文摘

胼胝体是最大的纤维束在中枢神经系统参与几个认知途径。它可以影响多发性硬化症(MS)在疾病的早期。DTI能探讨出白色物质的微观结构组织。的矢量分析轴向扩散系数的DTI提供了更具体的指标(广告)和径向扩散系数(RD),已证明是有用的区别从轴突髓鞘破坏损失,分别。本研究提出了DTI结果(平均扩散系数(MD),分数各向异性(FA),理查德·道金斯,和广告)的复发缓和MS患者和23与认知能力的相关性。有47.8%的认知障碍患者(CI)女士。我们发现脱髓鞘的迹象,反映在RD增加,初始轴突丧失,反映在广告的增加,这是女士CI略高。认知变化与DTI参数,表明损失的复杂性在CC连接可以影响神经传导。因此,认知障碍可以与胼胝体的断开,DTI可以是一个有前途的工具来评估这些变化。

1。介绍

认知障碍是主要影响因素之一的社会功能和生活质量多发性硬化(MS)患者,被描述在45 - 65%的临床病例(1,2]。尺度最常用的临床医学相关残疾分类,如扩大残疾状态量表(eds) [3),重点是运动功能障碍。可能是因为女士多病灶的特征的病变,这些传统的残疾量表与认知疾病关联差的变化[女士4,5]。在过去的十年中,它提出了包括应用程序的多峰性神经心理学测试评估的不扩散核武器条约》(NPT)女士的临床阶段,这导致了一个更全面的规模,多发性硬化功能复合(所有)6,7]。

正在做巨大的努力在医学和生物医学研究旨在设计一个地图认知功能(8- - - - - -10]。然而,鉴于认知通路和皮层和皮层下连接的复杂性,很难确定一个孤立的领域每个认知技能。

胼胝体(CC)是主要的纤维束在中枢神经系统(CNS)和能在大脑半球之间的交流起着至关重要的作用,参与大部分的认知途径(5,11,12]。其纤维连接大脑皮质和皮质下区域的半球互连听觉、感觉器官和内存信息(13]。CC是网站最常受到女士脱髓鞘病变的影响,会发生病变的发病早期的疾病(14,15]。此外,CC萎缩在[女士中非常普遍16,17),和病理研究发现轴突丧失和减少纤维密度的迹象CC的主题与复发缓和(RR)和次要进步(SP)[女士18]。也有证据,区域轴突在CC与白质病变预计在大脑半球19,20.]。所有这些原因,可想而知,认知障碍的女士可以部分相关连合断开(21]。

常规MR成像是有用的展示女士宏观白质病变(WM),但最近的研究未能证明直接关系的残疾和脑萎缩的临床进展累积损伤体积(22]。与结果,在考虑其他因素如沃勒变性,轴突功能障碍,和微观变性疾病的评估过程中越来越重要,和几个核磁共振技术正在开发访问他们(18,23,24]。

扩散磁共振成像技术是基于水分子的随机运动的评价,可以提供关于组织组织的见解。DTI已经从这些技术,改善组织微观结构的评价和允许重建白质束的25- - - - - -27]。主要的标量参数,得到了DTI,分数各向异性(FA)和平均扩散系数(MD),已知特征改变髓鞘和细胞膜完整,但它们不是特定脱髓鞘和轴突的损失。张量矩阵可以对角化的坐标提取的三个特征值,λ₁,λ₂,λ₃,来自扩散的主要特征向量元素26]。这些特征值定义了两个其他的组合和更具体的参数,轴向扩散系数(广告),与轴突纤维和径向扩散系数(RD),垂直于轴突纤维。这些值的增加被认为是轴突和髓鞘脱失,损失分别为(25,28]。

本研究的目的是确定由DTI CC的微观结构是否已经改变了在MS患者病程短,并建立如果这些DTI参数与观察到的认知障碍。

2。材料和方法

2.1。主题

23临床定义MS患者(15雌性)复发缓和从门诊课程被选作研究。病人的平均年龄群年(范围18-48年),意味着疾病的持续时间年(范围0.4 - -4.74年)和扩展残疾状态量表(eds)(范围0 - 4.5)。

二十二岁,十二个患者接受免疫调节治疗至少6个月(4乙酸glatiramer患者,3在干扰素beta-1a,干扰素beta-1b和5),没有明显的副作用。所有患者的临床复发和前者至少三个月前MRI检查。

对照组的十二个健康志愿者(HC)雌性(9)与年龄和教育水平匹配我们的病人也进行了研究。HC的平均年龄年(范围20-37年),没有显著差异的MS患者()。之间的教育水平没有显著差异MS患者(多年的学校教育)和健康受试者(多年的学校教育)()。

