论文部分内容阅读
目的:多系统萎缩（Multiple system atrophy,MSA）是一种散发、进展性的神经系统退行性病变。根据典型临床症状不同,MSA主要分为以震颤僵硬为主的帕金森型（MSA-parkinsonism,MSA-P）和以共济失调、姿势步态不稳症状为主的小脑型（MSA-cerebellum,MSA-C）型。大量的神经影像学证据表明小脑是MSA患者最一致的损伤部位,MSA-P和MSA-C都表现为广泛的小脑区域的结构和功能的异常。提示小脑的异常可能参与了MSA患者疾病的进展。但大多数先前的研究都停留在小脑作为一个整体的层面上。事实上,小脑并非是一个结构和功能的主体,其中小脑前叶（Ⅰ-Ⅴ）与运动相关,小脑后叶（Ⅴ-Ⅹ）与认知功能的调控有关,不同的小脑亚区通过小脑-丘脑-皮层环路作用于特定的大脑皮层发挥运动及认知的调节作用。局限于小脑整体水平的研究难以概括疾病的全貌信息。因此聚焦于小脑亚区的研究及进一步探讨小脑灰质萎缩可能对小脑-大脑环路造成的影响的研究有助于加深临床对小脑在MSA患者疾病进展及运动和认知调控的认识,为进一步揭示两种亚型小脑临床症状差异原因提供病理生理学标志,对于临床诊断及预后预测有深远意义。多模态磁共振影像学是常见的研究方法,也是放射组学的一个重要组成部分,主要技术有高分辨率结构磁共振成像技术（3D-T1）、基于血氧水平依赖功能磁共振（blood oxygen level dependent functional MRI,BOLD fMRI）成像等。基于3D-T1的SUIT（Spatially Unbiased Infratentorial Template）是近年来开发出来的小脑高清模板,优点在于使用自动非线性归一化方法,具有较小的个体空间差异同时保持了小脑子区域解剖细节的,从而实现更准确小脑亚区量化。与基于全脑体素的形态计量学（VBM）方法相比,SUIT对小脑变化更加精确与敏感。基于静息态的功能连接方法可对小脑与其脑区神经活动的相互作用进行分析,进而可以得出与小脑有显著功能连接改变的脑区;功能和解剖是密切相关、不可分割的,大脑功能的实现是以解剖连接为基础的,因此,本研究将联合应用这些技术,拟通过结构与功能整合角度探讨小脑在多系统萎缩患者亚型中的作用异同及小脑在多系统萎缩患者认知损伤中的作用。方法:本研究拟纳入经我院神经内科确诊60例多系统萎缩患者,MSA患者的诊断符合2008年第二版的专家诊断共识,并同时收集来自同地区的健康志愿者60例,对照组性别、年龄以及教育程度患者组相匹配。依据统一的多系统萎缩评分量表(Unified Multiple System Atrophy Rating Scale,UMSARS及统一的帕金森病评估量表（Unified Parkinson,s Disease Rating Scale,UPDRS）、将患者分为MSA-P及MSA-C两组。所有被试采用3.0T磁共振（德国Siemens,Magntom Verio）,32通道头线圈扫描（扫描序列主要包括3D-T1、BOLD序列）,同时收集及UMSARS(（Unified Multiple System Atrophy Rating Scale,UMSARS）、UPDRS（Unified Parkinson‘s Disease Rating Scale,UPDRS）、蒙特利尔认知评分量表（The Montreal Cognitive Assessment,MOCA）、简易智能评价量表（Mini-Mental State Examination,MMSE）等量表的评分,并进行临床流行病学分析。