灰色在多发性硬化症:认知障碍和结构磁共振成像

文摘

多发性硬化(MS)是一种免疫介导性疾病影响中枢神经系统(CNS)。尽管女士通常被认为是白质(WM)疾病,灰质(GM)的参与在致病过程中已经被病理学研究和核磁共振研究证实。障碍认知领域,如记忆、精神处理速度,关注,和执行功能可能发生的早期阶段疾病和趋于恶化随着时间的推移,尽管身体症状稳定。WM脱髓鞘与CI适度,这表明可能WM异常无法完全解释临床症状的程度在女士,包括CI。一些核磁共振成像技术显示的参与通用汽车在女士和通用汽车损害之间的关系,身体残疾,CI。本综述的目的是提供一个概览的CI和通用汽车损害评估大脑核磁共振结构。

1。介绍

多发性硬化(MS)是一种免疫介导性疾病影响中枢神经系统(CNS),特点是脱髓鞘和轴突退化1]。女士的病因仍然是未知的,尽管它被认为是遗传和环境因素之间的复杂的相互作用可能有一个角色2]。尽管女士通常被认为是白质(WM)疾病,灰质(GM)的参与在致病过程中已经被病理学证实的研究(3,4]。在过去年认知障碍(CI)女士的已经被认为是一个重要的特性,影响到65%的患者(5]。障碍认知领域,如记忆、精神处理速度,关注,和执行功能可能发生的早期阶段疾病和趋于恶化随着时间的推移,导致明显的功能障碍在工作和在家里,尽管身体残疾(最小6,7]。已经表明,WM脱髓鞘与CI中度相关,表明可能WM异常无法完全解释临床症状的程度在女士,包括CI (8,9]。致病机制的定义词的发展是至关重要的为了识别新的监测疾病进展的生物标志物和治疗神经保护作用。一些核磁共振成像技术显示的参与通用汽车在女士和通用汽车损害之间的关系,身体残疾,CI (10- - - - - -12]。本综述的目的是提供一个概览的CI和通用汽车损害评估结构磁共振成像。回顾与认知功能成像及其相关性能没有被包含在本文中。

2。认知障碍和多发性硬化症

CI在任何阶段可能影响病人的疾病,包括临床孤立综合征患者(CIS) (13]。女士很少发生变异,独家认知功能受损,也被描述(14]。认知赤字可以发现良性患者(BMS)[女士15];但是它已经表明,CI与恶化的残疾往往会增加7)和疾病持续时间(16,17),可以与进步的疾病的发病相关课程(5,17,18]。学习、记忆、注意力、加工速度、视觉空间的能力,和执行功能的影响在女士最频繁,而痴呆和语言赤字是不太常见的18,19]。大型研究表明,信息处理速度和情景记忆是多域MS患者受损(20.]。大型纵向研究认知在女士经常未能显示出重要的认知能力下降,因为异质性的疾病过程和潜在疾病亚型和CI(持续时间的影响6]。根据这些假设,它已被证明,只有一段足够长的随访过程中,认知功能障碍可以有不同程度的出现和进步16]。最敏感的工具检测CI (NPS)神经心理测试。NPS测试,通常认为是耗时和昂贵的,应由受过训练的专家,需要专业知识,因为身体残疾(如视觉和其他感官赤字)可以影响表现在认知测试21]。NPS测试,广泛应用于其他疾病,如迷你精神状态检查(MMSE)、检测不敏感词在MS MS患者和没有充分验证人口(6]。两个电池的认知测试已经发展在过去的年,已广泛应用于临床和研究环境,神经心理测试的Rao短暂的可重复的电池(BRB-N) [22)和最小的评估认知功能(MACFIMS)[女士21]。电池评估认知障碍覆盖域最常见的影响在女士,如加工速度和工作记忆,新的学习和情景记忆,和语言。MACFIMS有优势的评估包括空间处理速度和更高的执行功能和有更强的心理属性。BRB-N不太耗时的和已经在一些欧洲语言翻译23,24]。已经证明,医学患者往往更失败的测试信息处理速度。女士:有两个测试调查处理速度节奏形态测试(SDMT)和听觉符号位串行任务(PASAT的)。SDMT女士提出了代替PASAT的功能性复合(所有),显示稍微更好的预测能力的疾病,诊断,和残疾和良好的相关性与核磁共振的发现25,26]。

