黑质扩散峰度成像是一个敏感的早期诊断方法和疾病评价帕金森病

文摘

背景。诊断帕金森病(PD)在早期和准确评估严重性,重要的是要开发一个敏感的方法检测黑质结构变化(SN)。方法。七十二年未经处理的早期PD患者和72名健康对照进行了扩散张量和扩散峰度成像。感兴趣的区域被吸引在喙的,中间,和两个尾SN的失明和独立的评级机构。意思是峰度(可)和分数各向异性SN组之间的比较。接受者操作特征(ROC)和斯皮尔曼相关分析是用来比较的诊断准确性和相关影像学表现与Hoehn-Yahr (H-Y)分期和第三部分的统一帕金森病评定量表(UPDRS-III)。结果。可在SN在PD患者与健康对照组相比显著增加。ROC曲线下的面积是0.976的可SN(敏感性,0.944;特异性,0.917)。可在SN H-Y分段和UPDRS-III分数正相关。结论。扩散峰度成像是一个敏感的PD的诊断和严重程度评价的方法。可在SN的潜在生物标志物早期PD的成像研究,可以广泛应用于临床。

1。介绍

帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,通常发生在老年人。有一个黑质多巴胺能神经元的选择性损失(SN)在帕金森病的临床表现,从而导致运动功能受损,主要包括静态震颤,肌肉僵硬,动作迟缓,失去平衡。这些症状随着时间的推移逐渐发展,最终成为不可逆转,严重影响患者的生活质量PD (1]。近年来,帕金森病的发病率一直在上升。大多数病人并不在早期诊断;因此,治疗的最佳时间。PD不仅严重影响生活质量,也使家庭痛苦和重大的经济负担随着疾病进展(2]。为PD的有效控制的目的,是很重要的诊断和评估PD尽快的严重程度。一项研究表明,多巴胺神经元的损失在SN更明显的PD患者的症状加重(3]。因此,找到一种敏感和非侵入性的方法,可以检测SN的病理变化在活的有机体内帕金森病诊断和严重程度是重要的(4]。

扩散张量成像(DTI)是一种无创性磁共振成像(MRI)技术可以准确、定量检测颅内神经核和纤维束的结构完整性(5]。分数各向异性(FA)是唯一的重要指标之一。近年来,许多研究表明,英足总在早期PD患者的SN却降低了6- - - - - -9]。扩散峰度成像(DKI)是一种改进的DTI技术和更能够检测组织显微结构的变化与DTI技术(10]。意思是峰度DKI(可)是一个主要参数。可值与灰质结构密切相关。当灰质结构更复杂,可值生成从DKI更高11]。研究涉及DTI在台湾和DKI PD的诊断显示,可诊断效率指数高于英足总指数(12]。然而,它仍然未知是否在当地人口的现象是一样的。本研究的目的是评估的应用产生FA DTI可生成从DKI PD的诊断和评价和开发的无创性检测方法SN在人类大脑的结构变化更敏感。

2。方法

2.1。参与者

所有考试在这项研究中进行理解和书面同意,每个主题和当地伦理委员会批准。2014年1月至2014年12月,共有74名住院病人参加的部门在佛山市第一人民医院神经病学加入了这项研究。所有患者接受了核磁共振检查,被诊断为早期PD没有任何治疗。两名患者被排除在外,因为不完整的DTI和DKI数据。七十二健康患者性别和年龄没有神经系统疾病,精神疾病及其他严重疾病作为对照组。对照组中没有大脑结构异常被发现在核磁共振。

PD组入选标准如下:(1)> 50岁,(2)英国帕金森症学会会议上大脑银行临床诊断标准,和(3)与Hoehn Yahr 1 - 2 (H-Y)阶段。排除标准如下:(1)继发性帕金森综合症和Parkinsonism-Plus,(2)心功能不全或严重的肝和肾功能损害,(3)交流障碍,(4)无法完整的核磁共振成像,和(5)可怜的依从性。