1.多系统萎缩亚型患者小脑亚区的结构磁共振成像研究:采用基于SUIT的VBM成像技术对MSA-P和MSA-C患者小脑亚区进行分析比较,并进一步和临床运动及认知评分作相关性分析。2.多系统萎缩亚型患者小脑-大脑功能连接的磁共振成像研究:采用基于种子点的FC成像技术对MSA-P和MSA-C患者小脑-大脑网络进行分析比较,并进一步和临床运动及认知评分作相关性分析。3.伴认知损伤的多系统萎缩患者全局脑网络成像的研究:联合应用基于度中心性和基于种子点的FC成像技术,首先对伴或不伴认知损伤的MSA患者大脑度中心性改变的脑区进行分析比较,得到与认知改变直接相关的脑区;再进一步利用基于度中心性结果为种子点的FC成像技术对伴或不伴认知损伤的MSA患者进行分析。结果:1.多系统萎缩亚型患者小脑亚区的结构磁共振成像研究:与正常对照组相比MSA-C患者主要表现为小脑前叶（lobules Ⅲ–Ⅴ）及小脑后叶（Crus Ⅰ、Crus Ⅱ、lobule Ⅷ、lobule Ⅸ）灰质容量的减少,MSA-P患者表现为相似的小脑前叶（lobules Ⅲ–Ⅴ）灰质体积的减少和部分小脑后叶（lobuleⅨ）的萎缩。直接对比MSA-P和MSA-C患者发现,右侧小脑Crus Ⅱ是唯一异常的亚区。相关性分析发现,小脑前叶与MSA患者疾病的进展和运动的严重性相关,小脑后叶大部分与临床认知功能相关,部分与临床运动评分相关。2.多系统萎缩亚型患者小脑-大脑功能连接的磁共振成像研究:MSA-P、MSA-C及HC三组的方法分析发现多个大脑区域静息态功能连接的降低,其中与MSA-P与正常对照组相比DMN区域,运动皮层区域,基底节区及边缘系统区域FC降低。MSA-C与正常对照组相比右侧岛叶、右侧颞上回、海马旁回、壳核、杏仁核功能连接降低且FC减低的区域局限于右侧大脑半球。直接对比帕金森型和小脑型的MSA患者发现双侧楔前叶、中扣带皮层、右侧岛叶、右侧颞上回MSA-P较MSA-C FC增加;相关性分析发现MOCA评分与右侧楔前叶、左侧前额叶、双侧中扣带皮层、右侧颞上回呈正相关（R=0.50,p=0.00*）。3.伴认知损伤的多系统萎缩患者静息态全局脑网络成像研究:与正常对照组相比伴或不伴认知损伤的多系统萎缩患者表现为相似的左侧距状皮层、右侧中央后回区度中心性的减低,双侧尾状核和左侧楔前叶度中心的升高。直接对比伴或不伴认知损伤的MSA患者发现,只有右侧中额叶皮层度中心性的减低。同时右侧中额叶皮层度中心性减低的值与临床认知评分相关。随后,我们使用右侧中额叶皮层为种子点进行二次功能连接研究发现,伴认知损伤MSA患者脑网络损伤的范围较不伴认知损伤的MSA患者区域更大,直接对比二者发现,右侧中额叶皮层-楔前叶、右侧中额叶皮层-顶下小叶及右侧中额叶皮层-岛叶功能网络的减低与MSA患者认知相关。结论:利用结构和功能磁共振成像技术,本研究发现小脑广泛参与MSA患者的运动和认知功能的调节,其中小脑前叶Ⅳ-Ⅴ灰质的萎缩与MSA患者疾病的进展和运动功能损伤相关,灰质体积的减小在小脑后叶的Crus Ⅱ、部分小脑Ⅷ及小脑IX与疾病的认知萎缩功能相关;而MSA-P患者小脑损伤的范围较MSA-C小,其大部分位于小脑的后叶。为了进一步了解小脑对于MSA患者认知的调节作用,本研究采用DC-FC的方法,发现伴认知损伤的MSA患者小脑萎缩的区域更多,基于这些脑区为种子点的FC研究发现小脑-DMN功能连接的降低,小脑-部分边缘系统FC的升高是MSA患者认知损伤的主要原因。