帕金森病核磁共振的研究近況

1、帕金森病核磁共振的研究近況                  作者：趙丹 毛傳萬 黃建河 周云新 唐蘭英 嚴志漢 張雄【關(guān)鍵詞】   帕金森??；磁共振成像（MRI）；功能磁共振成像（fMRI）帕金森?。╬arkinsons disease,PD）是一種常見的神經(jīng)變性疾病，其患病率隨著人口的老齡化而增高，由于目前對PD的診斷主要依賴于 臨床 表現(xiàn)及對抗PD藥物的反應(yīng)，有研究表明，PD起病5年內(nèi)的錯誤診斷率達15%25%

2、，盡管PET和SPECT已被證實可用于PD的診斷和早期診斷，但由于其操作的相對復(fù)雜性和設(shè)備的昂貴，同時需要大量技術(shù)和生物 統(tǒng)計 學(xué)的支持，在臨床 應(yīng)用 方面受到限制。相比較之下，MRI彌補了以上不足，且在國內(nèi) 醫(yī)院 已有較廣泛的應(yīng)用，近幾年，關(guān)于MRI對PD的相關(guān)研究已有不少報道，因此，本文將從MRI入手，介紹診斷、輔助診斷PD及其病情評估的幾種方法。 1  PD患者黑質(zhì)致密帶寬度的測量     腦 組織 中的鐵呈不均勻分布，據(jù)鐵的順磁效應(yīng), 含有高水平的鐵的組織如黑質(zhì)網(wǎng)狀帶(SNr)、紅核等在T2加權(quán)像上（T2WI）呈低信號，而較低濃度的含鐵組織如黑質(zhì)

3、致密帶（SNc）則呈等信號1,2, 此表現(xiàn)已被相應(yīng)平面的組織學(xué)切片所證實1。通過測量兩個低信號區(qū)之間的等信號寬度即得到黑質(zhì)致密帶寬度。由于PD的主要病變在SNc，有研究表明PD患者SNc內(nèi)鐵水平增高，鐵呈病理性沉積3,4，異常沉積的鐵可產(chǎn)生過多的氧自由基，使其內(nèi)的多巴胺神經(jīng)元受到破壞。因此，通過測量SNc寬度可以判斷鐵的沉積情況，進而間接推測PD的病情嚴重程度。Duguid等1首先運用常規(guī)MRI對PD患者的SNc寬度進行測量，發(fā)現(xiàn)其寬度比正常對照組明顯變窄，之后的研究也得到與Duguid等一致的結(jié)論57。還有學(xué)者將SNc寬度的測量拓展到面積測量8,9。據(jù)以上研究結(jié)果有學(xué)者即推測，SNc的寬度隨

4、著PD病情的加重會更加縮窄。    SNc寬度的測量也存在爭議之處，Oikawa等8即指出質(zhì)子密度加權(quán)自旋回波或反轉(zhuǎn)影像比T2WI能更好地顯示出黑質(zhì)的位置。另外，由于正常人每10年約有13%的黑質(zhì)細胞死亡，年齡因素對SNc的寬度測量結(jié)果也會造成影響。但是，據(jù)目前的研究結(jié)果，在T2WI上測量SNc的寬度不失為一種PD病情監(jiān)測及輔助診斷PD的較好方法。 2  PD患者黑質(zhì)致密帶結(jié)構(gòu)信號改變的測量     正如Oikawa等的研究所述，反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列能更好地顯示黑質(zhì)結(jié)構(gòu)。Hutchinsonan和Raff10即用此序列對PD患者SN

5、c信號的改變進行了研究，其將兩種對細胞鐵較為敏感的脈沖序列相結(jié)合，一個用來抑制白質(zhì)得到白質(zhì)抑制像，另一個用來抑制黑質(zhì)得到灰質(zhì)抑制像，在前者，退行性變的區(qū)域信號是降低的，而后者相反，據(jù)色階對比差異即可判斷病變部位，作者在PD的早期患者中即觀察到黑質(zhì)致密帶信號的丟失，且丟失程度隨著病情的進展更加明顯，因此，作者認為此結(jié)合序列為早期診斷帕金森提供了依據(jù)。在其之后的系列研究中還運用了影像分割技術(shù)和色彩融合技術(shù)將圖像進行了更細致的處理1114，使觀察SNc信號的丟失更為直觀。Minati、Hu等1517的研究也得到與之類似的結(jié)論。值得一提的是：用此序列觀察SNc信號丟失得到了與PET顯像一致的結(jié)果16。

