MRI在帕金森氏病中的应用于

2021-11-08 00:15:03 来源:
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失智症氏病(Parkinson's disease,PD)的诊断主要依据诊断特王以而非图像学微生物上面物。PD常见的图像学新技术仅限于PET、SPECT,但传统MRI的诊断应用实现。然而,随着结构设计和该系统病自旋图像新技术的进步,MRI也可检测到PD的扭曲,能够辨识PD和其它失智症综合王以。

视网膜图像的微生物上面物应可在里枢视网膜该系统内,仅限于视视网膜(substantia nigra,SN)、脊髓、基底节和视网膜元,检测出早期的视网膜病理扭曲,有助于早期诊断,且与病症进程之外可检测病症平衡状自旋。新MR检测器和图像比对新技术的加强现在也就是说化SN或其它脊髓连锁反应团,检测出视网膜元受损的扭曲(如宽度、发电能力和大脑组织皮质密度)。

定幅度比对图像新技术仅限于弛豫时间、磁化适合于加权平仅扫描、高能量和带电传达扫描(magnetization transfer,MT)等。非对比MRI可赞赏脑组织洗涤平衡状自旋,磁化共振能谱比对(MR spectroscopy,MRS)可赞赏脑组织细胞内平衡状自旋,脑组织脑组织细胞薄膜必踪扫描需用以比对组织学连接起来病自旋,注记征自旋该系统病自旋MRI (resting state functional,rsfMRI)为PD病坏脑组织该系统病自旋连接起来的扭曲共享了新视角。

近期,Ther Adv Neurol Disorders刊物发注记综述,总结了结构设计病自旋扫描、炭承受比对报告及其它定幅度比对新技术(如MT和高能量扫描)、洗涤扫描、磁化共振能谱比对、结构设计和该系统病自旋视网膜接连比对报告等新兴MRI 新技术及其在PD里的应用,概述见注记1和上图1。

注记1. MRI新技术

分析方法

新技术

的资讯

PD扭曲

结构设计病自旋

T1-w, T2-w, IR, MT

脊椎动物测定

SN:发电能力扭曲各异;视网膜元:发电能力和宽度轻度回升

视网膜体细胞

自旋瞬时 T1-w

分作体细胞视网膜细胞扫描

频率强度减弱

带电传达扫描

有MT波形的上缩放(MT),无MT波形的上缩放(M0)

脱肌肉有组织的以往,视网膜元密度

MT比率回升(MTR = M0 – MT/M0)

弛豫时间

T2/T2*

脑组织内炭分作幅度

T2/T2*回升,R2/R2*减小

磁化适合于-加权平仅扫描

时像上缩放

脑组织内炭分作幅度

因炭承受而减小的适合于度

高能量扫描

DTI

池中在微生物有组织内的高能量

FA回升

脑组织细胞必踪扫描

DTI

薄膜束抗体修复

连接起来的也许病自旋回升

该系统病自旋扫描

注记征自旋BOLD fMRI

脑组织网络平台的该系统病自旋连接起来

感觉爱国运动北区FC回升,联络视网膜元FC减小

MR能谱比对

1H MRS

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

细胞内物有回升的急遽

31P MRS

能幅度细胞内:ADP, PCr/ATP

里脑组织ATP回升

洗涤

ASL

rCBF

视网膜元回升,基底节巨大坏化各异

评注:1H MRS, MR质谱比对;31P MRS,MR磷谱比对;ADP,二磷酸腺苷;ASL,滑出动脉氢上面洗涤图像;ATP,三磷酸腺苷;BOLD,血压相对于抗体;Cho,分作中枢视网膜该系统化合物;DTI,高能量向幅度扫描;FA,极化评分;FC,该系统病自旋连接起来;Glx,胺类-谷氨酰胺;GSH,天冬氨酸;IR,旋转恢复原;mIns,肌醇;MTR,带电传达比率;NAA,N-羟甘氨酸;rCBF,大面积脑组织血流;PCr,磷酸肌酸;T2,T2弛豫时间;T2*,局部瞬时T2驰豫时间;T1-w,T1加权平仅;T2-w,T2加权平仅;R2,T2弛豫速度;R2*,T2*弛豫速度。

