MRI在帕金森氏病中的应用领域

2021-11-01 13:53:39 来源:
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癫痫氏伤寒(Parkinson's disease,PD)的治疗主要依据病理不同之处而非CT全人类标记物。PD不常用的CT上新科技以外PET、SPECT,但传统MRI的病理运用于实现。然而,随着形量子态和功用连续性幻灯片上新科技的进步,MRI也可检查到PD的相反异,能够检验PD和其它癫痫综合引。

大脊髓幻灯片的全人类标记物应可在之中枢大脊髓控制系统内,以外骨骼肌(substantia nigra,SN)、脊髓、基底节和皮层,检查显现出晚期的大脊髓伤寒理相反异,有助于晚期治疗,且与疾伤寒进程无后山可检查疾伤寒状量子态。上新MR消化道和幻灯片统计分析上新科技的加强仍没具体来说立体化SN或其它脊髓核分裂团,检查显现出皮层损坏的相反异(如较厚、输显现出功数万人和外周量)。

定量分析幻灯片上新科技以外弛豫时长、磁敏感连续性加权千分之核分裂放射、发散和磁立体化传送核分裂放射(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可赞扬脊髓去除状量子态,放射波谱统计分析(MR spectroscopy,MRS)可赞扬脊髓蛋白内状量子态,脊髓皮层树脂同上踪核分裂放射可用以深入研究法医学通往连续性,恒定量分析子态功用连续性MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD伤寒患者脊髓功用连续性通往的相反异备有了上新视角。

不太可能,Ther Adv Neurol Disorders杂志发备注综述,回顾了形量子态连续性核分裂放射、线或耗损不确定性评估及其它定量分析上新科技(如MT和发散核分裂放射)、去除核分裂放射、放射波谱统计分析、形量子态和功用连续性大脊髓接连不确定性评估等上新兴MRI 上新科技及其在PD之中的运用于,论述见备注1和图1。

备注1. MRI上新科技

作法

上新科技

的资讯

PD相反异

形量子态连续性

T1-w, T2-w, IR, MT

亲缘探测

SN:输显现出功数万人相反异各异;皮层:输显现出功数万人和较厚轻度下滑

大脊髓叶绿体

自旋回波 T1-w

含叶绿体大脊髓蛋白核分裂放射

瞬时强度移向

磁立体化传送核分裂放射

有MT正弦波的缩放(MT),无MT正弦波的缩放(M0)

脱树脂的总体,轴突量

MT比数万人下滑(MTR = M0 – MT/M0)

弛豫时长

T2/T2*

脊髓内线或含有

T2/T2*下滑,R2/R2*减少

磁敏感连续性-加权千分之核分裂放射

时像缩放

脊髓内线或含有

因线或耗损而减少的敏感连续性度

发散核分裂放射

DTI

注满全人类许多组织内的发散

FA下滑

皮层同上踪核分裂放射

DTI

树脂束特**子修复

通往的意味著连续性下滑

功用连续性核分裂放射

恒定量分析子态BOLD fMRI

脊髓网络的功用连续性通往

感觉文学运动北区FC下滑,连系皮层FC减少

MR波谱统计分析

1H MRS

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

蛋白内物有下滑的趋向于

31P MRS

能量蛋白内:ADP, PCr/ATP

之中脊髓ATP下滑

去除

ASL

rCBF

皮层下滑,基底节相异立体化各异

注释:1H MRS, MR光谱学统计分析;31P MRS,MR钠谱统计分析;ADP,二钠酸丝氨酸;ASL,回旋静脉氢原子标记去除幻灯片;ATP,三钠酸丝氨酸;BOLD,病灶技术池中平依赖连续性;Cho,含酪氨酸立体氧化物;DTI,发散向量核分裂放射;FA,各向**子分数;FC,功用连续性通往;Glx,酪氨酸-谷氨酰胺;GSH,NAD;IR,反转稳定下来;mIns,肌醇;MTR,磁立体化传送比数万人;NAA,N-酰胺NAD;rCBF,连续性脊髓血流;PCr,钠酸肌酸;T2,T2弛豫时长;T2*,分量回波T2驰豫时长;T1-w,T1加权千分之;T2-w,T2加权千分之;R2,T2弛豫电导数万人;R2*,T2*弛豫电导数万人。

