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1、帕金森病神经影像学帕金森病神经影像学1 前 言n第二大常见神经变性病。n缺乏简便、经济、客观的早期诊断指标。n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。2 病 理n黑质纹状体系统多巴胺能神经元变性及 Lewy小体形成。n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。3 n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4 瑞典:ALPHONSE PROBST传统的观点传统的观点: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.nDA神经元起源于中脑黑质A9和中脑大脑脚被盖部腹侧
2、区A10n黑质（A9）纹状体通路： 控制运动n中脑边缘系统（A10）：投射到杏仁核、隔核、扣带回n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5 临床特征：运动迟缓肌僵直震颤姿势反射障碍临床特征：临床特征：抑郁执行功能障碍痴呆、精神症状黑质黑质纹状体通路纹状体通路中脑边缘及皮质通路中脑边缘及皮质通路Monograph by James Parkinson18176 Heiko Braak认为：nPD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
3、脏运动系统和感觉运动系统。病理学的新认识7 The pathological 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. 2004 Oct;318(1):121-34constipationolfactionRBDdysautonomiaAnxiety/depressionDEMENTIA2134565
4、,613n多巴胺能神经原(黑质致密区) n胆碱能神经原 (杏仁核) n去甲肾上腺素能神经原 central (蓝斑), n五羟色胺能神经原 (中缝核)n其他：-氨基丁酸，谷氨酸，神经肽(突触核蛋白、泛素、蛋白酶体成分、热休克蛋白等) 8 帕金森病病理帕金森病病理并非始于黑质致密部并非始于黑质致密部NEUROLOGY 2007;68:948952BraakBraak病理分级病理分级1 1期期( (延髓延髓):):嗅觉障碍2 2期期( (桥脑被盖桥脑被盖):): 睡眠，头痛，运动减少，情感等3 3期期( (中脑中脑):):体温调节，认知，抑郁，背疼等4 4期期( (纹状体纹状体) )：四主症(震颤
5、,强直,运动迟缓,平衡障碍)5 5期期( (新皮层新皮层):): 运动波动，频发疲劳6 6期期( (新皮层新皮层):): 错乱，视幻觉，痴呆，精神症状9 Application of different biomarkers for the diagnosis of PDTolosa E et al, Lancet Neurology 2006; 5:7510 P PD D 影影像像学学检检测测流流程程11 MRInMRI结构成像n弥散加权MR成像n弥散张量成像n静息态功能MRIn功能MRInMR波谱分析12 MR结构成像n常规MR结构成像对帕金森病诊断意义有限；n主要用于与帕金森综合症的鉴别
6、诊断；n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。13 尾尾状状核核和和壳壳核核体体积积缩缩小小14 高场强高场强MRI检查可能有提示作用检查可能有提示作用黑质致密部正常宽度黑质致密部正常宽度4毫米，而毫米，而PD的平均的平均宽度为宽度为2.7毫米毫米15 鉴别诊断鉴别诊断进行性核上性麻痹（进行性核上性麻痹（PSPPSP）16 鉴别诊断鉴别诊断纹状体黑质变性（纹状体黑质变性（SNDSND）17 鉴别诊断鉴别诊断皮质基底节变性（皮质基底节变性（CGDCGD）18 鉴别诊断鉴别诊断路易体痴呆（路易体痴呆（LBDLBD）19 鉴别诊断鉴别诊断橄榄桥脑小脑萎缩（橄榄桥脑小脑萎缩（OPC
7、AOPCA）20 -上图为正常对照上图为正常对照-中图中图PD患者可见中脑腹患者可见中脑腹外侧信号较弱外侧信号较弱-下图下图PSP患者中脑中线区患者中脑中线区域信号较弱。域信号较弱。分段性自转回波磁共振成像分段性自转回波磁共振成像利用脑组织在磁场利用脑组织在磁场参数发生特定变化参数发生特定变化情况下，使中脑黑情况下，使中脑黑质从周围脑组织中质从周围脑组织中被区分显示出。被区分显示出。特异性不高，主要特异性不高，主要可用于可用于PD和和PSP的鉴别。的鉴别。 Michael Hutchinson，200321 Color-coded diffusion weighted MR images of
8、 healthy subject, patient with PD, and patient with atypical parkinsonian 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. 弥散加权弥散加
9、权MRMR成像成像（DWIDWI）22 弥散张量成像（弥散张量成像（DTIDTI）nDTI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各向异性分数（FA）n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；n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；nFA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。nDTI用于PD的诊断还处于探索阶段。23 帕金森病：黑质区R2值显著增加；黑质和丘脑区黑质和丘脑区FAFA（各向异性分数）（各向异性分数）下降下降；壳核和尾状核平均弥散率（mea
10、n diffusivity)上升24 功能磁共振功能磁共振（fMRIfMRI）n功能磁共振（fMRI）通常分静息态MRI和功能诱导的fMRI;n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；nfMR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。nfMR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。25 功能功能MR(MR(静息态静息态) )纹状体纤维种子区及投射cortico-striatal connectivity
11、26 功能功能MRMR（静息态）（静息态） In light blue, SPMt (statistical parametric map of the t statistic) of decreased functional connectivity with the posterior putamen (PP) in the PD group (control PD). In orange, SPMt of enhanced functional connectivity with the anterior putamen (AP) in the PD group (PD controls