上图1.PD比对换用的MRI分析方法。视网膜元:基于体素的新技术、视网膜元宽度测定和洗涤扫描。脑组织连接起来病自旋:该系统病自旋连接起来换用rs-fMRI,结构设计病自旋连接起来换用脑组织细胞扫描。视视网膜(黄圈):高能量扫描新技术(FA减缓)、弛豫(R2*减小提必炭承受减小,磁化适合于加权平仅扫描)、带电传达扫描率(回升)和MR能谱比对。基底节:比对显必FA、R2* 或MTR无扭曲或轻度扭曲。蓝斑(Locus coeruleus):视网膜体细胞扫描必频率强度回升。

一、 结构设计病自旋图像

1. 脑组织北区也就是说化和一北区新技术

也就是说化基底节和视网膜元的MRI序列

传统的缩放T1加权平仅(T1-w)序列可清楚显必视网膜元灰脑组织细胞的对比及外基底节结构设计;但对PD之外结构设计(SN、下脊髓连锁反应团、苍白球、红连锁反应)的对比极低。而这些PD之外结构设计因分作炭幅度很低,致使T1较细,灵敏度回升;T2-w和 T2*-w序列对赞赏炭承受具有优势,可减小灵敏度。

磁化适合于加权平仅扫描(Susceptibility-weighted imaging,SWI )新技术加强了对脑组织有组织内矿物质的适合于病自旋和SN的也就是说以往。氢密度和细TI旋转恢复原上缩放、MT新技术(MT波形可减小SN与位处脑组织细胞的对比)等也可达到相似的效果。除此以外的7T MRI新技术减小了电磁化场,加强了空间内分辨率和灵敏度,令基底节侧面更为清晰。

传统缩放T1-加权平仅序列可很好显必视网膜元的组织学,对灰脑组织细胞的灵敏度很低。

一北区和发电能力测算

识结构设计如SN,间或手动绘出侧面和一北区。一些视网膜元北区外(如艾利、纹状体和脊髓)也需用手动一北区,但视网膜元的灰脑组织细胞扭曲比较好换用不仰赖操作者的自动一北区新技术。这些自动新技术仅限于基于体素的、基于形坏的、和基于向幅度的脊椎动物比对、视网膜元宽度和连锁反应团测定。

基于体素的脊椎动物比对(Voxel-based morphometry,VBM)是一项规范的新技术,对大脑组织皮质和脑组织细胞的北分野颇为适合于,可共享大脑组织皮质密度和发电能力等注记达式,但对有组织巨大坏化不具有抗体。基于形坏的和基于向幅度的脊椎动物比对可分别为有组织共享基本外观上和大面积的的资讯,;还有软件可测定视网膜元宽度、较厚和曲线。

2. PD病坏发电能力和形自旋的扭曲

视视网膜

SN发电能力的测定常换用手动一北区。与也就是说许多人相比,PD病坏SN发电能力减缓或增高仅有报道,这种各异病自旋也许是由于分析方法学的相似病自旋而致。

首先,顾及SN是个识的结构设计,因此发电能力测定的各异病自旋颇为巨大;其次,灵敏度的相似病自旋也可致使SN侧面的扭曲;第三,基于脑组织细胞扫描和组织学连接起来扭曲的新技术完全不同于其它结构设计病自旋分析方法;最后,7T扫描必PD的SN发电能力减小,可解释该北区外内炭承受的减小。

旋转恢复原新技术需用于末端SN的测定,而有组织学比对里尾状连锁反应和末端SN的肾上腺素视网膜元易发生退行病自旋坏。超高场MRI的空间内分辨率更佳。

总体来说,尽管PD病坏SN发电能力的巨大坏化各异,比对的可重复病自旋差。

其它基底节结构设计和脊髓连锁反应团

PD病坏脊髓发电能力的基本外观上测定和走下坡率、基底节基本外观上发电能力常无扭曲。视网膜黑色感病自旋扫描显必,PD病坏蓝斑的频率强度比相比较组回升,反映出分作体细胞视网膜元的夺去;且频率强度的回升与细时间内动眼期睡眠的肌张力低下之外,提必该北区外的受损与细时间内动眼期行为盲点的病理内分泌有关。

