文摘
本研究旨在探讨形态学改变海马分支学科的多系统萎缩(MSA)患者认知障碍和不使用FreeSurfer-automated分割海马分区技术及其与认知功能的关系。我们招收了75名MSA患者分为认知受损MSA (MSA-CI,n= 40)和认知能力保存MSA (MSA-CPn= 35),以及68名健康的对照。所有的参与者进行了三维体积t1加权磁共振成像。海马分区卷FreeSurfer技术版本7.2和组间进行比较。海马之间的回归分析进行分区卷和认知变量。与健康对照组相比,正确的体积角ammonis (CA) 2/3 MSA-CI组显著降低( )和左边的伞是显著的高于MSA-CP集团( )。线性回归分析的结果表明,正确的CA2/3成交量明显与额评估电池MSA患者得分(调整R2= 0.282,β= 0.227, )。MSA-CI患者海马子域体积减少,即使在疾病早期阶段。海马的特定结构变化可能与MSA认知缺陷有关。
1。介绍
多系统萎缩(MSA)是一种进行性神经退行性疾病,其特征是自主的各种组合失败,小脑性共济失调,震颤麻痹。病理、神经胶质细胞质内含物(gci)和神经元胞质/核内含物(《海军罪案调查处》/ NNIs)被发现在整个大脑,尤其是striatonigral和olivopontocerebellar系统(1,2]。认知障碍是传统上认为很少发展MSA (3];然而,越来越多的证据表明,认知功能障碍是MSA(不可分割的一部分4]。额叶执行功能是最常见的影响,而注意力、记忆、语言、视觉空间的功能有时受损(4]。
最近的研究表明,NCI负担而不是GCI边缘地区的认知障碍的病理基质在MSA (5- - - - - -10]。目前有争议的边缘地区的NCI负担是否与内存域相关联的具体认知功能(5- - - - - -9]。一个纵向分布形态测量学研究报告一个萎缩进展在多个脑区,包括海马体(11]。然而,海马体包含独特的子字段,包括角ammonis (CA) 1 - 4,齿状回,菌丝层,和伞,组织学上异构的、老化与不同的漏洞,在功能上是专业(12]。尽管使用自动分割海马领域技术研究表明,海马领域损伤是常见的MSA患者(13),本研究只包括30 MSA患者轻度认知障碍和疾病持续时间4年,它不包括内存的详细评估的评估认知功能。因此,没有足够的证据表明海马子域的结构变化及其与认知功能的关系,尤其是记忆,更多的MSA患者,包括那些在疾病早期阶段或没有轻度认知障碍。
在这项研究中,海马分支学科的形态变化在MSA患者在疾病早期阶段,没有认知障碍和认知功能的关系包括内存使用FreeSurfer-automated分割技术进行调查。
2。材料和方法
2.1。病人
这项回顾性研究机构审查委员会批准了千叶大学医学院的毕业生,和MSA患者的知情同意的要求是放弃。所有健康对照组(高碳钢)提供书面知情同意。从我们的数据库中,我们确定了83名连续MSA患者承认千叶大学医院2017年9月至2021年8月。纳入标准是符合临床的诊断标准的患者可能或可能的MSA,所述第二共识声明吉尔曼et al。14]。诊断可能或可能的MSA运动障碍专家证实了我们的中心。排除标准如下:(1)当前或以前的另一个神经精神障碍的历史和(2)异常MRI发现由于另一个病因。共有八个患者被排除(三个与抑郁症,一个与壳核出血,两个脑梗塞,有polymicrogyria大脑核磁共振成像,和一个小儿麻痹症)。最后,75名MSA患者(21)可能的54岁,可能被纳入本研究。根据主要临床症状时,核磁共振,44例患者分为有小脑ataxia-predominant MSA (MSA-C)和31 parkinsonism-predominant MSA (MSA-P)。