6、    在早期診斷方面，此方法較SNc的寬度測量更加直觀，但圖像的清晰度不如后者，且只能作為半定量的指標。從以上研究不難看出，反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列觀察SNc信號的改變可為PD早期診斷及臨床分期方面提供客觀的影像學(xué)的依據(jù)。 3  PD患者黑質(zhì)、基底節(jié)區(qū)橫向馳豫時間T2的測量     與SNc寬度測量的原理相似，利用鐵的順磁效應(yīng)并可縮短T2馳豫時間，通過測定T2時間（或T2馳豫率1/T2）來推測PD患者黑質(zhì)、基底節(jié)區(qū)的鐵沉積情況。Kosta等9研究顯示：SNc的T2值降低，殼核（Pu）、蒼白球外側(cè)部（Gpe）的T2值增高，還發(fā)現(xiàn)病程超過

7、5年的PD患者，底丘腦核T2值也有變化。此后的相關(guān)研究得到了與之一致的結(jié)果1821，其中，有研究指出，T2馳豫時間與疾病持續(xù)時間有顯著相關(guān)性。由于目前關(guān)于PD的鐵的氧化應(yīng)激的發(fā)病機制尚不清楚，此方法與SNc寬度的測量為PD的發(fā)病機制的探討提供了一客觀依據(jù)。 4  PD患者黑質(zhì)、基底節(jié)區(qū)體積的測量     隨著 計算 機技術(shù)的進步，PD的研究也從斷層層面進展至三維結(jié)構(gòu)體積的測量，其中黑質(zhì)、基底節(jié)區(qū)體積的研究已有不少報道6,22,23，結(jié)果表明：與正常對照組相比，上述結(jié)構(gòu)體積減小有顯著性差異；有學(xué)者還將PD患者皮質(zhì)區(qū)域體積進行了研究，發(fā)現(xiàn)額葉、顳枕區(qū)皮質(zhì)、杏

8、仁體的體積減小2225。    近幾年來，PD患者相關(guān)結(jié)構(gòu)體積的測量已成為研究 熱點 之一，且體素形態(tài)測量方法的應(yīng)用使測量的準確性有了大幅度提高2426。但體積的測量也存在以下問題：（1）計算方法的不統(tǒng)一：傳統(tǒng)的體積測量方法采用感興趣區(qū)的面積×層厚×層數(shù)，隨著 軟件 技術(shù) 發(fā)展 ，目前可以直接通過 工作 站容積軟件進行，限于各醫(yī)院的設(shè)備條件等，體積的計算方法還未能達到一致；（2）缺乏一公認的標準值：關(guān)于PD相關(guān)結(jié)構(gòu)的體積并無統(tǒng)一的標準值，使得測量結(jié)果無法與標準值比較；（3）年齡：腦體積隨著年齡的增長而減小，由于PD患者的發(fā)病年齡較晚，年齡因素對

9、測量結(jié)果的影響也需考慮。 5  fMRI對PD患者基底節(jié)區(qū)的研究     功能磁共振將神經(jīng)活動和高分辨率磁共振成像技術(shù)結(jié)合起來，根據(jù)大腦活動時信號強度的變化來獲得激活腦區(qū)的數(shù)據(jù)及影像。目前，fMRI在PD的研究中涉及的領(lǐng)域較為寬泛，主要包括執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時、藥物 治療 前后、PD患者伴癡呆等方面。以下將對涉及PD患者基底節(jié)區(qū)的腦功能活動情況做一簡單闡述。    Mallola27等研究連續(xù)動作活動的PD患者，發(fā)現(xiàn)其紋狀體和丘腦興奮性是降低的。Yu等28的研究結(jié)果表明：PD患者癥狀同側(cè)小腦活動的增多是對基底節(jié)損害的一種代償，而對

10、側(cè)初級運動皮質(zhì)活動增高與代償無關(guān)但與肢體強直有直接 聯(lián)系 。Wu等29研究也指出，PD患者需要更多的腦活動來代償由基底節(jié)損害導(dǎo)致的自主活動障礙。    fMRI的應(yīng)用使得PD的研究領(lǐng)域得到了拓展，但由于其操作過程相對復(fù)雜，對試驗的對象需進行相關(guān)內(nèi)容的訓(xùn)練，影響試驗的因素較多，對PD診斷特異性存在爭議。從目前PD的相關(guān)研究來看，fMRI使神經(jīng)生 理學(xué) 、病理生理等方面的活體實驗影像研究成為現(xiàn)實。    綜上，目前除了PET、SPECT被公認可以對PD進行早期診斷外，其他關(guān)于PD的MRI研究都普遍被認為缺乏特異性，但從以上的研究不難看出，