3所示。结构的MRI和多发性硬化症

核磁共振是一个有价值的工具来评估MS患者的脑损伤的程度。许多一直努力开发新的磁共振成像技术能够检测不仅WM白质病变也正常白质的程度(NAWM)和灰质(GM) [27]。MRI的作用是至关重要的在MS的诊断和独联体,正式被MRI诊断标准中包括(28]。传统的核磁共振技术已经广泛应用于临床实践,在基本评估疾病活动和排除其他神经疾病。t2加权和gadolinium-enhanced t1序列高度敏感检测病变,女士提供一个定量的评估炎性活动和病变负载(29日]。T2-hyperintense病变代表不同程度的炎症,髓鞘脱失,神经胶质过多症,水肿,轴突损伤。它们影响室周的WM地区、胼胝体、juxtacortical地区infratentorial地区和脊髓(30.]。使用静脉注射钆剂显示血脑屏障的破坏和急性炎症病变,出现明亮的区域在t1扫描(31日]。Fluid-attenuated反转恢复(天赋)序列,抑制脑脊液(CSF)的信号,t2加权像更敏感的检测室和juxtacortical病变,不太精确的测颅后窝病变和脊髓病变,由于流相关的工件27]。T2和天赋的一个子集病变可能出现hypointense在t1序列。这些病变通常被称为“黑洞”(BH)和可能从轻微hypointensity hypointensity严重,与脑脊液信号相似。基于纵向变化,黑洞源自Gd-enhancing病变可分为急性黑洞或持久的黑洞。急性黑洞消失在6 - 12个月,反映出水肿和随后的复苏脱髓鞘。持久BH反映不可逆转的脱髓鞘和轴突丧失32]。脑萎缩,反映出组织不可逆损失,是疾病进展的另一个参数,通常在t1加权图像量化。几种方法可供全球和区域的大脑体积的测量。规范化卷更充足的横断面研究,而绝对卷措施最优纵向测量(33]。体积损失发生在WM和通用和倾向于关联与残疾和CI比其他核磁共振措施。特别是通用萎缩似乎是一个更好的疾病进展的标志与全脑或WM分数11]。尽管传统的核磁共振成像技术在MS诊断是至关重要的,其准确性在评估和预测疾病进展不太相关34]。定量核磁共振成像技术的引入提高我们理解组织损伤的机制,阐明疾病的发病机理。标准的磁共振成像技术无法检测皮质病变(CLs),所以更先进的技术已经开发出来。multislab三维(3 d)双反转恢复(DIR)应用于人口女士皮层损伤的检测的改进(35]。后来一个新的单一板,各向同性的版本3 d-dir发达,为了减少工件(采集时间和流36]。在过去年定量措施已经发展为了更好地量化病变发生在MS患者的负担。磁化传递(MT),衡量基于质子之间的交流磁化绑定到脑组织矩阵和周围的“免费”水,提供了一个量化的微妙的组织损伤,前几个月出现的病变。太比率反映了脱髓鞘和轴突丧失。减少太比病变和正常(NA) WM /通用显示了良好的相关性与临床残疾37]。扩散张量成像(DTI) MRI测量随机水分子的扩散运动,通过计算分数各向异性(FA)和平均扩散系数(MD) [38]。DTI敏感在NAWM和NAGM检测扩散组织损伤。此外tractography DTI提供了依据,有助于评估皮质脊髓束的完整性和胼胝体和地区之间的连接性38,39]。质子光谱(H-MR光谱学)先生是一个定量技术能够提供chemical-pathological先生描述可见病变和正常脑组织(40]。各种中枢神经系统(CNS)代谢产物用作标记的病理过程在大脑女士。特别是减少水平的n -乙酰天冬氨酸盐被认为是neuroaxonal损失的一个标志,同时增加胆碱和肌醇水平标志的髓鞘脱失/炎症和神经胶质过多症,分别为(41]。其他定量方法已经开发更好的量化铁沉积等T2弛豫时间(RT)和susceptibility-weighted成像技术(瑞士)42,43),虽然他们的效用评估脑损伤需要全面调查。近年来成像的超高字段(> 3.0 T)提供很大的优势在图像对比度和分辨率。特别是瑞士序列和体内可能受益于成像夫人在一个超高领域提供新的见解的理解病理女士(44,45]。