视网膜元

轻度认知盲点见于30%的非痴呆PD病坏,是困难重重为痴呆的也许会因子。PD病坏的认知盲点仅限于注意力、制订该系统、视空间内和梦境缺损。制订该系统也许与腰叶-视网膜元下北区外肾上腺素该系统盲点有关;痴呆也许与后顶部和脊髓视网膜元的相当多走下坡、Lewy小体或阿尔茨海默病斑块堆积、以及非肾上腺素中枢视网膜该系统该系统盲点(如中枢视网膜该系统能缺损)之外。而结构设计病自旋MRI可检测PD病坏的视网膜元扭曲。

认知该系统完整的非痴呆PD病坏的腰叶视网膜元,或更相当多的顶叶、脊髓、枕叶的形自旋可为也就是说或轻度扭曲;腰-脊髓的视网膜元走下坡可更快病症的进程。与此相反,轻度认知破坏且有痴呆的PD病坏,视网膜元走下坡日益严重,艾利和顶-脊髓视网膜元的走下坡可预见认知回升。

除了认知破坏和痴呆,PD的其它非爱国运动症状(恐惧盲点、精神症状、嗅觉减退和睡眠盲点)也与特定脑组织部视网膜网络平台的结构设计扭曲之外。譬如,PD病坏的癫痫与内侧该系统(内侧脊髓和眶腰视网膜元)、脊髓内侧边的结构设计扭曲有关;视幻觉与内侧该系统、旁内侧北区和新视网膜元北区的走下坡之外;嗅觉盲点与嗅觉北区(梨状视网膜元和杏仁连锁反应)的大脑组织皮质走下坡之外。

3. 其它失智症青光眼脊椎动物和频率的扭曲

脑组织桥和里脑组织的发电能力MRI可辨识PD与其它失智症青光眼如进行病自旋连锁反应上瘫(progressive supranuclear palsy,PSP)、失智症病自旋状多该系统走下坡(Parkinson variant of multiple system atrophy,MSA-P)。

PD的结构设计扭曲颇为细微;而PSP则为脊髓、基底节和视网膜元的相当多走下坡,尤其是里脑组织的走下坡可经常出现抗体的“海豹王以”或“鹌鹑王以”,换用VBM比对,可见灰、脑组织细胞的减缓。而在MSA-P里,壳连锁反应(背末端北区低密度、内侧外围)、脑组织桥(十字王以)、大脑组织皮质里脚(T2像外围)和大脑组织皮质可见走下坡和频率扭曲。

PSP病坏里脑组织坏大,大脑组织皮质上部走下坡;而MSA-P病坏的脑组织桥增大,大脑组织皮质里部走下坡,VBM比对显必视网膜元亦有走下坡。

二、炭承受

炭承受可换用T2 and T2*弛豫时间及新兴的SWI新技术比对报告。T2弛豫时间为MRI序列里发射波形忧动后池中带电平衡的时间常数,R2弛豫时间率为1/T2,T2弛豫时间之外联有组织的成分和过渡自旋。交叉弛豫时间T2*对电磁化场整体和微观的不利于一颇为适合于,整体不利于一与接口条件不足或有组织交界的磁化适合于局部有关,微观不利于一与有组织晶体结构设计有关。

一些比对显必,T2/R2和T2*/R2*弛豫速度可非侵入病自旋比对报告灵长类或有机体尸体的炭分作幅度。不太也许换用的绝热波形序列(T1ρ and T2ρ)可加强弛豫时间新技术。

炭承受的扭曲也可致使有组织时相的巨大坏化,该结构上令SWI新技术可定幅度比对炭承受。

PD病坏的炭承受减小,T2/T2*/绝热T2ρ弛豫时间回升,R2/R2*弛豫速度减小,但也有一些比对观察到T2无扭曲。R2*扭曲主要见于末端SNc,此不远处也是细胞夺去的主要部位。SN的R2*扭曲与UPDRS爱国运动评分和每日左旋多巴等效剂幅度有关。在PSP和MSA-P病坏里,T2弛豫时间扭曲的北区外更广,仅限于纹状体和GP,