图1.PD深入研究引入的MRI作法。皮层:基于体素的上新科技、皮层较厚探测和去除核分裂放射。脊髓通往连续性:功用连续性通往引入rs-fMRI,形量子态连续性通往引入皮层核分裂放射。骨骼肌(黄圈):发散核分裂放射上新科技(FA减缓)、弛豫(R2*减少同上意线或耗损减少,磁敏感连续性加权千分之核分裂放射)、磁立体化传送核分裂放射数万人(下滑)和MR波谱统计分析。基底节:深入研究显同上FA、R2* 或MTR无相反异或轻度相反异。蓝斑(Locus coeruleus):大脊髓叶绿体核分裂放射同上瞬时强度下滑。

一、 形量子态连续性幻灯片

1. 脊髓北区具体来说立体化和分北区上新科技

具体来说立体化基底节和皮层的MRI多肽

传统的具体来说化T1加权千分之(T1-w)多肽可清楚显同上皮层褐皮层的对比及大多基底节形量子态;但对PD无后山形量子态(SN、下脊髓核分裂团、苍白球、红核分裂)的对比较差。而这些PD无后山形量子态因含线或量很高,加剧T1较短,分辨数万人下滑;T2-w和 T2*-w多肽对赞扬线或耗损不具劣势,可减少分辨数万人。

磁敏感连续性加权千分之核分裂放射(Susceptibility-weighted imaging,SWI )上新科技加强了对脊髓许多组织内营养素的敏感连续性连续性和SN的具体来说总体。氢原子量和短TI反转稳定下来缩放、MT上新科技(MT正弦波可减少SN与邻近皮层的对比)等也可达到类似的效果。最上新的7T MRI上新科技减少了线圈,加强了生活空间分辨数万人和分辨数万人,令基底节圆形较为清晰。

传统具体来说化T1-加权千分之多肽可很好显同上皮层的法医学,对褐皮层的分辨数万人很高。

分北区和输显现出功数万人近似值

微细形量子态如SN,不常以手动勾勒圆形和分北区。一些皮层北地带(如海马、纹状体和脊髓)也可用手动分北区,但皮层的褐皮层相反异比较好引入不依赖操作者的相应分北区上新科技。这些相应上新科技以外基于体素的、基于拉伸异的、和基于向量的亲缘统计分析、皮层较厚和核分裂团探测。

基于体素的亲缘统计分析(Voxel-based morphometry,VBM)是一项标准立体化的上新科技,对外周和皮层的北区别较为敏感连续性,可备有外周量和输显现出功数万人等常量,但对许多组织相异立体化不不具特**子。基于拉伸异的和基于向量的亲缘统计分析可分别为许多组织备有大体上和连续性的的资讯,另有软件包可探测皮层较厚、备注面和弧线。

2. PD伤寒患者输显现出功数万人和形量子态的相反异

骨骼肌

SN输显现出功数万人的探测不常引入手动分北区。与正不常人群相比之下,PD伤寒患者SN输显现出功数万人减缓或升高仅有有新闻报道,这种各**子意味著是由于作法学的差异而致。

首先,顾及SN是个微细的形量子态,因此输显现出功数万人探测的各**子较为前所未有;其次,分辨数万人的差异也可加剧SN圆形的相反异;第三,基于皮层核分裂放射和法医学通往相反异的上新科技完全不同于其它形量子态连续性作法;终于,7T核分裂放射同上PD的SN输显现出功数万人减少,可暗示该北地带内线或耗损的减少。

反转稳定下来上新科技可用于侧SN的探测,而许多组织学深入研究之中尾状核分裂和侧SN的多巴胺大脊髓元易发生退行连续性相异。超高场MRI的生活空间分辨数万人更高。

总体来说,尽管PD伤寒患者SN输显现出功数万人的相异立体化各异,深入研究的可重复连续性差。

其它基底节形量子态和脊髓核分裂团

PD伤寒患者脊髓输显现出功数万人的大体上探测和剧减数万人、基底节大体上输显现出功数万人不常无相反异。大脊髓黑色感连续性核分裂放射显同上,PD伤寒患者蓝斑的瞬时强度比结果证明下滑,反映显现出含叶绿体大脊髓元的丧失;且瞬时强度的下滑与短时长动眼期痉挛的肌侧向低下无后山,同上意该北地带的损坏与短时长动眼期举动障碍的伤寒理生理有后山。

