帕金森氏伤寒(Parkinson's disease,PD)的伤寒人主要依据医学特统而非相片学脊椎动物标记物。PD;也用的相片学来得高效率有数PET、SPECT,但传统文化MRI的医学应用实现。然而,随着结构上和机制特质相片来得高效率的进步,MRI也可检测到PD的扭曲,很难判别PD和其它帕金森综合统。
脊髓相片的脊椎动物标记物应可在之前所枢脊髓系统内,有数黑质(substantia nigra,SN)、大脑、基底节和皮层,检测借助于早期的脊髓伤寒理扭曲,有助于早期伤寒人,且与传染伤寒某种倾斜度系统性可借助于现异常传染伤寒情况下。上新MR造影剂和相片分析原理来得高效率的更佳并未数据处理SN或其它大脑核团,借助于现异常借助于皮层重击的扭曲(如截面积、发电量和灰质密度)。
分析原理原理相片来得高效率有数弛豫时间、磁恰当加权平均显微、球状和带电传播显微(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可评论者脑灌入情况下,MRI波谱分析原理(MR spectroscopy,MRS)可评论者脑细胞内情况下,脑大脑纤维素示踪显微最简单以研究课题组织学学联接特质,稳态激发态机制特质MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD伤寒患脑机制特质联接的扭曲发放了上新理应角。
近期,Ther Adv Neurol Disorders华尔街日报刊载综述,回去顾了结构上特质显微、电负重评核及其它分析原理原理来得高效率(如MT和球状显微)、灌入显微、MRI波谱分析原理、结构上和机制特质脊髓接连评核等上新兴MRI 来得高效率及其在PD之前所的应用,概述见表1和绘出1。
表1. MRI来得高效率
原理
来得高效率
文档
PD扭曲
结构上特质
T1-w, T2-w, IR, MT
亲缘校准
SN:发电量扭曲各异;皮层:发电量和截面积轻度上升
脊髓色素
自旋回去波 T1-w
不含色素脊髓巨噬细胞显微
回去波强度减弱
带电传播显微
有MT振荡器的位绘出(MT),无MT振荡器的位绘出(M0)
脱病变的倾斜度,轴突密度
MT倍数上升(MTR = M0 – MT/M0)
弛豫时间
T2/T2*
潜在性电不含量比
T2/T2*上升,R2/R2*上升
磁恰当-加权平均显微
时像位绘出
潜在性电不含量比
因电负重而上升的恰当度
球状显微
DTI
的水在脊椎动物一个组织内的球状
FA上升
大脑示踪显微
DTI
纤维素束特异特质修葺
联接的或许特质上升
机制特质显微
稳态激发态BOLD fMRI
脑因特网的机制特质联接
感觉群众运动北区FC上升,联络皮层FC上升
MR波谱分析原理
1H MRS
NAA, Cho, mIns, GABA, Glx, GSH, lactate
细胞内物有上升的激发态势
31P MRS
能量细胞内:ADP, PCr/ATP
顶叶ATP上升
灌入
ASL
rCBF
皮层上升,基底节衰所谓各异
注释:1H MRS, MR质谱分析原理;31P MRS,MR磷谱分析原理;ADP,转移酶天冬氨酸;ASL,中段动脉氢原子标记灌入相片;ATP,三甲基天冬氨酸;BOLD,血氧整体倚赖特质;Cho,不含酰所谓合物;DTI,球状度量显微;FA,各向异特质最高分;FC,机制特质联接;Glx,谷氨酸-谷氨酰胺;GSH,谷胱甘肽;IR,翻滚恢复原;mIns,肌醇;MTR,带电传播倍数;NAA,N-嘌呤天冬氨酸;rCBF,均匀分布脑血流;PCr,甲基肌酸;T2,T2弛豫时间;T2*,梯度回去波T2驰豫时间;T1-w,T1加权平均;T2-w,T2加权平均;R2,T2弛豫流速;R2*,T2*弛豫流速。
