帕金森病的神经影像学

1、帕金森病神经影像学南京市第一医院神经科田有勇第1页前 言第二大常见神经变性病。缺乏简便、经济、客观早期诊疗指标。结构未变，功效已变，功效影像技术发展为影像学诊疗提供可能。第2页病 理黑质纹状体系统多巴胺能神经元变性及 Lewy小体形成。出现症状意味着最少50%DA神经元丧失，经典运动症状出现意味着80% DA经元死亡，但常规结构影像学改变有限。第3页含色素神经元变性缺失，以黑质致密部DA能神经元为甚病 理第4页 瑞典:ALPHONSE PROBST传统观点:黒质致密带(SNpc) A9多巴胺能神经元降低,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）

2、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相关多巴胺通路病理学新认识第5页临床特征：运动迟缓肌僵直震颤姿势反射障碍临床特征：抑郁执行功效障碍痴呆、精神症状黑质纹状体通路中脑边缘及皮质通路Monograph by James Parkinson1817第6页Heiko Braak认为：PD是一个在脑内形成Lewy体和Lewy神经突多系统突触蛋白病（Synucleinopathy)，始于延髓逐步依次进展到桥脑、中脑、最终到间脑和皮层，损害边缘系统、内脏运动系统和感觉运动系统。病理学新认识第7页The pathologi

3、cal process in PD starting in medulla and olfactory bulb ,then spreading upwards to substantia nigra , then finally into neocortexModified from Braak et al. Cell Tissue Res. Oct;318(1):121-34constipationolfactionRBDdysautonomiaAnxiety/depressionDEMENTIA2134565,613多巴胺能神经原(黑质致密区) 胆碱能神经原 (杏仁核) 去甲肾上腺素能神

4、经原 central (蓝斑), 五羟色胺能神经原 (中缝核)其它：-氨基丁酸，谷氨酸，神经肽(突触核蛋白、泛素、蛋白酶体成份、热休克蛋白等) 第8页帕金森病病理并非始于黑质致密部NEUROLOGY ;68:948952Braak病理分级1期(延髓):嗅觉障碍2期(桥脑被盖): 睡眠，头痛，运动降低，情感等3期(中脑):体温调整，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，精神症状第9页 Application of different biomarkers for the diagnosi

5、s of PDTolosa E et al, Lancet Neurology ; 5:75第10页PD 影像学检测流程第11页MRIMRI结组成像弥散加权MR成像弥散张量成像静息态功效MRI功效MRIMR波谱分析第12页MR结组成像常规MR结组成像对帕金森病诊疗意义有限；主要用于与帕金森综合症判别诊疗；高场强MR可能对帕金森病有提醒作用，但早期诊疗价值不大。第13页尾状核和壳核体积缩小第14页高场强MRI检验可能有提醒作用黑质致密部正常宽度4毫米，而PD平均宽度为2.7毫米第15页判别诊疗进行性核上性麻痹（PSP）第16页判别诊疗纹状体黑质变性（SND）第17页判别诊疗皮质基底节变性（CGD

6、）第18页判别诊疗路易体痴呆（LBD）第19页判别诊疗橄榄桥脑小脑萎缩（OPCA）第20页-上图为正常对照-中图PD患者可见中脑腹外侧信号较弱-下列图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改变情况下，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判别。 Michael Hutchinson，第21页Color-coded diffusion weighted MR images of healthy subject, patient with PD, and patient with atypical parkinsoni

7、an syndrome multiplesystematrophy. Apparent diffusion coefficient （ADC）is normal in striatum of PD patient but raised in multiple-system atrophy because of neuronal loss that targets putamen. MSA: multiple-system atrophy. 弥散加权MR成像（DWI）第22页弥散张量成像（DTI）DTI是DWI发展和深化，用于脑白质束观察、追踪、脑发育、认知、脑病病理等研究。主要检测指标为各向异

8、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显著下降；有研究认为DTI检测黑质丘脑连接结合黑质体积测量含有较高特异性；FA下降可能反应了相关白质纤维及功效联络结构完整性损伤。DTI用于PD诊疗还处于探索阶段。第23页帕金森病：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（mean diffusivity)上升第24页功效磁共振（fMRI）功效磁共振（fMRI）通常分静息态MRI和功效诱导fMRI;静息态MR显示辅助运动区、左背外侧前额皮层、左壳核纤维联络降低；同时左小脑、左第一运动区、顶叶皮层纤维联络增多。这些改变能够被药品部