主题有重大抑郁衡量贝克抑郁量表(得分14或更高)被排除在研究之外。

研究当地伦理委员会批准的协议(CAPPESQ 0450/09)。所有受试者同意参与这项研究通过签订书面知情同意。

2.2。磁共振弥散张量成像

脑MRI检查进行在3.0 T磁共振扫描仪(Intera阿奇沃,飞利浦医疗保健、最好的,荷兰)和一个8路头线圈。六十到六十七连续2毫米轴向片是覆盖整个大脑,使用diffusion-weighted旋转回声(SE)单发射击回波平面成像(EPI)序列,用b值0和1000年代/毫米²,32扩散编码方向,视野(FOV) =毫米,矩阵的大小。

获得DTI数据空间coregistered扫描仪软件和post处理BioImage套件3.0 (http://www.bioimagesuite.org)。分数各向异性(FA)、平均扩散系数(MD),为每个主题和特征值地图生成。两个放射科医生,c . m . Rimkus和k . p .莱拉的共识,手动划定的内侧部分胼胝体(CC)个人FA图定义的体积感兴趣(VOI)(图1)。整个体积的CC是包含在VOI面具,不损伤排斥。各向异性低阈值0.2是用来排除从相邻结构或心室压。

轴向扩散系数(广告)是由主特征值,CC纤维平行,和径向扩散系数(RD)计算从另外两个特征值的均值,垂直于CC纤维。

快速自旋回波(FSE)质子密度- (PD)加权图像(回波时间(TE) = 20 ms;重复时间(TR) = 1775毫秒;28日连续的4.5毫米厚片;矩阵大小=;FOV =毫米²)是用于病变负荷分析。一位经验丰富的neuroradiologist, c . m . Rimkus执行整个大脑和CC手册分割hyperintense病变。

2.3。神经心理评估

神经心理测试(npt)是由一个熟练的心理学家,硕士r . Machado),在一个2 h综合评价认知功能测试的主要领域。许多测试使用来自韦氏成人智力量表(WAIS-III) [29日]。简单,包括电池测试的关注和信息处理(斯特鲁,跟踪测试(TMT),符号位模式测试(SDMT) [30.]),执行功能(威斯康辛卡片分类测验(WCST) [31日),语言流畅,语音协会测试(FAS),和分类协会(32]),记忆功能包括短期和工作记忆(前后数字广度和从WAIS-III Letter-Number测序),长期记忆(逻辑记忆,霍普金斯言语学习测试(HVLT) [33),Rey-Osterrieth复杂图(ROCF)延迟回忆34和短暂的视觉空间记忆测试(BVMT) [35]),视觉空间的函数(阻止设计测试极冰原三世和ROCF副本),和语言技能(波士顿测试和WAIS-III词汇(29日])。所以,智力功能也估计III-revised全面智商极冰原III-R FSIQ)。

个人得分为每个测试规范化是基于健康成年人的平均评分和标准偏差,获得z分数(36]。结果低于5百分位被定义为不正常。

三个或更多患者异常测试分为认知受损。

无标题HC组被认为是认知障碍,轻度损伤在四个主题为一个任务和另一个有两个任务。

贝克抑郁量表也应用于排除受试者明显的抑郁水平,这可能会干涉《不扩散核武器条约》。

2.4。统计分析

描述性统计人口数据,如年龄,性别,性别,和学者水平分析了歧视的分布、频率和比例的样本中每个变量描述群体之间的差异。可能的偏差由样本的人口特征的DTI皮尔逊相关测试参数进行了测试。这种相关性测试也用于探索DTI参数之间的相关性以及它们之间不扩散核武器条约》,和病人的整个大脑女士和CC病变负载。

MS患者分为认知受损(CI)女士和认知保存(CP)女士。Mann-Whitney非参数以及用于评估之间的显著差异DTI参数之间的病人和HC女士和女士CI和CP。女士值< 0.05被认为是显著的。

认知任务按功能分组域,每个域的相对频率的异常测试病人的女士组。

3所示。结果

3.1。扩散张量成像

在表1女士DTI CC的结果,病人,HC, CP,女士和女士CI组和相应的病变显示加载。HC相比,医学患者在CC更高意味着医学博士()和低意味着FA ()。理查德·道金斯()和广告(MS患者)也显著增加。CP女士和女士CI呈现显著差异在所有DTI参数相比,HC。这则广告是在CI与CP女士女士略高()。

除了一个之外,所有患者病变在CC(0到35病变范围的意思)。之间没有显著差异CP女士和女士CI病变加载数据2和3)。

皮尔森的测试显示没有相关的DTI结果和全脑或CC病变负载。与疾病持续时间,也没有相关教育或时代的水平。MD和RD eds的相关性()被发现(表2)。

3.2。神经心理特征

12例(52.2%)被列为CP女士和女士CI 11 (47.8%)。表3总结了受试者的频率异常测试的每个主要功能域。在受影响最严重的领域,认知障碍患者的性能是定性和定量。CI女士1 - 3测试低于5百分位z分数在持续关注和信息处理速度(IPS)域(的意思),而CP女士1测试异常(的意思)。在长期记忆测试,CI女士(平均5异常测试),而CP女士2(平均0.4±0.7)。在执行功能,CI女士(平均2异常测试)和CP女士,只有一个主题(平均1异常测试)。

