NM-MRI、DTI和MEGA-PRESS在评价帕金森病运动亚型中的应用

摘要

帕金森病(Parkinson's Disease，PD)是一种老年人常见的神经系统变性疾病，根据其临床症状的不同，主要分为震颤为主型(Tremor dominant，TD)和姿势不稳-步态障碍型（Postural instabilitygait difficulty,PIGD）两个运动亚型。PD的病理改变主要累及黑质致密带(substantia nigra pars compacta，SNc)，基底节区纹状体(striatum)和连接两者的黑质-纹状体通路(nigrostriatal pathway)。磁共振成像是目前神经系统最佳的无创性检查手段:神经黑色素敏感序列(Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging，NM-MRI)通过对黑质致密带黑色素的成像侧面反映多巴胺神经元的凋亡程度;MEGA-PRESS序列采用J耦合技术测量纹状体所在基底节区的含量极少的抑制性神经递质γ氨基丁酸(GABA)的浓度;磁共振扩散张量成像(Diffusion tensor MR Imaging，DTI)纤维示踪技术显示黑质-纹状体通路的多巴胺能投射纤维的走行和致密度。目前对于帕金森病，尤其是不同运动亚型发病的病理生理学基础的认识尚存不足，本研究试图通过影像的角度揭示帕金森病PIGD和TD之间在黑质、纹状体及黑质纹状体通路病理改变的异同，本文主要从以下几个部分展开论述：
　　第一部分 神经黑色素敏感序列在评价帕金森病运动亚型中的应用
　　目的:帕金森病(PD)根据临床表现的不同，主要将其分为两种运动亚型:震颤为主型(TD)，和姿势不稳-步态障碍型(PIGD)。神经黑色素敏感序列(NM-MRI)可以测量黑质致密带内黑色素含量的改变，侧面反映含黑色素多巴胺神经元的坏死程度，用以研究PD的病理机制。目前对于PD的不同运动亚型NM-MRI的研究尚未见报道，该研究的目的就是采用NM-MRI序列对TD和PIGD亚型进行成像，试图通过影像的角度探讨不同运动亚型之间的差异。
　　方法:该研究中共纳入PD患者23名（其中PIGD14人，TD9人），与之年龄和性别匹配的正常志愿者20人。所有受试者均采用3.0T磁共振行黑质层面NM-MRI序列成像，PD组另进行H-Y分期和UPDRS（Ⅲ型）量表进行评分。所得MR图像，将双侧黑质致密带分为外侧部和内侧部，测量各部分图像的信号比值，将所得的三组之间信号比值进行单因素方差分析。另对TD和PIGD亚型之间的H-Y分期和UPDRS分级进行t检验。
　　结果:PD亚型TD和PIGD之间H-Y分期和UPDRS分级无统计学差异。双侧黑质致密带内外侧部的NM-MRI信号测量结果发现:PD患者的黑质致密带外侧部信号比值较正常组明显减低，两亚型之间无统计学差异;黑质致密带内侧部信号比值PD组明显减低，其中以PIGD组为著，TD与PIGD信号比值之间具有统计学差异。ROC曲线分析结果提示黑质致密带的内侧部的信号比值可以用来鉴别TD和PIGD两种亚型，准确度约为80％;PD症状严重侧的同侧和对侧致密带的信号比值在鉴别PD亚型之间无差异(p=0.72)。
　　结论:NM-MRI序列可以直观显示黑质致密带的黑色素含量的变化，从影像的角度用来探索PD患者的TD和PIGD两种亚型的含黑色素的神经元细胞坏死程度，为更好的理解不同运动亚型的病理机制提供重要参考价值。
　　第二部分 MEGA-PRESS在评价帕金森病抑制性神经递质改变的应用
　　目的:帕金森病(PD)的病理机制是黑质致密部多巴胺神经元的变性坏死，导致纹状体多巴胺能减弱，致使兴奋性-抑制性神经递质的平衡被打破，从而引起纹状体调节机体运动的异常，出现各种运动障碍。根据PD临床症状的不同，主要分为震颤为主型(TD)，和姿势不稳-步态障碍型(PIGD)两种运动亚型。GABA（γ-amino butyric acid，γ-氨基丁酸）是中枢神经系统中的主要抑制性神经递质，其在脑组织内的含量极低，常规磁共振波普(MRS)技术无法测量其含量。MEGA-PRESS(MEscher-GArwood Point RESolved Spectroscopy)采用新的编辑技术可以分离出GABA在3.0ppm处的波峰，进而测量其含量。本研究目的是通过MEGA-RESS技术来研究PD患者在基底节区的GABA含量的改变，以及PD不同运动亚型之间GABA含量的差异。