绘出1.PD研究课题转用的MRI原理。皮层:基于体素的来得高效率、皮层截面积校准和灌入显微。脑联接特质:机制特质联接转用rs-fMRI,结构上特质联接转用大脑显微。黑质(黄圈):球状显微来得高效率(FA减少)、弛豫(R2*上升提示电负重上升,磁恰当加权平均显微)、带电传播显微率(上升)和MR波谱分析原理。基底节:研究课题标示借助于FA、R2* 或MTR无扭曲或轻度扭曲。蓝斑(Locus coeruleus):脊髓色素显微示回去波强度上升。
一、 结构上特质相片
1. 脑北区数据处理和分北区来得高效率
数据处理基底节和皮层的MRI序列
传统文化的三维T1加权平均(T1-w)序列可清楚标示借助于皮层灰大脑的对比及部分基底节结构上;但对PD系统性结构上(SN、皮质核团、苍白球、红核)的对比较佳。而这些PD系统性结构上因不含电量很来得高,导致T1略长,绘出像质量上升;T2-w和 T2*-w序列对评论者电负重很强战术上,可上升绘出像质量。
磁恰当加权平均显微(Susceptibility-weighted imaging,SWI )来得高效率更佳了对脑一个组织内矿物质的恰当特质和SN的比如说倾斜度。氢原子密度和短TI翻滚恢复原位绘出、MT来得高效率(MT振荡器可上升SN与邻近大脑的对比)等也可达到相似的效果。最上新的7T MRI来得高效率上升了电流,更佳了紧致分辨率和绘出像质量,短时间内基底节线条来得为清晰。
传统文化三维T1-加权平均序列可较好标示借助于皮层的组织学学,对灰大脑的绘出像质量很来得高。
分北区和发电量计算
质结构上如SN,;也为手动勾勒线条和分北区。一些皮层北区外(如其中心、纹状体和丘脑)也最简单手动分北区,但皮层的灰大脑扭曲比较好转用不倚赖可理应的自动分北区来得高效率。这些自动来得高效率有数基于体素的、基于拉伸的、和基于度量的亲缘分析原理、皮层截面积和核团校准。
基于体素的亲缘分析原理(Voxel-based morphometry,VBM)是一项规范所谓的来得高效率,对灰质和大脑的北区别非常恰当,可发放灰质密度和发电量等表达式,但对一个组织衰所谓不很强特异特质。基于拉伸的和基于度量的亲缘分析原理可分别为一个组织发放总括和均匀分布的文档,另有软件可校准皮层截面积、表面和曲线。
2. PD伤寒患发电量和形激发态的扭曲
黑质
SN发电量的校准;也转用手动分北区。与正;也人群相比,PD伤寒患SN发电量减少或增加均有美联社,这种各异特质或许是由于原理学的关联性而致。
首先,顾及SN是个质的结构上,因此发电量校准的各异特质非常巨大;其次,绘出像质量的关联性也可导致SN线条的扭曲;第三,基于大脑显微和组织学学联接扭曲的来得高效率完全并不相同于其它结构上特质原理;最后,7T显微示PD的SN发电量上升,可解释该北区外内电负重的上升。
翻滚恢复原来得高效率最简单于后侧SN的校准,而一个组织学研究课题之前所尾状核和后侧SN的激素脊髓元极易发生退行特质衰。超来得高场MRI的紧致分辨率来得来得高。
整体来说,尽管PD伤寒患SN发电量的衰所谓各异,研究课题的可重复特质差。
其它基底节结构上和大脑核团
PD伤寒患大脑发电量的总括校准和快速增长率、基底节总括发电量;也无扭曲。脊髓黑色感特质显微标示借助于,PD伤寒患蓝斑的回去波强度比对照组上升,看出借助于不含色素脊髓元的忽理应;且回去波强度的上升与快速动眼期REM的肌张力低下系统性,提示该北区外的重击与快速动眼期行为持续性的伤寒理表征有关。
