帕金森病神经影像学 前言 第二大常见神经变性病 缺乏简便 经济 客观的早期诊断指标 结构未变 功能已变 功能影像技术的发展为影像学诊断提供可能 病理 黑质纹状体系统多巴胺能神经元变性及Lewy小体形成 出现症状意味着至少50 DA神经元丧失 典型运动症状的出现意味着80 DA经元死亡 但常规的结构影像学改变有限 含色素的神经元变性缺失 以黑质致密部DA能神经元为甚 病理 瑞典 ALPHONSEPROBST 传统的观点 黒质致密带 SNpc A9多巴胺能神经元的减少 黒质纹状体通路变性 DA神经元起源于中脑黑质A9和中脑大脑脚被盖部腹侧区A10黑质 A9 纹状体通路 控制运动中脑边缘系统 A10 投射到杏仁核 隔核 扣带回中脑皮层通路 A10 投射到皮层颞叶与精神和行为有关 多巴胺通路 病理学的新认识 临床特征 运动迟缓肌僵直震颤姿势反射障碍 临床特征 抑郁执行功能障碍痴呆 精神症状 黑质 纹状体通路 中脑边缘及皮质通路 MonographbyJamesParkinson1817 HeikoBraak认为 PD是一种在脑内形成Lewy体和Lewy神经突的多系统突触蛋白病 Synucleinopathy 始于延髓逐渐依次进展到桥脑 中脑 最后到间脑和皮层 损害边缘系统 内脏运动系统和感觉运动系统 病理学的新认识 帕金森病病理并非始于黑质致密部 NEUROLOGY2007 68 948 952 Braak病理分级 1期 延髓 嗅觉障碍2期 桥脑被盖 睡眠 头痛 运动减少 情感等3期 中脑 体温调节 认知 抑郁 背疼等4期 纹状体 四主症 震颤 强直 运动迟缓 平衡障碍 5期 新皮层 运动波动 频发疲劳6期 新皮层 错乱 视幻觉 痴呆 精神症状 ApplicationofdifferentbiomarkersforthediagnosisofPD TolosaEetal LancetNeurology2006 5 75 PD影像学检测流程 MRI MRI结构成像弥散加权MR成像弥散张量成像静息态功能MRI功能MRIMR波谱分析 MR结构成像 常规MR结构成像对帕金森病诊断意义有限 主要用于与帕金森综合症的鉴别诊断 高场强的MR可能对帕金森病有提示作用 但早期诊断价值不大 尾状核和壳核体积缩小 高场强MRI检查可能有提示作用 黑质致密部正常宽度4毫米 而PD的平均宽度为2 7毫米 鉴别诊断 进行性核上性麻痹 PSP 鉴别诊断 纹状体黑质变性 SND 鉴别诊断 皮质基底节变性 CGD 鉴别诊断 路易体痴呆 LBD 鉴别诊断 橄榄桥脑小脑萎缩 OPCA 上图为正常对照 中图PD患者可见中脑腹外侧信号较弱 下图PSP患者中脑中线区域信号较弱 分段性自转回波磁共振成像 利用脑组织在磁场参数发生特定变化情况下 使中脑黑质从周围脑组织中被区分显示出 特异性不高 主要可用于PD和PSP的鉴别 MichaelHutchinson 2003 Color codeddiffusionweightedMRimagesofhealthysubject patientwithPD andpatientwithatypicalparkinsoniansyndromemultiplesystematrophy Apparentdiffusioncoefficient ADC isnormalinstriatumofPDpatientbutraisedinmultiple systematrophybecauseofneuronallossthattargetsputamen MSA multiple systematrophy 弥散加权MR成像 DWI 弥散张量成像 DTI DTI是DWI的发展和深化 用于脑白质束的观察 追踪 脑发育 认知 脑病病理等的研究 主要检测指标为各向异性分数 FA 多数研究证实在PD患者脑内黑质区 尾状核及黑质纹状体纤维FA明显下降 有研究认为DTI检测黑质丘脑连接结合黑质体积的测量具有较高的特异性 FA的下降可能反映了相关白质纤维及功能联系结构的完整性损伤 DTI用于PD的诊断还处于探索阶段 帕金森病 黑质区R2值显著增加 黑质和丘脑区FA 各向异性分数 下降 壳核和尾状核平均弥散率 meandiffusivity 上升 功能磁共振 fMRI 功能磁共振 fMRI 通常分静息态MRI和功能诱导的fMRI 静息态MR显示辅助运动区 左背外侧前额皮层 左壳核纤维联系减少 同时左小脑 左第一运动区 顶叶皮层纤维联系增多 这些改变可以被药物部分逆转 fMR检测在运动及学习任务过程的MR改变 fMR发现在执行计划任务时 患者脑前额区儿茶酚氧位甲基转移酶 COMT 活性下降 fMR检测中运动及任务执行的异质性导致检测结果的可重复性受到质疑 功能MR 静息态 纹状体纤维种子区及投射 cortico striatalconnectivity 功能MR 静息态 Inlightblue SPM t statisticalparametricmapofthetstatistic ofdecreasedfunctionalconnectivitywiththeposteriorputamen PP inthePDgroup control PD Inorange SPM t ofenhancedfunctionalconnectivitywiththeanteriorputamen AP inthePDgroup