4所示。灰质和认知障碍

女士在过去的年里,古典的观点作为一个WM病理学克服了磁共振成像技术,能够检测到的参与通用汽车发展的疾病。非传统MRI技术表明,通用汽车的参与可以先于WM损伤和与身体残疾和CI (46- - - - - -48]。这些发现也证实了后期研究,表明WM变化是伴随着通用髓鞘脱失(49]。脱髓鞘可以找到在其他通用领域如丘脑、基底核、下丘脑、海马、小脑和脊髓50,51]。之后,体内萎缩研究表明,通用汽车的变化可以被探测到在疾病的早期阶段13]。有趣的是,通用汽车脱髓鞘的负担往往与残疾的权责发生制更加突出的进步阶段疾病(11,52]。磁共振成像已广泛用作代理标记来区分CI患者女士很多研究都已经证明了适度的WM病变加载和认知能力之间的相关性,表明其他结构的参与8]。研究全脑萎缩表明适度与CI协会,而区域萎缩研究已经显示出更好的相关性与认知性能(9,53,54]。

4.1。皮质病变和认知障碍

后期对女士的大脑的研究表明,中枢神经系统脱髓鞘可以发生在每一个地区,包括WM,大脑皮层和深部灰质55]。近年来使用的髓磷脂蛋白免疫组织化学显示髓磷脂的存在在皮质的正常受试者和广泛的女士的大脑皮质髓鞘脱失(56]。CLs儿科医学患者中描述,在CIS患者(57),在放射孤立综合征(RIS) (58(女士),和早期59)建议通用汽车损害可以在疾病的早期发现。基于这些发现检测CLs的MRI诊断标准提出了(60]。彼得森et al。61年)提出了一种分类CLs基于组织病理学结果。I型病变接近皮层下WM病变(juxtacortical病变);II型局限于大脑皮层,常常血管周的(皮层病变);类型III病变扩展从软膜的表面皮质层(单纯病灶)。结合病理核磁共振研究证实,可以检测到并不是所有的CLs DIR,特别是三世单纯损伤类型。高场磁共振成像显示的实现增加敏感性检测单纯病灶(62年]。CLs负载之间的相关性和CI与不同的调查结果。研究结合两种不同的核磁共振成像技术,如DIR和t1相敏反转恢复(PSIR),表明皮层病变和混合病变发挥更重要的作用比juxtacortical病变的萎缩和措施CI (63年]。纵向研究显示一小群MS患者(13科目),CLs往往随着时间的增加,与认知能力下降有关。特别是作者观察海马损伤负载和位置之间的显著相关性学习测试成绩(图象),研究视觉空间的内存(64年]。迈克et al。65年发现了相似的CLs负载之间的相关性,WM体积损伤,SDMT。他们还发现CLs是语言学习和记忆的一个很好的指标评估加州言语学习测试(CVLT-II)。花茎甘蓝等。12]表明CL,通用损伤体积,和年龄是CI的良好预测因子,表现也更好的相关性CI CL比一群女士WM损害病人。Papadopoulou et al。66年)没有证实这些发现,证明WM体积损伤过程中起着重要作用的发展相比,CI CLs。