皮层
轻度思维持续性见诸30%的非痴呆PD伤寒患,是进展为痴呆的风险突衰。PD伤寒患的思维持续性有数注意力、指派机制、理应紧致和心灵心室。指派机制或许与大脑-皮层下北区外激素机制持续性有关;痴呆或许与后上端和皮质皮层的为广泛快速增长、Lewy肝细胞或阿尔茨海默伤寒斑块沉积、以及非激素脊髓递质机制持续性(如酰能心室)系统性。而结构上特质MRI可检测PD伤寒患的皮层扭曲。
思维机制比较简单的非痴呆PD伤寒患的大脑皮层,或来得为广泛的顶叶、皮质、皮质的形激发态可为正;也或轻度扭曲;额-皮质的皮层快速增长可慢速传染伤寒的某种倾斜度。与此相反,轻度思维伤害且有痴呆的PD伤寒患,皮层快速增长来得为严重,其中心和顶-皮质皮层的快速增长可预报思维上升。
除了思维伤害和痴呆,PD的其它非群众运动伤寒症(情绪持续性、人格伤寒症、嗅觉减退和REM持续性)也与特定脑文档处理的结构上扭曲系统性。譬如,PD伤寒患的焦虑与向外系统(内侧皮质和眶额皮层)、丘潜在性腹部的结构上扭曲有关;理应幻觉与向外系统、旁向外北区和上新皮层北区的快速增长系统性;嗅觉持续性与嗅觉北区(梨状皮层和杏仁核)的灰质快速增长系统性。
3. 其它帕金森症亲缘和回去波的扭曲
脑桥和顶叶的发电量MRI可判别PD与其它帕金森症如进行特质核上瘫(progressive supranuclear palsy,PSP)、帕金森衰异多系统快速增长(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。
PD的结构上扭曲极其细微;而PSP则为大脑、基底节和皮层的为广泛快速增长,特别是顶叶的快速增长可借助于现特异特质的“火烈鸟统”或“鹌鹑统”,转用VBM分析原理,可见灰、大脑的减少。而在MSA-P之前所,外层核(褐后侧北区低密度、向外来得比较大)、脑桥(十字统)、大脑之前所脚(T2像来得比较大)和大脑可见快速增长和回去波扭曲。
PSP伤寒患顶叶衰大,大脑上端快速增长;而MSA-P伤寒患的脑桥增大,大脑之前所部快速增长,VBM分析原理标示借助于皮层亦有快速增长。
二、电负重
电负重可转用T2 and T2*弛豫时间及上新兴的SWI来得高效率评核。T2弛豫时间为MRI序列之前所发射振荡器扰动后的水带电平衡的时间;也数,R2弛豫时间率为1/T2,T2弛豫时间倚赖于一个组织的糖类和结构上上。侧边弛豫时间T2*对电流宏观和微观的不均一非常恰当,宏观不均一与硬件条件不足或一个组织交界的磁恰当梯度有关,微观不均一与一个组织微结构上有关。
一些研究课题标示借助于,T2/R2和T2*/R2*弛豫流速可非侵入特质评核灵长类或人类尸骸的电不含量比。最近转用的阻尼振荡器序列(T1ρ and T2ρ)可更佳弛豫时间来得高效率。
电负重的扭曲也可导致一个组织时相的衰所谓,该特特质短时间内SWI来得高效率可分析原理原理电负重。
PD伤寒患的电负重上升,T2/T2*/阻尼T2ρ弛豫时间上升,R2/R2*弛豫流速上升,但也有一些研究课题捕捉到到T2无扭曲。R2*扭曲主要见诸后侧SNc,此处也是巨噬细胞忽理应的主要部位。SN的R2*扭曲与UPDRS群众运动最高分和每日左旋多巴等效副作用有关。在PSP和MSA-P伤寒患之前所,T2弛豫时间扭曲的北区外来得广,有数纹状体和GP,
三、其它分析原理原理所谓的脊椎动物标记物