人口统计资料,如年龄、性别、教育水平、和职业,从所有参与者获得和记录。所有的受试者接受了全面的神经系统检查。发病,病持续时间,和演化的详细例PD患者疾病引起。H-Y分期以及电机部分的统一帕金森病评定量表(UPDRS III) [13,14)被用来评估运动损伤的严重程度。

2.2。成像

所有的受试者都接受核磁共振检查使用3.0 T超导磁共振仪器(通用标记激发,通用电气医疗系统,沃基肖,WI,美国)与摘要相控阵线圈。t1加权成像,t2加权成像风格图片,diffusion-weighted成像评估排除继发性帕金森综合症引起的严重的血管疾病、外伤、脑炎、和多系统萎缩。DTI获得使用echo-planar使用以下扫描成像技术参数:重复时间/回波时间,6000/76.4女士;运动探测梯度,25方向;值,0和1000年代/毫米²;的视野,240毫米²;矩阵的大小,128²;切片厚度、5.0毫米为0毫米interslice差距;和作用,数量1。DKI获得使用echo-planar使用以下扫描成像技术参数:重复时间/回波时间,6500/73.3女士;运动探测梯度,25方向;值,0 1000和2000年代/毫米²;的视野,240毫米²;矩阵的大小,128²;切片厚度、5.0毫米为0毫米interslice差距;和作用,数量1。

所有图像处理操作进行adw 4.5工作站功能的工具软件。感兴趣区域(roi)在吻侧独立,中间,和两个尾SN双边的调查人员。说明的方法在研究中对扩散张量成像的SN PD患者后画出roi (15]。

2.3。统计分析

统计分析进行了使用社会科学统计软件包(版本13.0;美国SPSS, Inc .,芝加哥,IL)。学生的以及用于比较年龄的指数,足总,可在患者和对照组之间。用卡方检验比较组之间的性别差异。英足总或可调整值的平均FA吻侧或可值,中间,和尾SN双边。未配对测试被用来比较FA和可在两个评分者之间的SN的这三个部分。评分者间信度两个评级机构之间使用组内相关系数检验。接受者操作特征曲线(ROC)为每个索引(FA和可调整值)是用来确定与优化相关的截止值敏感性和特异性区分PD患者和健康对照组。ROC曲线下面积(AUC)被用来比较的整体诊断性能指标(FA和可调整值)。指标之间的关联(FA和可调整值)和疾病严重程度被斯皮尔曼相关系数评估。小动物——一张长有被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。研究对象的一般特征

患者和健康对照组没有显著区别对年龄(,)或性别(,)(表1)。

3.2。FA和可值的比较SN PD和对照组之间

与健康的志愿者相比,FA SN显著下降(与,,在SN)和可显著增加(与,,PD组)。足协和可值SN的PD患者和健康对照图所示1。

未配对测试两个评级机构之间进行FA和SN可;这两个以及结果无意义的。评估的评分者间信度评级机构1和2之间有强烈的协议FA和可在SN。FA的组内相关系数,可在SN 0.780和0.838,分别。

3.3。ROC曲线分析FA和可在SN

足总在SN AUC是0.948(意味着截止,0.3805;敏感性,0.861;和特异性,0.917)。可在SN AUC是0.976(意味着截止,1.0000;敏感性,0.944;和特异性,0.917)。表2和图2显示FA的敏感性和特异性,可两国SN的ROC分析。

3.4。相关性分析FA和可SN H-Y分段和第三UPDRS分数

SN的足总没有显著相关性H-Y分段和第三UPDRS评分(,和,、职责)。相比之下,SN的可有与H-Y登台和第三UPDRS分数正相关(,和,、职责;表3)。

4所示。讨论

近年来,成像生物标记已经成为越来越重要的在PD患者的诊断和评估16]。磁共振扩散成像是一种技术用于PD的诊断和临床医生和研究人员获得了巨大的利益。它可以在一个温和的价格与非侵入性的优势,准确定位病灶,量化和高重复性(17),因此磁共振扩散成像非常适合帕金森病的早期诊断和评价。事实上,DTI已经用于PD的诊断> 10年。2007年,陈等人。6)提出了一个大的、前瞻性和病例对照研究涉及151名被试(73 PD病人和78个对照组)和显示SN PD患者的FA值较低与控制;然而,没有显著差异表明FA值的其他结构。此后,越来越多的研究认为SN部分最重要的ROI DTI分析PD的诊断(7,18,19]。此外,一些研究,集中在SN双边,没有显示两个侧根的SN之间的显著差异20.,21]。因此,大多数的研究获得指数DTI SN双边而不是单方面的17,22,23]。