4.2。灰质萎缩和认知障碍

4.2.1。准备大脑皮层萎缩

通用萎缩退化的标志了女士的病人。它发生在发病的早期,往往随时间进展更大程度比整个大脑和WM萎缩(46]。高分辨率核磁共振和自动分割技术被用来量化转基因组织体积和提高我们对发病机理的理解负责通用汽车的伤害。通用萎缩和地形分布的评估可以帮助关联认知域到一个特定的大脑区域(67年]。负责皮质萎缩的发病机理需要完全阐明。然而,相信不仅脱髓鞘负责通用萎缩,而且轴突横断,神经元、神经胶质,突触损失可以在皮质中找到通用病变,可能负责萎缩和皮质萎缩在女士68年]。几个作者研究通用汽车及其与CI协会的作用。在一群名RRMS患者中,阿马托et al。69年)发现,皮质萎缩与NPS测试表现不佳。尤其是皮层萎缩与在口头记忆障碍,语言流畅,和关注。跟踪2.5年后作者发现高皮质体积的变化相比,认知障碍患者认知保存的。本尼迪克特et al。70年]显示皮层体积和很多神经心理学指标之间的相关性(口头和视觉空间、记忆、加工速度和工作记忆)。也证明了第三脑室宽度,反映了丘脑的萎缩,可能被认为是一个很好的预测CI。协会皮质萎缩以较慢的速度和记忆障碍,控制第三脑室宽度,表明中央和皮质萎缩都预测CI在女士71年]。Gioia et al。72年]在一群名RRMS患者认知障碍患者之间的显著差异在通用卷和认知能力保存在WM体积没有发现差异。Sanfilipo et al。53]调查WM和通用汽车的不同的角色认知。他们建议WM损失与加工速度和工作记忆受损有关,而通用汽车更密切参与非文字记忆受损。一项由花茎甘蓝等。73年)显示两种不同的模式之间的皮质萎缩认知障碍患者和认知保留。他们发现一个普遍的认知障碍患者而额颞叶萎缩变薄在认知保存患者中,暗示可能在CI的病理的参与通用汽车开始在这些地区。的参与某些区域的灰质和协会与特定的域进行了调查。在一群名RRMS和spm病人已经表明颞叶萎缩与一个贫穷的结果在内存性能,同时整个大脑或中央萎缩更相关的处理速度性能(74年]。关于区域萎缩的另一项研究显示海马萎缩之间的相关性和记忆编码测试中表现不佳(75年]。区域容量分析被用来更好的描述的地形分布通用萎缩(76年]。分布形态测量学(VBM)是一种技术能够识别不同局部脑组织构成,比较由体素特征体素之间的学科组和关联体素特征与相关学科变量(77年]。这种技术的使用使得调查CI和通用区域萎缩之间的关系。摩根等人表现出相关性PASAT的体积分数和全球通用。特别是他们发现相关性与区域的皮质萎缩,如前额叶皮层,中央前回,顶叶皮层,小脑(78年]。这些发现证实了最近的一项研究调查认知在MS患者中,使用VBM和tract-based空间统计(tbs)评估区域通用和WM损伤,分别。他们找到了一个通用卷之间的相关性和PASAT的额皮质,而tbs DTI指标之间的相关性,PASAT的分数在许多WM大片包括胼胝体、脑动脉硬化、内囊后丘脑辐射,总花梗(79年]。在另一项研究Mesaros et al。80年没有发现任何差异区域灰质萎缩患者认知障碍之间良性的女士和spm的病人。Riccitelli等人显示不同模式的通用名RRMS萎缩之间的认知受损和spm的病人。他们找到了一个著名的参与深度通用地区名RRMS而皮质区域的主要参与spm患者(81年]。

4.2.2。皮层下萎缩

疾病过程中,皮质和皮质下的髓鞘脱失一直在观察到的通用结构,包括丘脑、尾状核、壳核、苍白球和其他结构的基底神经节82年]。已经推测深部灰质萎缩并不是直接从女士病理损伤的结果,但这是断开的后果在WM通过轴突横断损伤(83年,84年]。深层结构之间的通用、丘脑显示与CI最相关。量的损失已经证明了丘脑CIS患者(85年和儿科医学患者86年),代表皮层下通用病理学的早期标志物之一。丘脑的萎缩也被描述在疾病的不同阶段。Houtchens et al。87年)发现MS患者的丘脑体积的减少16.8%相比,控制。此外,丘脑是内存和处理速度的强预测性能。独立团体的另一项研究证实了这些数据,发现硬膜萎缩可能也扮演了一定的角色发展的CI (88年]。使用高场强3 t MRI,一个重要的关联记忆,深部灰质结构和皮质萎缩的额叶和颞回了一群医学患者(89年]。最近的一项研究调查了性别角色认知和皮层下灰质女士在一群早期复发患者。他们发现所有认知领域除了视觉空间的内存男性受到影响;女性没有显著影响。深通用卷在男性相比女性更影响双边海马、杏仁核、海马和伏隔核在男人和伏隔核,双边杏仁核和壳,没有萎缩而控制。再次,这些发现强调深度的参与通用在CI和伤害性的相关性具体萎缩机制[女士90年]。