在这项研究中,40 MSA患者额评估电池(FAB)分数≤14分为认知受损MSA (MSA-CI)和35分数> 14患者分为认知保存MSA (MSA-CP) [15]。26 MSA患者与一个或多个韦氏记忆量表——(WMS-R)指数≤77.5(−1.5标准差)被列为记忆缺陷MSA (MSA-MI)患者和49 WMS-R指数> 77.5被列为memory-preserved MSA (MSA-MP) [16]。六十九名健康受试者自愿在当地的广告被招募为高碳钢。这些健康的参与者没有神经或精神疾病史,正常神经检查结果,细微精神状态检查,评分≥26。
综述了MSA患者的医疗记录,以确定他们的年龄时,MRI扫描,疾病持续时间(从发病到核磁共振扫描),统一的多系统萎缩评定量表(UMSARS)得分,“郑氏自我评估抑郁量表(SDS)分数,额评估电池(FAB)分数,艾登布鲁克的认知考试III (ACE-III) [17),和WMS-R指数。
2.2。MRI收购
MRI检查所有使用单一3 t磁共振成像系统(通用电气发现MR750,通用电气医疗集团)。t1影像的成像参数3 d-ir-spgr;矢状面;TR 8女士;TE 3女士;TI 420 ms;翻转角度,15°;FOV, 256毫米;矩阵,256×256;和体素的大小,1×1×1毫米。
2.3。影像数据预处理
结构使用FreeSurfer 7.2 (t1加权图像数据处理http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/)。首先,进行一些预处理步骤重建皮质和皮质下区域,包括nonbrain组织切除,自动化Talairach转换、强度归一化,在皮层下灰质和白质体积分割区域,镶嵌的灰质、白质和灰质和脑脊液的界限。上述处理后,大脑皮层和皮层下结构分割的结果直观地检查和纠正每个参与者所必需的。随后,海马subsegmentation都使用一个自动分割FreeSurfer 7.2版本的函数。海马的详细过程分区容量分析已经被先前描述(18]。HC是排除在处理图像的目视检查由于海马子域分割的严重错误。
海马体分为12个亚区:海马尾巴,菌丝层,CA1,海马裂,presubiculum, parasubiculum,分子层、颗粒分子layer-dentate回(GC-ML-DG) CA2/3、CA4,伞,hippocampus-amygdala过渡区(看似)(图1)。整个双边海马体积,每个子域的体积,估计颅内总额(eTIV)。
2.4。统计分析
所有统计分析,除了Steel-Dwass测试,使用SPSS软件进行版本。25.0 (SPSS日本,日本东京)。Steel-Dwass测试执行使用JMP pro 14.2.0 (SAS研究所)。人口统计学变量从MSA-CI、MSA-CP和HC患者而使用χ2测试性和疾病亚型,克鲁斯卡尔-沃利斯单向方差分析与事后Steel-Dwass测试调整为多个比较MRI年龄和教育。单向方差分析是用来比较eTIV团体之一。疾病持续时间、UMSARS第2部分分数,工厂,和视觉记忆指数WMS-R比较使用Mann-Whitney MSA-CI和MSA-CP之间U测试。WMS-R指数,除了视觉记忆和SDS MSA-CI和MSA-CP使用学生的之间的比较t以及。
协方差分析与控制年龄、性别、教育、和eTIV在海马分区卷用于组比较,与事后Bonferroni调整(多个测试校正三组之间的比较)。海马分区卷组比较中发现统计学意义包含在线性回归分析评估认知变量之间的相关性和分区卷MSA患者。低端ACE-III认知变量(工厂、总得分和五个内存域提取WMS-R结果)是作为独立变量调整性别、年龄、疾病持续时间、UMSARS第2部分分数,SDS和教育背景。显著性水平是设定在 。