最近的荟萃分析(21)得出结论,健康受试者的SN FA值不稳定,从0.37到0.7不等。这一发现被认为是由于不同的研究人群特征,大量的技术差异,大小的变化,roi的位置,铁沉积。因此,为PD的诊断价值的FA SN尚未建立。原则上,DKI技术贸易工业部弥补一些不足之处。DKI不仅可以获得唯一的所有参数,而且检测非正态的分布扩散的水分子在组织。DKI诊断更有价值的可价值各向同性结构的病理变化,如灰质比FA值,因为独立的空间方向的结构(11]。因为最重要的PD患者的病理变化发生在灰质SN,可值SN用于PD的诊断和评估可能更敏感比FA值。相比,因此,我们可和FA值双边SN的PD患者来访问应用价值为PD的诊断和评估当地居民展示安全无创的方法检测SN在人类大脑的结构性变化更加敏感。

此外,据报道,透析相关细胞损失主要发生在腹外侧和SN尾的部分24]。进一步澄清的SN DTI的哪个部分最著名的病变与帕金森病的进展,调查人员把SN分为三个部分(喙的,中间,和尾SN),然后分析了部分。一些研究表明,吻侧SN最显著的病变(25,26),而其他的研究表明,尾SN变化最重要的(15,20.]。目前仍不清楚哪些部分应该在SN的成像研究的焦点。许多研究涉及磁共振扩散成像SN的PD患者选择指数的平均值在这三个部分来分析(23,27]。因此,喙的平均值可和FA,中间,和尾SN用作分析纠正值减少造成的错误选择roi在当前的研究中。

我们的研究结果表明,与普通人群相比在这个地区,FA SN的PD患者明显减少,这是与他人一致(6- - - - - -9]。进一步研究的角色可在SN PD的诊断,DTI和DKI进行PD患者不同脑roi early-to-middle阶段由王等人几年前(12]。有趣的是,我们找不到任何除王之外的其他报告涉及这一领域的研究。他们报告说,可值SN的PD患者与健康受试者相比发生了变化。可值的SN比FA值PD的诊断更有价值。这些结果与我们的结果一致。尽管ROC曲线分析的结果表明,FA的特异性,可在SN相似,可高于FA的敏感性,说明可在SN早期诊断PD的更敏感指数。显示结果的再现性,评级机构1和2之间的评分者间信度检验使用组内相关系数。因为我们的研究包括早期PD患者,可在SN可能更敏感的早期诊断PD。

同时,我们进行了相关性分析FA和可在SN H-Y分期和第三UPDRS分数澄清的作用可在PD的评估进展疗程。我们发现,足总没有显著相关性H-Y分段和第三UPDRS分数。相比之下,可有一个与H-Y登台和第三UPDRS分数正相关。结果表明,可值SN可能反映了疾病的严重程度;具体来说,更严重的病变,可值越高,可促进病人的疾病评估。

这项研究有一些局限性。样本量过小产生足够的统计能力和研究不涉及多个中心。然而,这是一个初步研究证实DKI分析的潜在优势。

5。结论

总之,可SN的早期PD患者显著增加。因为可在SN与PD患者运动功能障碍的严重程度,定期可检测可能有助于评价帕金森病的进展。作为一个敏感的指标,可在SN成像研究的潜在生物标志物的PD和可以提高PD的诊断。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢病人及其家属的参与这项研究。这项工作是由中国国家自然科学基金资助(没有。81371401),广东省科技计划项目(没有。2013年b021800199)、广东省自然科学基金(没有。S2013010014033)、广州(没有的科技项目。2014 j4100083,没有。2013 j4100068),广东省医学科学研究基金会(A2014015)。

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