表4总结了主要影响认知任务之间的相关性和DTI参数。

知识表演(极冰原III-R FSIQ)的MS患者和HC在正常利率的人口。

没有相关《不扩散核武器条约》的表演和病变之间的负载。

4所示。讨论

认知能力下降会影响MS患者在疾病的早期。女士在一群不到五年的疾病患者,47.8%被发现认知受损。研究中的患者呈现赤字持续关注和IPS,长期记忆、执行功能。女士CI组显示在短期内也轻微的损伤,工作记忆、视觉空间和建筑测试。

认知功能障碍是伴随DTI CC的变化。MS组患者中FA减少,增加医学与匹配的HC相比,这可以解释为损失白质束的复杂性在最初的病理过程。主特征值的分析(广告),平行于轴突纤维,和第二个和第三个特征值的平均值(RD),垂直于纤维束,显示,医学患者显著增加RD和广告。

相信RD的增加反映了髓鞘脱失程度而增加的广告代表轴突的迹象(25,28]。尽管女士是归类为myelin-related疾病,几项研究已经报道的轴突在斑块女士以及正常白质(NAWM)。轴突的损失可能比髓鞘脱失不太突出,但它的重要性被公认在症状的发病机制37,38]。

稍微增加了广告的观察女士CI患者强化轴突丧失认知功能障碍的作用。我们没有发现显著差异在RD CP女士和女士CI和DTI参数与全脑或CC病变负载。尽管我们相对比较小的样本可以低估RD或病变负载差异,可以想象假设其他因素比脱髓鞘本身或gliotic病变可导致细胞死亡和轴突退化。传统上,轴突的损失与纤维横断女士由于炎症和脱髓鞘斑块,可能进行沃勒变性(38,39),但最近的研究指出,这可能是一个潜在的漫射axonopathy有助于神经退化的过程(18,20.,38]。

认知障碍的模式类似于先前的研究的结果(5,40,41]。虽然有一些变化在《不扩散核武器条约》由于不同的测试结果,样本大小和患者的特点,主要异常被发现在持续关注和IPS,执行功能和内存域。CC微观损伤相关的函数更频繁的关注和IPS和行政领域,建议前连合损害额叶和前额叶通路的妥协(20.]。

在这项研究中,之间的强相关性在场SDMT与FA(注意和IPS) (与RD)和HVLT-delayed召回()。持续关注和IPS域与倾向于与其他测试DTI参数:SDMT MD和RD, TMT广告,Stroop测试FA和RD。这个研究只提供了一个静态的横向特点的一个动态过程。不可能预测先前的认知能力和精确的神经心理学下降的病人,其中一些可能会有更大的功能储备,减少这些相关性的力量在这个示例。另外,广告的过程中存在着细微的差别在MS患者存在,这表明不同程度的轴突的损失。这些研究结果能反映初始样本的异质性,软化之间的直接相关性DTI和不扩散核武器条约》。

疾病的持续时间和年龄的病人与DTI水平参数。只有主题持续时间较短的疾病由样本;所以,它预计,这个变量不会干涉图像参数。先前的研究表明,最高的顶峰FA和更低的MD CC 21-44岁的[之间发生42),主要与年龄相关的DTI变化描述后7日和8日几十年的生活43]。所以,在我们的人口,年龄从18岁到48岁的唯一发现更有可能与病人的疾病比女士的年龄。

然而,医学博士和RD显示相关性与eds,暗示可能胼胝体髓鞘脱失和感觉器官功能障碍之间的关系。参加了初级运动功能皮质脊髓束,但这个通路的脑半球交流取决于中体CC纤维(20.,38]。假设,胼胝体的断开部分能削弱这种影响神经传导和eds。

5。结论

女士可以观察到认知障碍早期疾病过程,但它以不同的方式影响人口女士。MS患者出现脱髓鞘的迹象,CC的复杂性,但患者认知功能障碍可能存在,更加突出轴突丧失,这可能与早期不同的临床和组织学概要文件。

认知能力下降并不是直接相关的宏观损伤负载。因此,先进的神经影像学研究要求访问主纤维束中的微观异常和功能通路。的矢量特征扩散张量可以探讨脱髓鞘和轴突损失的迹象,使它的一个有前途的和非侵入性工具评估病变女士。

确认

作者感谢FAPESP(2005/56464-9)而必须占州政府CINAPCE-for财政支持。他们也感谢晴美Tsunemi米利暗和Gilson维埃拉帮助进行这项研究的统计分析。