3所示。结果
3.1。参与者的临床特点
总结了临床特点的研究参与者表1。MSA-CP和MSA-CI组相比,HC组有较高比例的女性。年龄在核磁共振扫描MSA-CI组显著高于在MSA-CP和HC组。HC组的教育背景明显长于MSA-CI组。神经心理测试结果显示出了明显更低的工厂,总,内部氧化物ACE-III分数和WMS-R MSA-CP指数和MSA-CI组比MSA-CI组。
3.2。比较的海马分区卷HC, MSA-CP, MSA-CI组
与HC组相比,正确的CA2/3成交量显著降低MSA-CI组(215.6±30.1和209.8±32.5, )而左边伞MSA-CP组显著升高(64.6±20.1和83.0±27.1, )(表2和图2)。无显著差异,而在海马分区MSA-CI和MSA-CP团体之间的体积。
3.3。比较的海马分区卷HC, MSA-MP, MSA-MI组
无显著差异,而在海马分区卷在HC, MSA-MP, MSA-MI组。
3.4。比较的海马分区卷HC, MSA-C, MSA-P组
左边伞MSA-CP组显著高于HC组(64.6±20.1和80.2±28.8, )。此外,海马体积分区显示MSA-C和MSA-P组之间没有显著差异。
3.5。神经心理测试结果和海马分区卷之间的联系
线性回归分析的结果表明,正确的CA2/3卷与工厂得分显著相关(调整R2= 0.282,β= 0.227, )而不是与总/内部氧化物ACE-III成绩或WMS-R指数MSA患者。左边伞体积不与工厂规模和总/ ACE-III成绩或WMS-R指数。
4所示。讨论
目前的研究包括MSA患者在疾病的早期阶段,平均病程< 2年,定量MSA-CI海马子域体积变化相比,MSA-CP,和HC组。我们的研究结果表明,正确的体积CA2/3 MSA-CI小于在高碳钢,左边的伞在MSA-CP体积比高碳钢。此外,工厂得分CA2/3卷MSA患者的权利。当MSA分为MSA-MI MSA-MP根据WMS-R结果,没有观察到显著差异在海马分区卷组。
神经退化的边缘结构包括MSA CA2/3与认知障碍有关。当前的研究显示右下CA2/3体积比高碳钢MSA-CI患者。此外,正确的CA2/3卷得分显著相关工厂。以前的临床病理的研究一再表明,NCI边缘地区的负担导致认知障碍的发生在MSA (5- - - - - -10,19]。几项研究的半定量的详细评估病理结果在内侧颞区展示了严重的NCI负担在海马亚区,包括CA2/3 [7,9,10]。在另一项研究中使用的自动分割海马分区技术,减少体积中检测出大量的海马分支学科,包括CA2/3, MSA患者患有轻度认知障碍(13]。海马分支学科的广泛的检测肺减容比本研究可能是由于MSA的包含队列平均疾病持续时间4年,这是超过MSA的队列研究中。相反,球状《海军罪案调查处》在大脑皮层与认知障碍(20.]。此外,特别是在疾病的早期阶段,之前的成像和形态学数据表明,传入神经阻滞皮层下结构和皮质病理可能扮演一个角色在认知功能障碍(4]。核磁共振检查使用分布形态测量学和扩散张量成像表明,MSA患者认知障碍表现出相当广泛的脑白质显微结构的参与与降低脑灰质体积(21]。最近的研究,进行了静息状态功能磁共振成像来形容cognition-related网络改变MSA患者已经表明,中断的背外侧前额叶皮层(DLPFC)默认模式网络,DLPFC-insula网络,cerebello-cerebral网络与认知障碍患者的MSA (22- - - - - -24]。这些网络中断的概念是认知功能障碍的衬底是一致的,一项研究发现之间没有皮质病理差异或边缘地区MSA患者和无认知功能障碍(25]。因此,内在边缘结构退化似乎是底物之一,而不是唯一的衬底,在MSA认知功能障碍。