11、關(guān)于MRI對PD的研究仍在不斷探索和進步中，相信隨著科技的進步和更多深入的研究，利用MRI設(shè)備作為PD的輔助診斷工具是存在可能的。5 Braffman BH, Grossman RI, Goldberg HI, et al. MR imaging of Parkinson disease with spinecho and gradientecho sequencesJ. AJR Am J Roentgenol, 1989;152(1):15965.6 Atasoy HT, Nuyan O, Tunc T, et al. T2w Ei ghted MRI in Parkinsons disea

12、se： substantia nigra pars compacta hypointensity correlates with the clinical scoresJ. Neurol India, 2004;52(3):3327.7 黃海東, 宦 怡, 楊春敏, 等. 帕金森病的MRI 應(yīng)用 價值J. 中國 現(xiàn)代 醫(yī)學(xué) 雜志, 2004;14(1):1720.8 Oikawa H, Sasaki M, Tamakawa Y, et al. The substantia nigra in Parkinson disease: proton densityw EI ghted spinecho

13、 and fast short inversion time inversionrecovery MR findingsJ. AJNR Am J Neuroradiol, 2002;23(10):174756.9 Kosta P, Argyropoulou MI, Markoula S, et al. MRI evaluation of the basal ganglia size and iron content in patients with Parkinsons diseaseJ. J Neurol, 2006;253(1):2632.10 Hutchinson M, Raff U.

14、Parkinsons disease: a novel MRI method for determining structural changes in the substantia nigraJ. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1999;67(6):8158.11 Hutchinson M, Raff U. Structural changes of the substantia nigra in Parkinsons disease as revealed by MR imagingJ. AJNR Am J Neuroradiol, 2000;21(4):6

15、97701.12 Raff U, Rojas GM, Huete I, Hutchinson M. Computer assessment of neurodegeneration in Parkinson disease using data fusion techniques with MR imagesJ. Acad Radiol, 2003;10(9):103644.13 Raff U, Hutchinson M, Rojas GM, et al. Inversion recovery MRI in idiopathic Parkinson disease is a very sens

16、itive tool to assess neurodegeneration in the substantia nigra: preliminary investigationJ. Acad Radiol, 2006;13(6):7217.14 Hutchinson M, Raff U, Lebedev S. MRI correlates of pathology in parkinsoni sm: segmented inversion recovery ratio imaging (SIRRIM)J. Neuroimage, 2003;20(3):1899902.15 Minati L,

17、 Grisoli M, Carella F, et al. Imaging degeneration of the substantia nigra in Parkinson disease with inversionrecovery MR imagingJ. AJNR Am J Neuroradiol, 2007;28(2):30913.16 Hu MT, White SJ, Herlihy AH, et al. A comparison of (18)Fdopa PET and inversion recovery MRI in the diagnosis of Parkinsons d

18、iseaseJ. Neurology, 2001;56(9):1195200.17 Hu MT, Scherfler C, Khan NL, et al. Nigral degeneration and striatal dopaminergic dysfunction in idiopathic and Parkinlinked Parkinsons diseaseJ. Mov Disord, 2006;21(3):299305.18 Antonini A, Leenders KL, Meier D, et al. T2 relaxation time in patients with Pa

19、rkinsons diseaseJ. Neurology, 1993;43(4):697700.19 Gorell JM, Ordidge RJ, Brown GG, et al. Increased ironrelated MRI contrast in the substantia nigra in Parkinsons diseaseJ. Neurology 1995;45(6):113843.20 Ryvlin P, Broussolle E, Piollet H, et al. Magnetic resonance imaging evidence of decreased puta

20、menal iron content in idiopathic Parkinsons diseaseJ. Arch Neurol, 1995;52(6):5838.21 Bhattacharya K, Saadia D, Eisenkraft B, et al. Brain Magnetic Resonance Imaging in MultipleSystem Atrophy and Parkinson DiseaseJ. Arch Neurol, 2002;59(5):83542.22 ONeill J, Schuff N, Marks WJ, Jr., et al. Quantitat

21、ive 1H magnetic resonance spectroscopy and MRI of Parkinsons diseaseJ. Mov Disord, 2002;17(5):91727.23 Krabbe K, Karlsborg M, Hansen A, et al. Increased intracranial volume in Parkinsons diseaseJ. J Neurol Sci, 2005;239(1):4552.24 RamirezRuiz B, Marti MJ, Tolosa E, et al. Longitudinal evaluation of cerebral morphological changes in Parkinsons disease with and without dementiaJ. J Neurol, 2005;252(11):134552.25 RamirezRuiz B, Marti MJ, Tolosa E, et al. Cerebral atrophy in Parkinsons disease patients with visual hallucinationsJ. Eur