12、). 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 anterior putamen than the healthy controls (blue dots).27 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
13、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。28 常用指标NAA：2.02-2.05ppmCreatine：3.03ppmCholine：3.2ppmMyo-Inositol：3.56ppmLactate：1.32ppmLipid：0.8、1.2、1.5、 6.0ppmGlutamate：2.1-2.5ppmAlanine：1.3-1.4ppm磁共振波谱分析（磁共振波谱分析（MRSMRS）29 疾病 NAA Cr Cho Lac Lip aa肿瘤 - - -脓肿 梗死 - - -MS - - -PD ？ ？ ? ？ ？ ？磁共振波谱分析磁共振波谱分析（MRSMRS）
14、30 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（磁共振波谱分析（MRSMRS）31 NAA/tCr (p = 0.05) and Glx/tCr (p = 0.03).32 经颅超声(TCS)用于PD的早期和鉴别诊断nTCS在在90%的的PD患者的黒质区可见到其增强的回声患者的黒质区可见到其增强的回声信号信号,在非典型或帕金森综合症中很少见到。在非典型或帕金森综合症中很少见到。nTCS回声信号的增强在健康人群出现是黒质纹状体易回声信号的增强在健康人群出现
15、是黒质纹状体易于损伤的生物信号。于损伤的生物信号。nTCS是锥体外系疾病的生物标志。是锥体外系疾病的生物标志。n回声高信号有助于回声高信号有助于PD早期诊断和鉴别诊断。早期诊断和鉴别诊断。n原发性肌张力障碍回声高信号常见于豆状核原发性肌张力障碍回声高信号常见于豆状核,亨廷顿在亨廷顿在尾状核。尾状核。 第16届国际帕金森病与相关疾病会议，2006，东京德国德国tubingen大学大学Berg Daniela教授：教授：33 经颅多谱勒超声诊断经颅多谱勒超声诊断1、多谱勒探头应置于患者颞部骨窗；、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，、正常人中脑黑质为低回声区，PD患者在该区
16、出现患者在该区出现 部分高回声区，可能与该区大量的铁沉积有关；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、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。铁质沉积导致回声异常。正常人中脑正常人中脑部位为低回部位为低回声区声区(红箭红箭头头)90%PD患者黑患者黑质区有高回声，质区有高回声，同时夹杂有低同时夹杂有低回声区回声区(红箭头红箭头所示所示)Georg Becker，200134 Transcranial sonography for Parkinson diseaseTranscranial sonography for
17、Parkinson diseaseHagenah et al, Neurology, 2006; 66:1951Hagenah et al, Neurology, 2006; 66:195135 36 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37 SPECT和和PET（多巴胺功能成像）（多巴胺功能成像）n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n突触后功能成像 多巴胺D1受体（doparmine D1 R） 多巴胺D2受体（doparmine D2 R） 多巴胺D3受体（
18、doparmine D3 R）n其它：葡萄糖代谢、5-HT2等38 突触前功能成像突触前功能成像-3种标记途径（种标记途径（VMAT2，DAT，18F-DA）39 常常用用多多巴巴胺胺能能神神经经传传递递示示踪踪剂剂及及临临床床应应用用40 目前只有很少的医学中心可以进行这项工作。41 健康被试Hoehn-Yahr 1级PD患者 DAT成像成像-SPECTCourtesy of KL Marek.42 99mTc-TRODAT-1 SPECT显像示随显像示随H-Y分级增加分级增加DATDAT逐渐下降（逐渐下降（A为正常对照，为正常对照，B-F为为H-Y的的1-5级）级）DAT成像成像-SPEC
19、T严重程度比较严重程度比较43 123I-CIT SPECT images show progressive decline of 123I-CIT SPECT images show progressive decline of nigro-striatal DAT function in patients with nigro-striatal DAT function in patients with ParkinsonParkinsons diseases diseaseDATDAT成像成像SPECTSPECT：动态随访：动态随访44 DAT-SPECTDAT-SPECT：PDPD与与
20、ETET的比较的比较45 DAT-SPECTDAT-SPECT：PDPD与与ADAD、DLBDLB的比较的比较46 男,44岁,进行性左上肢颤，僵硬,乏力1年DATDATPET CT scanPET CT scan47 DATDATPETPET：PDPD与与ETET的比较的比较48 18F-Dopa成像成像49 18F-DA-显像显像50 Progression of loss of 18F-dopa18F-dopa storage in an initially asymptomatic identical twin of a patient with PD who 5 years late
21、r became clinically affected. (Credit: David Brooks, MD)18F-DA-：单卵双胎无症状：单卵双胎无症状PD5年随访年随访51 对对SND、PD患患者者分分别别进进行行18F-DG PET检检测测，可可见见SND的的双侧基底节区糖代谢下降，而双侧基底节区糖代谢下降，而PD患者则无变化。患者则无变化。18F-DA-：与：与SND比较比较52 VMAT2，DAT，18F-DA成像比较成像比较53 多巴胺D2受体标记显像54 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55 DAT及D2受体标记比较-PD，MSA，PSP56 功能活性及代谢（葡萄糖代谢）57 功能活性及代谢比较（葡萄糖代谢）58 PET-功能活性及代谢比较（葡萄糖代谢）59 PET-淀粉样蛋白：PD痴呆与DLB比较60 PET-PET-小胶质细胞活性小胶质细胞活性61 PDPD伴痴呆患者的多模成像结果伴痴呆患者的多模成像结果62 小 结n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；n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；n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。63 谢谢 谢谢 ！64