9、分逆转；fMR检测在运动及学习任务过程MR改变。fMR发觉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异质性造成检测结果可重复性受到质疑。第25页功效MR(静息态)纹状体纤维种子区及投射cortico-striatal connectivity第26页功效MR（静息态） In light blue, SPMt (statistical parametric map of the t statistic) of decreased functional connectivity with the posterior putamen (PP) i

10、n the PD group (control PD). In orange, SPMt of enhanced functional connectivity with the anterior putamen (AP) in the PD group (PD controls). PD patients (red dots, one dot represents one subject) showed a consistent bias toward stronger functional connectivity between the IPC (顶叶皮层)and the anterio

11、r putamen than the healthy controls (blue dots).第27页功效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患者语言区功效影响。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。第28页惯用指标NAA：2.02-2.05ppmCreatine：3.03ppmCholine：3.2ppmMyo-Inositol：3.56ppmLactate：1.32ppmLipid：0.8、1.2、1.5、 6.0ppmGlutamate：

12、2.1-2.5ppmAlanine：1.3-1.4ppm磁共振波谱分析（MRS）第29页疾病 NAA Cr Cho Lac Lip aa肿瘤 - - -脓肿 梗死 - - -MS - - -PD ？ ？ ? ？ ？ ？磁共振波谱分析（MRS）第30页桥脑和壳核-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、脑桥及壳核均未见改变。磁共振波谱分析（MRS）第31页NAA/tCr (p = 0.05) and Glx/tCr (p = 0.03).第32页经颅超声(TCS)用于PD早期和判别诊疗TCS在90%PD

13、患者黒质区可见到其增强回声信号,在非经典或帕金森综合症中极少见到。TCS回声信号增强在健康人群出现是黒质纹状体易于损伤生物信号。TCS是锥体外系疾病生物标志。回声高信号有利于PD早期诊疗和判别诊疗。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，东京德国tubingen大学Berg Daniela教授：第33页经颅多谱勒超声诊疗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，可能与该区大量铁沉积相关；3、该技术特异性不高，正常老年人黑质区也可能有 铁质沉积造成回声异常。正常人中脑部位为低回声区(红箭

14、头)90%PD患者黑质区有高回声，同时夹杂有低回声区(红箭头所表示)Georg Becker，第34页Transcranial sonography for Parkinson diseaseHagenah et al, Neurology, ; 66:1951第35页第36页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第37页SPECT和PET（多巴胺功效成像）突触前功效成像 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）等突触后功效成像 多巴胺D1受体（doparmine D1 R） 多巴胺D2

15、受体（doparmine D2 R） 多巴胺D3受体（doparmine D3 R）其它：葡萄糖代谢、5-HT2等第38页突触前功效成像-3种标识路径（VMAT2，DAT，18F-DA）第39页惯用多巴胺能神经传递示踪剂及临床应用第40页当前只有极少医学中心能够进行这项工作。第41页健康被试Hoehn-Yahr 1级PD患者 DAT成像-SPECTCourtesy of KL Marek.第42页99mTc-TRODAT-1 SPECT显像示随H-Y分级增加DAT逐步下降（A为正常对照，B-F为H-Y1-5级）DAT成像-SPECT严重程度比较第43页123I-CIT SPECT images

16、 show progressive decline of nigro-striatal DAT function in patients with Parkinsons diseaseDAT成像SPECT：动态随访第44页DAT-SPECT：PD与ET比较第45页DAT-SPECT：PD与AD、DLB比较第46页男,44岁,进行性左上肢颤，僵硬,乏力1年DATPET CT scan第47页DATPET：PD与ET比较第48页18F-Dopa成像第49页18F-DA-显像第50页Progression of loss of 18F-dopa storage in an initially asy

17、mptomatic identical twin of a patient with PD who 5 years later became clinically affected. (Credit: David Brooks, MD)18F-DA-：单卵双胎无症状PD5年随访第51页对SND、PD患者分别进行18F-DG PET检测，可见SND双侧基底节区糖代谢下降，而PD患者则无改变。18F-DA-：与SND比较第52页VMAT2，DAT，18F-DA成像比较第53页多巴胺D2受体标识显像第54页多巴胺D2受体标识-11C-雷氯必利受突触DA影响，可用于评定DA释放第55页DAT及D2受体标识比较-PD，