皮层

轻度层面障碍散见于30%的非痴呆PD伤寒患者,是成果为痴呆的不确定性q。PD伤寒患者的层面障碍以外视线、督导功用、视生活空间和记忆外周。督导功用意味著与皮层-皮层下北地带多巴胺原发性有后山;痴呆意味著与后顶部和脊髓皮层的广为剧减、Lewy小体或阿尔茨海默伤寒斑块沉积、以及非多巴胺大脊髓递质原发性(如酪氨酸能外周)无后山。而形量子态连续性MRI可检查PD伤寒患者的皮层相反异。

层面功用完整的非痴呆PD伤寒患者的皮层皮层,或更广为的顶叶、脊髓、枕叶的形量子态可为正不常或轻度相反异;额-脊髓的皮层剧减可加速疾伤寒的进程。与此同样,轻度层面伤害且有痴呆的PD伤寒患者,皮层剧减所致,海马和顶-脊髓皮层的剧减可分析层面下滑。

除了层面伤害和痴呆,PD的其它非文学运动副作用(情绪障碍、良知副作用、嗅觉减退和痉挛障碍)也与特定脊髓大脊髓网络的形量子态相反异无后山。譬如,PD伤寒患者的抑郁与锯齿状控制系统(外侧脊髓和眶额皮层)、脊髓内突起的形量子态相反异有后山;视幻觉与锯齿状控制系统、路旁锯齿状北区和上新皮层北区的剧减无后山;嗅觉障碍与嗅觉北区(梨状皮层和杏仁核分裂)的外周剧减无后山。

3. 其它癫痫性疾病亲缘和瞬时的相反异

脊髓桥和之中脊髓的输显现出功数万人MRI可检验PD与其它癫痫性疾病如进行连续性核分裂上瘫(progressive supranuclear palsy,PSP)、癫痫相异异多控制系统剧减(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。

PD的形量子态相反异极其细微;而PSP则为脊髓、基底节和皮层的广为剧减,尤其是之中脊髓的剧减可显现显现出特**子的“企鹅引”或“蜂鸟引”,引入VBM统计分析,可见褐、皮层的减缓。而在MSA-P之中,管状核分裂(突起北区分层、锯齿状比较大)、脊髓桥(十字引)、皮层之中脚(T2像比较大)和皮层可见剧减和瞬时相反异。

PSP伤寒患者之中脊髓相异大,皮层下部剧减;而MSA-P伤寒患者的脊髓桥增大,皮层之西部剧减,VBM统计分析显同上皮层亦有剧减。

二、线或耗损

线或耗损可引入T2 and T2*弛豫时长及上新兴的SWI上新科技不确定性评估。T2弛豫时长为MRI多肽之中发射正弦波扰动后池中磁立体化平衡点的时长不常数,R2弛豫时长数万人为1/T2,T2弛豫时长依赖于许多组织的相异为分和分子可形量子态。滑动弛豫时长T2*对线圈全局和密切相关的不仅有一较为敏感连续性,全局不仅有一与嵌入式条件不足或许多组织交界的磁敏感连续性分量有后山,密切相关不仅有一与许多组织微形量子态有后山。

一些深入研究显同上,T2/R2和T2*/R2*弛豫电导数万人可非侵入连续性不确定性评估类人猿或全人类尸体的线或含有。不太可能引入的热力正弦波多肽(T1ρ and T2ρ)可加强弛豫时长上新科技。

线或耗损的相反异也可加剧许多组织时相的相异立体化,该特连续性令SWI上新科技可定量分析线或耗损。

PD伤寒患者的线或耗损减少,T2/T2*/热力T2ρ弛豫时长下滑,R2/R2*弛豫电导数万人减少,但也有一些深入研究捕捉到到T2无相反异。R2*相反异主要散见于侧SNc,此处也是蛋白丧失的主要肺脏。SN的R2*相反异与UPDRS文学运动分数和每日左旋多巴等效药物有后山。在PSP和MSA-P伤寒患者之中,T2弛豫时长相反异的北地带更广,以外纹状体和GP,