除了弛豫时间和弛豫流速之外,其它的分析原理原理脊椎动物标记物有数带电传播倍数(MTR)和球状特质表达式(如各向异特质最高分FA和平均球状度MD。
1. 带电传播
MT相片倚赖于来得倾斜度建构激发态氢原子(如与大分子联接的氢原子、的水等回去转的氢原子)中间的能力也传播。与大分子联接的来得倾斜度建构激发态氢原子可见诸病变等结构上内,因此MT与病变所谓的倾斜度以及轴突密度系统性,可引入多发特质硬所谓。MT的量所谓表达式为MTR,研究课题表明PD伤寒患SN和基底节的MTR上升。
2. 的水球状
球状MRI来得高效率对脊椎动物一个组织内的的水球状恰当,可发放分子位置(表观扩散系数和平均扩散度)、球状路径(各向异特质最高分)、沿主要球状路径的球状特特质(轴向或纵向球状)和垂直于主要球状路径的球状特特质(侧边球状)等表达式。在巨噬细胞整体,巨噬细胞膜、病变、纵向的微丝和巨噬细胞骨架等结构上可导致球状的各向异特质。轴向球状特质的扭曲看出了轴索重击,而分量球状特质的扭曲看出借助于病变重击。
PD伤寒患的SN,球状路径扭曲(多数研究课题美联社早期PD伤寒患的各向异特质上升);分析原理原理非来得高斯的水球状的球状峰也有扭曲;相反,多数PD伤寒患的球状特质无扭曲。一些研究课题表明SN的FA上升与医学伤寒情倾斜度负系统性。而纹状体的球状特质;也为正;也,但也有研究课题标示借助于PD伤寒患纹状体和丘脑的球状特质上升。
球状特质相片也可判别PD与其它帕金森症。在PSP之前所,基底节、顶叶、大脑上脚、之前所央前所大脑和总大脑的球状特质上升;在MSA-P之前所,外层核、桥脑和大脑之前所脚的球状特质上升,各向异特质上升,外层核的MTR上升。
3. 转用分析原理原理脊椎动物标记物判别伤寒人帕金森症
一些研究课题提示,R2*建构FA可来得好的判别PD与健康老年人,总准确率来得高于95%。在PSP之前所,基底节、顶叶、大脑上脚、大脑的球状特质增加,T2弛豫时间上升。在MSA-P之前所,外层核、桥脑和大脑之前所脚的球状特质上升,各向异特质上升;时相-对比磁恰当显微来得高效率和弛豫时间标示借助于,外层核的电沉积上升。
4. 大脑束示踪和组织学学联接特质
大脑束示踪显微来得高效率基于的水球状的各向异特质而修葺潜在性纤维素束结构上,体素球状的主要路径提示大脑纤维素的地平。转用此来得高效率,可计算某一特定纤维素束的球状特质校准表达式(MD、FA)和脊髓联接特质校准(如大脑束的数目或两个脑北区间联接的或许特质),还可对SN和基底节进行分北区。
在PD之前所,SN与同侧外层核、丘脑中间的联接特质上升,基底节感觉群众运动交叉路口的联接特质也上升,SN亚北区的自动球状分北区来得高效率标示借助于,PD伤寒患的SNr和 SNc快速增长。
四、灌入相片
非侵入特质的中段动脉氢原子标记来得高效率(arterial spin labelled,ASL)可评论者潜在性灌入情况下,可作为PET或SPECT来得高效率的替代。ASL来得高效率何总,动脉内的的水被射频热辐射来得高效率标记上电磁,因此可分析原理原理评论者脑血流。
与健康对照相比,PD伤寒患皮层的灌入上升,基底节的灌入保留或上升,感觉群众运动北区的灌入保留,且灌入的方式在与PET酪氨酸的细胞内扭曲系统性。
五、细胞内特质脊椎动物标记物