PD controls PDpatients reddots onedotrepresentsonesubject showedaconsistentbiastowardstrongerfunctionalconnectivitybetweentheIPC 顶叶皮层 andtheanteriorputamenthanthehealthycontrols bluedots 功能MR成像 语言流畅性作业 左旋多巴及左旋多巴洗脱患者语言流畅性作业fMRI比较观察左旋多巴对PD患者语言区的功能影响 服用左旋多巴后脑额中回 左额叶及顶枕区活性降低 服用左旋多巴对纹状体区活性物影响 服用左旋多巴抑制PD患者左顶枕区代偿性激活 常用指标 NAA 2 02 2 05ppm Creatine 3 03ppm Choline 3 2ppm Myo Inositol 3 56ppm Lactate 1 32ppm Lipid 0 8 1 2 1 5 6 0ppm Glutamate 2 1 2 5ppm Alanine 1 3 1 4ppm 磁共振波谱分析 MRS 疾病NAACrChoLacLipaa肿瘤 脓肿 梗死 MS PD 磁共振波谱分析 MRS 桥脑和壳核 氨基丁酸 GABA 浓度显著升高 乳酸 Lac 总N乙酰门冬氨酸 NAA 总肌酸 tCr 肌醇和总胆碱 tCho 等在黑质 脑桥及壳核均未见变化 磁共振波谱分析 MRS 经颅超声 TCS 用于PD的早期和鉴别诊断 TCS在90 的PD患者的黒质区可见到其增强的回声信号 在非典型或帕金森综合症中很少见到 TCS回声信号的增强在健康人群出现是黒质纹状体易于损伤的生物信号 TCS是锥体外系疾病的生物标志 回声高信号有助于PD早期诊断和鉴别诊断 原发性肌张力障碍回声高信号常见于豆状核 亨廷顿在尾状核 第16届国际帕金森病与相关疾病会议 2006 东京 德国tubingen大学BergDaniela教授 经颅多谱勒超声诊断 1 多谱勒探头应置于患者颞部骨窗 2 正常人中脑黑质为低回声区 PD患者在该区出现部分高回声区 可能与该区大量的铁沉积有关 3 该技术特异性不高 正常老年人黑质区也可能有铁质沉积导致回声异常 正常人中脑部位为低回声区 红箭头 90 PD患者黑质区有高回声 同时夹杂有低回声区 红箭头所示 GeorgBecker 2001 TranscranialsonographyforParkinsondiseaseHagenahetal Neurology 2006 66 1951 PD中脑黑质各向异性分数 FA 自头端向尾端递减 经颅超声显示黑质回声增强 SPECT和PET 多巴胺功能成像 突触前功能成像囊泡单胺转运体2型 VMAT2 多巴胺转运体 DAT 多巴胺合成与代谢 6 18F 左旋多巴 18F DA 等突触后功能成像多巴胺D1受体 doparmineD1R 多巴胺D2受体 doparmineD2R 多巴胺D3受体 doparmineD3R 其它 葡萄糖代谢 5 HT2等 突触前功能成像 3种标记途径 VMAT2 DAT 18F DA 常用多巴胺能神经传递示踪剂及临床应用 目前只有很少的医学中心可以进行这项工作 健康被试 Hoehn Yahr1级PD患者 DAT成像 SPECT CourtesyofKLMarek 99mTc TRODAT 1SPECT显像示随H Y分级增加DAT逐渐下降 A为正常对照 B F为H Y的1 5级 DAT成像 SPECT严重程度比较 123I CITSPECTimagesshowprogressivedeclineofnigro striatalDATfunctioninpatientswithParkinson sdisease DAT成像 SPECT 动态随访 DAT SPECT PD与ET的比较 DAT SPECT PD与AD DLB的比较 男 44岁 进行性左上肢颤 僵硬 乏力1年 DAT PETCTscan DAT PET PD与ET的比较 18F Dopa成像 18F DA 显像 Progressionoflossof18F dopastorageinaninitiallyasymptomaticidenticaltwinofapatientwithPDwho5yearslaterbecameclinicallyaffected Credit DavidBrooks MD 18F DA 单卵双胎无症状PD5年随访 对SND PD患者分别进行18F DGPET检测 可见SND的双侧基底节区糖代谢下降 而PD患者则无变化 18F DA 与SND比较 VMAT2 DAT 18F DA成像比较 多巴胺D2受体标记显像 多巴胺D2受体标记 11C 雷氯必利受突触DA影响 可用于评估DA释放 DAT及D2受体标记比较 PD MSA PSP 功能活性及代谢 葡萄糖代谢 功能活性及代谢比较 葡萄糖代谢 PET 功能活性及代谢比较 葡萄糖代谢 PET 淀粉样蛋白 PD痴呆与DLB比较 PET 小胶质细胞活性 PD伴痴呆患者的多模成像结果 小结 常规的CT或MRI结构成像对PD诊断价值有限 但对鉴别诊断有一定意义 功能成像研究为PD脑功能连接 神经生化及病理改变提供了具有广阔前景的检测手段 功能成像技术的发展将有利于PD临床前检测 疾病进展及治疗监测 并加深对疾病机制及其与治疗相关并发症的理解 谢谢