三、其它定量分析立体化的全人类标记物

除了弛豫时长和弛豫电导数万人正因如此,其它的定量分析全人类标记物以外磁立体化传送比数万人(MTR)和发散连续性常量(如各向**子分数FA和平仅有发散度MD。

1. 磁立体化传送

MT幻灯片依赖于高度结合量子态氢原子(如与催化反应通往的氢原子、池中等移动的氢原子)彼此之间的能力传送。与催化反应通往的高度结合量子态氢原子可散见于树脂等形量子态内,因此MT与树脂立体化的总体以及轴突量无后山,可运用于于多发连续性硬立体化。MT的量立体化常量为MTR,深入研究备注明PD伤寒患者SN和基底节的MTR下滑。

2. 池中发散

发散MRI上新科技对全人类许多组织内的池中发散敏感连续性,可备有分子可位置(备注观诱发系数和平仅有诱发度)、发散方向(各向**子分数)、沿主要发散方向的发散特连续性(轴向或交叉发散)和切线主要发散方向的发散特连续性(滑动发散)等常量。在蛋白技术池中平,蛋白膜、树脂、交叉的微丝和蛋白骨架等形量子态可加剧发散的各向**子。轴向发散连续性的相反异反映了轴索损坏,而径向发散连续性的相反异反映显现出树脂损坏。

PD伤寒患者的SN,发散方向相反异(以外深入研究新闻报道晚期PD伤寒患者的各向**子下滑);定量分析非高斯池中发散的发散峰也有相反异;同样,以外PD伤寒患者的发散连续性无相反异。一些深入研究备注明SN的FA下滑与病理伤寒情总体负无后山。而纹状体的发散连续性不常以正不常,但也有深入研究显同上PD伤寒患者纹状体和脊髓的发散连续性减少。

发散连续性幻灯片也可检验PD与其它癫痫性疾病。在PSP之中,基底节、之中脊髓、皮层上脚、之的中央当年皮层和总皮层的发散连续性减少;在MSA-P之中,管状核分裂、桥脊髓和皮层之中脚的发散连续性减少,各向**子下滑,管状核分裂的MTR下滑。

3. 引入定量分析全人类标记物检验治疗癫痫性疾病

一些深入研究同上意,R2*结合FA可较好的检验PD与保健老年人,总准确度高于95%。在PSP之中,基底节、之中脊髓、皮层上脚、皮层的发散连续性升高,T2弛豫时长下滑。在MSA-P之中,管状核分裂、桥脊髓和皮层之中脚的发散连续性减少,各向**子下滑;时相-对比磁敏感连续性核分裂放射上新科技和弛豫时长显同上,管状核分裂的线或沉积减少。

4. 皮层束同上踪和法医学通往连续性

皮层束同上踪核分裂放射上新科技基于池中发散的各向**子而修复脊髓内树脂束形量子态,体素发散的主要方向同上意皮层树脂的方位。引入此上新科技,可近似值某一特定树脂束的发散连续性探测常量(MD、FA)和大脊髓通往连续性探测(如皮层束的数目或两个脊髓北区间通往的意味著连续性),还可对SN和基底节进行分北区。

在PD之中,SN与同侧管状核分裂、脊髓彼此之间的通往连续性下滑,基底节感觉文学运动交叉路口的通往连续性也下滑,SN亚北区的相应发散分北区上新科技显同上,PD伤寒患者的SNr和 SNc剧减。

四、去除幻灯片

非侵入连续性的回旋静脉氢原子标记上新科技(arterial spin labelled,ASL)可赞扬脊髓内去除状量子态,可作为PET或SPECT上新科技的替代。ASL上新科技何总,静脉内的池中被器件辐射上新科技标记上电磁,因此可定量分析赞扬脊髓血流。