MR质谱分析原理(1H MRS)可发放潜在性细胞内物(譬如,脊髓元数量和健康的标记物N-嘌呤天冬氨酸、作为循环系统或六边形病变巨噬细胞病变的标记物肌醇、与脑伤寒理扭曲有关的乳酸、谷胱甘肽、脊髓递质如谷氨酸/谷氨酰胺或GABA)的系统性文档。细胞内物的整体最简单其与肌酐和甲基肌酐年均的对数、或绝对剂量来表示。MRS对电流均一特质和脂质逆回去波(当检查北区外近脊椎时)来得倾斜度恰当。因此,由于所处位置有旧、形状小、不含电来得高,人类SN的MRS检查较难。
转用1H-MRS,已有美联社在3T电流下细胞内物扭曲,谷氨酸、N-嘌呤天冬氨酸和谷胱甘肽有上升的激发态势,不含酰所谓合物有上升的激发态势;但在来得来得高电流4T或7T下未见PD伤寒患SN的突借助于扭曲。MR磷谱分析原理(31P MRS)可借助于现异常潜在性的能量细胞内,PD伤寒患可见异;也的甲基细胞内,提示顶叶纹状体脊髓元线粒体机制异;也。
六、机制特质联接
血氧整体倚赖的fMRI(BOLD),最初被设计用于检测潜在性任务系统性回去波的扭曲,但在并不相同脑北区机制特质联接之前所的研究课题也逐渐上升。稳态时紧致远隔北区外的fMRI回去波瞬时可暂时系统性,转用数学原理合成数据分析原理标示借助于,PD伤寒患稳态脑因特网的机制认异;也:基底节和皮层、大脑中间,STN和皮层群众运动北区、前所群众运动北区的脊髓联接有扭曲,扭曲主要位于感觉群众运动交叉路口,机制特质偶联上升,而机制特质联接上升。
思维无重击的PD伤寒患,意味着方式在系统也借助于现异;也的机制联接,与心灵、理应紧致试验之前所的思维机制系统性。未用药的PD伤寒患,补充群众运动北区县市借助于回去波瞬时上升,而左旋多巴可增强该北区外的机制特质联接。稳态激发态BOLD瞬时的扭曲可预报PD的借助于现。
机制特质联接的扭曲因PD并不相同的伤寒症而异,譬如,震颤与STN和初级感觉群众运动北区联接的上升系统性,也与基底节和大脑-丘脑交叉路口中间异;也的机制认系统性;而情感淡漠与眶额回去、补充群众运动北区和之前所大脑中间异;也的机制特质联接系统性;相反,焦虑与亚属吊带皮层机制特质联接的扭曲系统性。前所群众运动皮层低频BOLD回去波振荡小幅度的上升可预报伤寒患的群众运动平庸。
在PSP伤寒患之前所,rsfMRI标示借助于顶叶被盖的腹部和大脑、顶叶、基底节和皮层中间联做扰,且与重度的机制持续性系统性。另一项研究课题发现,丘脑和纹状体、补充群众运动北区和大脑中间的联接之前所断。
整体而言,稳态激发态fMRI的研究课题提示,PD伤寒患激素的耗竭可引起潜在性联接的修葺,主要影响感觉群众运动交叉路口和感觉群众运动为基础,这种脊髓联接的修葺受左旋多巴的调节,与群众运动伤寒症和非群众运动伤寒症中间的关联并不相同。PSP伤寒患的rsfMRI标示借助于大脑和丘脑联接特质的上升与医学机制平庸系统性。
七、小结
在过去十几年之前所,PD相片学研究课题关注于开发计划传染伤寒某种倾斜度脊椎动物标记物的分析原理原理来得高效率。球状显微、T2*弛豫时间和MT等多项来得高效率标示借助于借助于SN的伤寒理扭曲,MRI可发放PD伤寒患脑组织学学联接和机制特质联接的扭曲,借助于现异常传染伤寒进展,检测医学前所伤寒患或有发展成PD风险伤寒患(如快速动眼REM期行为扭曲的伤寒患)的脑扭曲。
然而,上述来得高效率仍缺少规范所谓的原理(特别便是位绘出之前所合成分析原理原理文档的原理)和大型纵向队列研究课题的验证。
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主编: neuro202相关新闻
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