　　方法:该研究共纳入PD患者22例，其中TD组9例，PIGD组13例;年龄、性别相匹配的正常志愿者16例作为对照组。所有纳入者均为右利手，行3.0T颅脑磁共振成像(MRI)，MEGA-PRESS序列以左侧基底节区为感兴趣区(ROI)。MRI数据经Gannet2.0软件进行处理，获得相应区域的GABA及肌酸(Cr)代谢物的含量。TD组、PIGD组和对照组之间的代谢物结果进行单因素方差分析，并采用LSD事后分析进行两两比较。PD患者根据临床表现进行UPDRS分级，所得结果与相应患者的左侧基底节区的GABA含量进行相关性分析。
　　结果:PD左侧基底节区GABA+含量较正常对照组明显减低，其中TD组较PIGD组GABA+减低更为显著，两种运动亚型间的GABA+含量具有统计学差异(p=0.019)。TD和PIGD组Cr的含量均低于对照组(p=0.002;p=0.020)，两种亚型之间无统计学差异。UPDRS分级与GABA+含量的相关性分析结果显示，PIGD组两者间具有显著相关性（r=-0.572，p=0.041），而TD组未见明显相关性（r=-0.339，p=0.372）
　　结论:帕金森病基底节区GABA含量的减低，TD和PIGD亚型之间GABA含量的差异，提示GABA神经递质的功能障碍在PD的病理机制中起着重要的作用。
　　第三部分 DTI在评价帕金森病运动亚型黑质纹状体通路中的应用
　　目的:黑质纹状体通路是多巴胺能从黑质致密带到纹状体主要的传输路径，由大量的多巴胺能投射纤维组成，该通路的变性是帕金森病主要病理学基础之一。磁共振扩散张量成像(DTI)中的纤维束示踪成像可以直观显示神经系统中的纤维束走行及形态。该研究的目的就是通过DTI评价帕金森病及其运动亚型黑质纹状体通路纤维束的改变。
　　材料和方法:本研究共纳入原发性帕金森病患者40例，其中PIGD亚型24例，TD亚型16例，20例性别及年龄相匹配的正常志愿者作为对照。所有纳入者均行3.0T磁共振全脑扫描，所得DTI数据经spm8软件进行预处理后，采用DTI toolkit软件进行全脑纤维束计算，并通过TrackVis软件进行黑质纹状体纤维束的显示，同时提供该纤维束的数量值(Track count)、各向异性(FA)、平均扩散系数(MD)、轴向扩散系数(AD)和径向扩散系数(RD)。将上述所得参数值通过单因素方差分析，比较PIGD、TD和对照组之间是否存在差异，并通过Bonferroni事后分析进行两两比较。
　　结果:DTI可以直观显示黑质纹状体通路的纤维束走行和密度，帕金森患者该通路纤维束较正常人明显稀疏，其中以TD组最为明显，两种运动亚型之间Track count值具有统计学差异。黑质纹状体纤维束成像结果显示帕金森病患者FA值减低，MD值、AD值及RD值明显升高，PIGD和TD亚型之间上述纤维是参数均具有明显差异（P值均＜0.05）。
　　结论:DTI纤维束成像证实帕金森病患者黑质纹状体通路损伤，并且PIGD和TD两种运动亚型之间受损程度存在明显差异。黑质纹状体的DTI成像可以为更好的理解帕金森病亚型之间不同的病理生理学改变提供重要的影像学依据。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 神经黑色素敏感序列在评价帕金森病运动亚型中的应用

1．1 前言

1．2 材料和方法

1．2．1 患者和正常对照

1．2．2 磁共振检查

1．2．3 数据处理和统计分析

1．3 结果

1．4 讨论

1．5 结论

1．6 图表及说明

第二章 MEGA-PRESS在评价帕金森病抑制性神经递质改变的应用

2．1 前言

2．2 材料和方法

2．2．1 研究对象

2．2．2 MRI采集方案

2．2．3 数据处理和测量

2．2．4 统计分析

2．4 讨论

2．5 研究的局限性

2．6 结论

2．7 图表及说明

第三章 DTI在评价帕金森病运动亚型黑质纹状体通路中的应用

3．1 前言

3．2 材料和方法

3．2．1 研究对象

3．2．2 磁共振检查

3．2．3 数据处理和统计分析

3．3 结果

3．4 讨论

3．5 结论

3．6 图表及说明

第四章 综述 NM-MRI、DTI和MEGA-PRESS在帕金森病中的应用现状

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况

附件