5。通用弥漫性损伤和定量核磁共振技术

近年来许多研究开始测量异常NAGM通过使用各种定量核磁共振技术,如地铁,T1弛豫时间测量,DTI,和夫人67年]。最近的轨迹扫描仪的使用提高了我们的能力来检测和量化等异常。太比率的变化与整体认知能力比病变或萎缩。特别是PASAT评分之间的相关性已被证明和左和右Brodmann区域,对上纵束、压部一群CIS患者(91年]。另一项研究调查的程度CI CIS患者显示皮质太比率是唯一的核磁共振参数与受损的精神处理速度,表明皮层MT-ratio变化可能被视为组织损伤的生物标志物在疾病的早期92年]。强大的通用地铁和糟糕的整体认知之间的联系表现在进步患者(93年]。另一项研究使用分布方法证实这些发现在初级进步女士,减少地铁价值之间表现出显著的相关性在特定的皮质区域和PASAT的性能(94年]。最近13年随访研究显示通用地铁是唯一MRI预测全球CI,支持认为通用汽车长期发展中起着重要作用的CI (95年]。通用弥漫性损害也可以和DTI调查。DTI研究一组轻度禁用名RRMS患者已经证明了一个温和的通用医学博士和CI的程度之间的相关性,在缺乏相关性和身体残疾(96年]。使用分布方法,切等人发现通用DTI异常在大脑区域(花托,对脑岛)与认知相关的一组项目组合管理系统,解释部分低大脑病变之间的差异负载和进步患者的严重临床状态(97年]。最近的一项研究调查了相关性疲劳,CI,和破坏前丘脑束和胼胝体,衡量DTI在一群良性患者女士。作者表明,疲劳增加MD前丘脑束而受损的执行功能和语言学习在胼胝体与减少FA相关。损伤的处理速度和关注与T2病灶体积在前丘脑束98年]。几项研究已经发现异常代谢物在皮层和皮层下灰质MS患者(67年]。显著减少N-acetylaspartate (NAA),神经损伤的一个标志,以额扣带回,被发现与全球一群女士早期患者的记忆功能(99年]。在另一项研究甜菜et al。One hundred.]发现显著降低乙酰天冬氨酸、胆碱(Cho)和glutamate-glutamine在皮质通用(Glx)。他们也观察到显著相关性女士功能综合评分和代谢物浓度。特别是PASAT的分数显示与皮质通用Glx显著相关。T1 -和T2-based措施允许转基因微观的量化损伤,通常不是检测与常规核磁共振技术(101年]。T2 hypointensity通用,通常出现在MS患者,已与铁沉积有关。顺磁性物质,如铁,减少T2弛豫时间,导致hypointensity在T2图像。T2 hypointensity被描述在红核,丘脑,齿状核、豆状核、尾状,中央皮层。黄铜等人表明,T2 hypointensity苍白球是最密切相关的认知的整体性能(102年)(见表1核磁共振的结果和认知功能研究)。

6。结论

夏科神经病理学研究后,通用汽车的致病机制的参与被描述[女士103年]。传统的核磁共振成像技术无法检测皮质病变,皮层和深部通用萎缩。在过去几年的使用核磁共振新技术改善了我们的理解机制负责CI的MS患者。很多研究显示皮质病变之间的相关性,皮层和深部通用萎缩和认知虽然认知领域的明确定位在一个特定的大脑区域尚未得到明确的证明。虽然在过去几年已经进行了很多努力,以更好地阐明通用在女士损伤与认知之间的关系,许多问题仍悬而未决。大核磁共振需要纵向研究来更好地理解词的发展和评估的时间演化相关的组织损伤和相互影响的作用和WM和通用结构。新的核磁共振技术和后处理方法局限在研究领域和在临床常规尚未完全实现。在此基础上使用标准化收购MRI扫描仪制造商之间的序列和不同的中心,应考虑在未来是至关重要的。认知途径的理解和使用核磁共振是一个代理的标志词是必要的为了更好的研究这种致残症状的进化和保护的认知功能。的定义一个有效的和敏感的核磁共振生物标志物是至关重要的澄清CI的发病机制和监测新药物的神经保护作用。

利益冲突

作者报告任何潜在的利益冲突。

确认

西尔维亚梅西纳收到拜耳先灵葆雅,授予国会参与Idec,和诺华。弗朗西斯科·帕蒂收到拜耳先灵葆雅,演讲活动的谢礼Idec,默克公司Serono,诺华公司和赛诺菲-安万特;他还担任顾问委员会成员为以下公司:拜耳先灵葆雅,Idec,默克公司Serono,诺华。

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