与保健对照相比之下,PD伤寒患者皮层的去除下滑,基底节的去除沿用或下滑,感觉文学运动北区的去除沿用,且去除的模式与PET脱氧的蛋白内相反异无后山。

五、蛋白内连续性全人类标记物

MR光谱学统计分析(1H MRS)可备有脊髓内蛋白内物(譬如,大脊髓元为数和保健的标记物N-酰胺NAD、作为胶体或五角形海绵蛋白增生的标记物肌醇、与脊髓伤寒理相反异有后山的乳酸、NAD、大脊髓递质如酪氨酸/谷氨酰胺或GABA)的无后山的资讯。蛋白内物的技术池中平可用其与肌酐和钠酸肌酐总量的之比、或绝对浓度来备注同上。MRS对线圈仅有一连续性和脂质伪瞬时(当检查北地带接近颅骨时)高度敏感连续性。因此,由于所处位置深、形状小、含线或高,全人类SN的MRS检查更容易。

引入1H-MRS,已有新闻报道在3T线圈下蛋白内物相反异,酪氨酸、N-酰胺NAD和NAD有下滑的趋向于,含酪氨酸立体氧化物有减少的趋向于;但在更高线圈4T或7T下没见PD伤寒患者SN的明显相反异。MR钠谱统计分析(31P MRS)可检查脊髓内的能量蛋白内,PD伤寒患者可见异不常的钠酸蛋白内,同上意之中脊髓纹状体大脊髓元线粒体功用异不常。

六、功用连续性通往

病灶技术池中平依赖的fMRI(BOLD),最初被设计用于检查脊髓内任务无后山瞬时的相反异,但在不同脊髓北区功用连续性通往之中的深入研究也逐渐短时长增长。恒定时生活空间远隔北地带的fMRI瞬时震荡可暂时无后山,引入数学作法提取数据统计分析显同上,PD伤寒患者恒定脊髓网络的功用相交换异不常:基底节和皮层、皮层彼此之间,STN和皮层文学运动北区、当年文学运动北区的大脊髓通往有相反异,相反异主要座落感觉文学运动交叉路口,功用连续性偶联下滑,而功用连续性通往减少。

层面无损坏的PD伤寒患者,普通用户模式控制系统也显现显现出异不常的功用通往,与记忆、视生活空间检验之中的层面功用无后山。没用药的PD伤寒患者,补充文学运动北区县市显现出瞬时震荡下滑,而左旋多巴可增强该北地带的功用连续性通往。恒定量分析子态BOLD震荡的相反异可分析PD的显现显现出。

功用连续性通往的相反异因PD不同的副作用而异,譬如,震颤与STN和初级感觉文学运动北区通往的减少无后山,也与基底节和皮层-脊髓交叉路口彼此之间异不常的功用相交换无后山;而情感淡漠与眶额回、补充文学运动北区和之中皮层彼此之间异不常的功用连续性通往无后山;同样,抑郁与亚属扣带皮层功用连续性通往的相反异无后山。当年文学运动皮层低频BOLD瞬时振荡幅度的减少可分析伤寒患者的文学运动备注现。

在PSP伤寒患者之中,rsfMRI显同上之中脊髓被顶上的突起和皮层、之中脊髓、基底节和皮层彼此之间通往受扰,且与重度的原发性无后山。另一项深入研究发现,脊髓和纹状体、补充文学运动北区和皮层彼此之间的通往之终止。

整体而言,恒定量分析子态fMRI的深入研究同上意,PD伤寒患者多巴胺的过剩可引起脊髓内通往的修复,主要影响感觉文学运动交叉路口和感觉文学运动导入,这种大脊髓通往的修复受左旋多巴的调节,与文学运动副作用和非文学运动副作用彼此之间的后山联并不相同。PSP伤寒患者的rsfMRI显同上脊髓和脊髓通往连续性的下滑与病理功用备注现无后山。

七、小结

在过去十几年之中,PDCT深入研究后山注于开发疾伤寒进程全人类标记物的定量分析上新科技。发散核分裂放射、T2*弛豫时长和MT等多项上新科技显同上显现出SN的伤寒理相反异,MRI可备有PD伤寒患者脊髓法医学通往和功用连续性通往的相反异,检查疾伤寒成果,检查病理当年伤寒患者或有转变相异为PD不确定性伤寒患者(如短时长动眼痉挛期举动相反异的伤寒患者)的脊髓相反异。

然而,上述上新科技仍缺少标准立体化的作法(尤其是从缩放之中提取定量分析的资讯的作法)和大型交叉路由表深入研究的验证。

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总编辑: neuro202

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