记忆障碍由于焦海马变性可能不是主要的衬底MSA的认知功能障碍。虽然有时候记忆和视觉空间的领域受损,执行功能和流畅性是最常见的影响患者的MSA (4]。在最近的研究中,记忆障碍还与认知障碍组中观察到的分类基于工厂的结果;然而,记忆成绩之间没有检测到协会和海马体积领域,这与认知障碍组中降低。此外,没有明显的体积减少海马分支学科在基于WMS-R MSA-MI分类结果。另一个海马领域研究发现之间的联系语言,抽象函数,视觉空间的/执行功能和海马体积子域,减少MSA患者患有轻度认知障碍(13]。先前的病理研究显示,MSA患者认知障碍的一个子集显示丰富的海军罪案调查处额颞叶,包括有或没有额颞叶内侧颞区域痴呆症临床特征(5- - - - - -7,10]。这些发现表明,海马MSA变性可能伴随着额叶皮质变性和似乎没有完全与记忆障碍有关。相反,病理研究与一个更大的患者群MSA表明,海马的NCI负担和parahippocampus与记忆障碍的发生在MSA (9]。然而,尽管存在不可避免的回顾性后期研究的限制,并不是所有的病人接受正式的、系统的认知评估,以及认知能力评估之间的间隔和解剖广泛多样的先前的研究。此外,三分之二的MSA患者受损的记忆在前面研究frontal-subcortical功能障碍,如执行功能障碍,受损的处理速度,人格改变,去抑制,机械重复,除了记忆受损。区际负荷的相关性神经病理学报告了海马体和基底前脑/下丘脑[20.),和全球之间的关系认知得分和cerebello-amygdaloid /海马旁网络报道(22]。因此,尽管少数MSA患者可能表现为纯粹的记忆缺陷由于局部海马退化,海马可能与认知功能障碍相关支安打,在MSA变性在海马体和其他皮层区域,包括额叶、海马和其他地区之间和网络异常,包括小脑。
伞是直接与穹窿的连续性,并偶尔被描述为一个穹窿组件(26]。在目前的研究中,我们假设伞体积增加MSA-CP或MSA-C穹窿的代偿机制类似报道。使用扩散张量成像技术的一项研究显示当地增加分数各向异性在穹窿nonpsychotic亲戚相比,精神分裂症患者和高碳钢,和这一发现被假定是亲戚之间的代偿机制来防止精神病(27]。使用扩散张量成像技术的另一项研究在认知正常的参与者分为淀粉样蛋白阳性,淀粉样蛋白中间,淀粉样蛋白阴性组基于淀粉样正电子发射断层扫描的结果显示更高的分数各向异性在淀粉样蛋白的穹窿积极参与者在淀粉样比消极参与者(28]。这一发现可以解释为一个补偿机制在阿尔茨海默氏症认知能力下降。然而,没有明显的伞体积和认知功能之间的联系被发现在当前的研究中,进一步的研究和一大群MSA患者需要确认我们的猜测。
我们研究的局限性如下:首先,MSA患者临床诊断没有后期确认;因此,有些病人可能会被误诊。第二,同样的详细认知评估进行MSA患者并不在高碳钢。最后,没有多重比较比较校正所有子域的数字,所以不能排除1型错误。
5。结论
在这项研究中,患者的海马体积领域却降低了MSA-CI甚至在疾病早期阶段。海马分区区域与降低成交MSA-CI患者中发现,被工厂与认知功能相关的评估。这些发现表明海马体中的特定结构变化可能与MSA认知缺陷有关。
数据可用性
不发表任何数据在本文将匿名共享要求从任何合格的调查员。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
所有作者手稿的研究作出了巨大贡献和参与起草和审查。
确认
作者要感谢ENAGO (https://www.enago.jp)英语复习。这项工作在一定程度上支持的研究委员会的补助金共济失调,健康劳动科学研究资助,和卫生部、劳动和福利、日本(批准号JPMH20FC1041)。