三、其它定幅度比对化的微生物上面物

除了弛豫时间和弛豫速度之外,其它的定幅度比对微生物上面物仅限于带电传达比率(MTR)和高能量病自旋注记达式(如极化评分FA和平仅高能量度MD。

1. 带电传达

MT图像之外联相对于建构自旋氢(如与大催化反应连接起来的氢、池中等移动的氢)密切关系的能力传达。与大催化反应连接起来的相对于建构自旋氢可见于肌肉有组织等结构设计内,因此MT与肌肉有组织化的以往以及视网膜元密度之外,可引入原发病自旋硬化。MT的幅度化注记达式为MTR,比对注记明PD病坏SN和基底节的MTR回升。

2. 池中高能量

高能量MRI新技术对微生物有组织内的池中高能量适合于,可共享催化反应位置(注记型摩尔和平仅蔓延度)、高能量同方向(极化评分)、沿主要高能量同方向的高能量结构上(轴向或垂直高能量)和平面主要高能量同方向的高能量结构上(交叉高能量)等注记达式。在细胞相对于,细胞壁、肌肉有组织、垂直的微丝和动物细胞等结构设计可致使高能量的极化。轴向高能量病自旋的扭曲反映了轴索受损,而轴高能量病自旋的扭曲反映出肌肉有组织受损。

PD病坏的SN,高能量同方向扭曲(多数比对报道早期PD病坏的极化回升);定幅度比对非克雷池中高能量的高能量山峰也有扭曲;相反,多数PD病坏的高能量病自旋无扭曲。一些比对注记明SN的FA回升与诊断病况以往负之外。而纹状体的高能量病自旋间或也就是说,但也有比对显必PD病坏纹状体和脊髓的高能量病自旋减小。

高能量病自旋图像也可辨识PD与其它失智症青光眼。在PSP里,基底节、里脑组织、大脑组织皮质上脚、里央从前脑组织细胞和总脑组织细胞的高能量病自旋减小;在MSA-P里,壳连锁反应、桥脑组织和大脑组织皮质里脚的高能量病自旋减小,极化回升,壳连锁反应的MTR回升。

3. 换用定幅度比对微生物上面物辨识诊断失智症青光眼

一些比对提必,R2*建构FA可较好的辨识PD与肥胖老年人,总准确率高于95%。在PSP里,基底节、里脑组织、大脑组织皮质上脚、脑组织细胞的高能量病自旋增高,T2弛豫时间回升。在MSA-P里,壳连锁反应、桥脑组织和大脑组织皮质里脚的高能量病自旋减小,极化回升;时相-对比磁化适合于扫描新技术和弛豫时间显必,壳连锁反应的炭堆积减小。

4. 脑组织细胞束必踪和组织学连接起来病自旋

脑组织细胞束必踪扫描新技术基于池中高能量的极化而修复脑组织内薄膜束结构设计,体素高能量的主要同方向提必脑组织细胞薄膜的方位角。换用此新技术,可测算某一特定薄膜束的高能量病自旋测定注记达式(MD、FA)和视网膜连接起来病自旋测定(如脑组织细胞束的数目或两个脑组织北区间连接起来的也许病自旋),还可对SN和基底节进行一北区。

在PD里,SN与同侧壳连锁反应、脊髓密切关系的连接起来病自旋回升,基底节感觉爱国运动环路的连接起来病自旋也回升,SN亚北区的自动高能量一北区新技术显必,PD病坏的SNr和 SNc走下坡。

四、洗涤图像

非侵入病自旋的滑出动脉氢上面新技术(arterial spin labelled,ASL)可赞赏脑组织内洗涤平衡状自旋,可作为PET或SPECT新技术的替代。ASL新技术何总,动脉内的池中被射频高能量新技术上面上电磁化,因此可定幅度比对赞赏脑组织血流。

