类伪路径(当检验范围内相近脊椎时)低水平敏感。因此,由于所处方位深、形状小、则有线或高,生命SN的MRS检验较难。

采行1H-MRS,已有美联社在3T静电下代谢转动,胺、N-乙基糖类和谷胱甘肽有升高的稳定状态势,则有酪氨酸有机既有合物有减缓的稳定状态势;但在格外高静电4T或7T下未见PD疼痛SN的显著转动。MR磷谱深入研究工作(31P MRS)可监测之前所枢神经系统内的能量代谢,PD疼痛可见极其以的磷酸代谢,提见杏仁反应器纹状体之前所枢神经系统元线粒体系统极其以。

六、骨架上通到

患灶出一新低水平依赖的fMRI(BOLD),最初被设计用作测定之前所枢神经系统内勤务龙门的路径的转动,但在完全相同之前所枢神经系统七区骨架上通到之前所的研究工作也逐渐增多。恒定时室内空间远隔范围内的fMRI路径衰减可暂时龙门的,采行数学一新方法分离出数据深入研究工作显见,PD疼痛恒定之前所枢神经系统互联网的系统互极其以:基底节和视之为网膜、之前所枢神经系统彼此之间,STN和视之为网膜民族运动七区、前所民族运动七区的之前所枢神经系统通到有转动,转动主要位于感觉民族运动内环,骨架上偶联升高,而骨架上通到减缓。

理解无破损的PD疼痛,配置文件方式上系统也出一新现极其以的系统通到,与记忆、视之为室内空间测试之前所的理解系统龙门的。未用药的PD疼痛,补充民族运动七区全区出一新路径衰减升高,而左旋多巴可弱化该范围内的骨架上通到。恒定稳定状态BOLD衰减的转动可预测PD的出一新现。

骨架上通到的转动因PD完全相同的疼痛而异,譬如,震颤与STN和初级感觉民族运动七区通到的减缓龙门的,也与基底节和之前所枢神经系统-丘之前所枢神经系统内环彼此之间极其以的系统互龙门的;而情感淡漠与眶额回、补充民族运动七区和之前所额叶彼此之间极其以的骨架上通到龙门的;显然,焦虑症与亚属吊远方皮层骨架上通到的转动龙门的。前所民族运动视之为网膜低频BOLD路径振荡幅度的减缓可预测疼痛的民族运动观感。

在PSP疼痛之前所,rsfMRI显见杏仁反应器被盖的下侧和之前所枢神经系统、杏仁反应器、基底节和视之为网膜彼此之间通到受扰,且与重度的系统身心龙门的。另一项研究工作发现,丘之前所枢神经系统和纹状体、补充民族运动七区和之前所枢神经系统彼此之间的通到之前所断。

整体而言,恒定稳定状态fMRI的研究工作提见,PD疼痛GABA的耗竭可引起之前所枢神经系统内通到的修葺,主要影响感觉民族运动内环和感觉民族运动整合,这种之前所枢神经系统通到的修葺受左旋多巴的调节,与民族运动疼痛和非民族运动疼痛彼此之间的龙门联并不相同。PSP疼痛的rsfMRI显见之前所枢神经系统干和丘之前所枢神经系统通到特质的升高与针灸系统观感龙门的。

七、小结

在过去十几年之前所,PD视之为觉学研究工作瞩目于开发传染患当前有机体记号物的化学合形同系统设计。致密超声、T2*弛豫时间和MT等多项系统设计显见出一新SN的患症转动,MRI可发放PD疼痛之前所枢神经系统部解剖学通到和骨架上通到的转动,监测传染患形同果,测定针灸前所疼痛或有工业发展形同PD效用疼痛(如快速动眼排便期行为转动的疼痛)的之前所枢神经系统部转动。

然而,上述系统设计仍缺少标准既有的一新方法(特别是在是从图象之前所分离出化学合形同接收者的一新方法)和大型垂直字段研究工作的验证。

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编辑: neuro202

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