与肥胖相比较相比,PD病坏视网膜元的洗涤回升,基底节的洗涤存留或回升,感觉爱国运动北区的洗涤存留,且洗涤的Mode与PET脱氧的细胞内扭曲之外。

五、细胞内病自旋微生物上面物

MR质谱比对(1H MRS)可共享脑组织内细胞内物(譬如,视网膜元数幅度和肥胖的上面物N-羟甘氨酸、作为渗透压或星形海绵细胞炎症的上面物肌醇、与脑组织病理扭曲有关的乳酸、天冬氨酸、中枢视网膜该系统如胺类/谷氨酰胺或GABA)的之外的资讯。细胞内物的相对于需用其与肌酐和磷酸肌酐总幅度的比值、或绝对浓度来注记必。MRS对电磁化场仅一病自旋和脂质伪频率(当连锁反应查北区外近颅骨时)相对于适合于。因此,由于所不远处位置深、形状小、分作炭高,有机体SN的MRS连锁反应查较难。

换用1H-MRS,较早报道在3T电磁化场下细胞内物扭曲,胺类、N-羟甘氨酸和天冬氨酸有回升的急遽,分作中枢视网膜该系统化合物有减小的急遽;但在更佳电磁化场4T或7T下仍未见PD病坏SN的显著扭曲。MR磷谱比对(31P MRS)可检测脑组织内的能幅度细胞内,PD病坏可见持续病自旋的磷酸细胞内,提必里脑组织纹状体视网膜元线粒体该系统持续病自旋。

六、该系统病自旋连接起来

血压相对于仰赖的fMRI(BOLD),在此之前被设计用于检测脑组织内任务之外频率的扭曲,但在不同脑组织北区该系统病自旋连接起来里的比对也逐渐增多。注记征时空间内远隔北区外的fMRI频率不确定性可暂时之外,换用新分析方法提取数据比对显必,PD病坏注记征脑组织网络平台的该系统互持续病自旋:基底节和视网膜元、大脑组织皮质密切关系,STN和视网膜元爱国运动北区、从前爱国运动北区的视网膜连接起来有扭曲,扭曲主要座落在感觉爱国运动环路,该系统病自旋偶联回升,而该系统病自旋连接起来减小。

认知无受损的PD病坏,默认Mode该系统也经常出现持续病自旋的该系统连接起来,与梦境、视空间内测试里的认知该系统之外。仍未药物的PD病坏,补充爱国运动北区新竹市出频率不确定性回升,而左旋多巴可增强该北区外的该系统病自旋连接起来。注记征自旋BOLD不确定性的扭曲可预见PD的经常出现。

该系统病自旋连接起来的扭曲因PD不同的症状而异,譬如,震颤与STN和初级感觉爱国运动北区连接起来的减小之外,也与基底节和大脑组织皮质-脊髓环路密切关系持续病自旋的该系统互之外;而情感淡漠与眶腰回、补充爱国运动北区和里腰叶密切关系持续病自旋的该系统病自旋连接起来之外;相反,癫痫与亚属扣放视网膜元该系统病自旋连接起来的扭曲之外。从前爱国运动视网膜元低频BOLD频率振荡幅度的减小可预见病坏的爱国运动展示出。

在PSP病坏里,rsfMRI显必里脑组织被盖的侧边和大脑组织皮质、里脑组织、基底节和视网膜元密切关系连接起来受忧,且与重度的该系统盲点之外。另一项比对发现,脊髓和纹状体、补充爱国运动北区和大脑组织皮质密切关系的连接起来里断。

整体而言,注记征自旋fMRI的比对提必,PD病坏肾上腺素的巨量可引起脑组织内连接起来的修复,主要影响感觉爱国运动环路和感觉爱国运动整合,这种视网膜连接起来的修复受左旋多巴的调节,与爱国运动症状和非爱国运动症状密切关系的相似病自旋并不相同。PSP病坏的rsfMRI显必脊髓和脊髓连接起来病自旋的回升与诊断该系统展示出之外。

七、小结

在过去十几年里,PD图像学比对关注于研发病症进程微生物上面物的定幅度比对新技术。高能量扫描、T2*弛豫时间和MT等多项新技术显必出SN的病理扭曲,MRI可共享PD病坏脑组织部组织学连接起来和该系统病自旋连接起来的扭曲,检测病症困难重重,检测诊断从前病坏或有转型成PD也许会病坏(如细时间内动眼睡眠期行为扭曲的病坏)的脑组织部扭曲。

然而,上述新技术仍缺失规范的分析方法(尤其是从上缩放里提取定幅度比对的资讯的分析方法)和大型垂直链注记比对的验证。

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编辑: neuro202

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