Những thay đổi cấu trúc trong bệnh Parkinson: phân tích morphometry dựa trên voxel và hình ảnh tensor khuếch tán dựa trên mức độ hấp thụ 123I-MIBG

European Radiology - Tập 27 - Trang 5073-5079 - 2017
Kazufumi Kikuchi1, Akio Hiwatashi1, Osamu Togao1, Koji Yamashita1, Ryo Somehara1, Ryotaro Kamei1, Shingo Baba1, Hiroo Yamaguchi2, Jun-ichi Kira2, Hiroshi Honda1
1Department of Clinical Radiology, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University, Fukuoka, Japan
2Department of Neurology, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University, Fukuoka, Japan

Tóm tắt

Bệnh nhân mắc bệnh Parkinson (PD) có thể biểu hiện các triệu chứng rối loạn chức năng giao cảm có thể được đo bằng hình ảnh tim bằng đồng vị 123I-metaiodobenzylguanidine (MIBG). Chúng tôi đã khảo sát mối quan hệ giữa các thay đổi vi cấu trúc não và sự hấp thụ 123I-MIBG ở bệnh nhân PD bằng các phân tích morphometry dựa trên voxel (VBM) và hình ảnh tensor khuếch tán (DTI). Nghiên cứu hồi cứu này bao gồm 24 bệnh nhân PD đã trải qua hình ảnh cộng hưởng từ 3T và hình ảnh MIBG 123I. Họ được chia thành hai nhóm: 12 trường hợp dương tính với MIBG và 12 trường hợp âm tính với MIBG (10 nam và 14 nữ; độ tuổi từ 60–81 tuổi, đã được điều chỉnh theo giới tính và tuổi tác). Tỷ lệ đếm tim/mediastinum (H/M) được tính toán trên các hình ảnh MIBG 123I phía trước thu được sau 4 giờ tiêm. VBM và DTI đã được thực hiện để phát hiện sự khác biệt cấu trúc giữa hai nhóm này. Bệnh nhân có tỷ lệ H/M thấp có thể tích não giảm đáng kể tại gyrus trán dưới bên phải (p chưa điều chỉnh < 0.0001, K > 90). Bệnh nhân có tỷ lệ H/M thấp cũng cho thấy độ đồng nhất phân số thấp hơn một cách đáng kể so với những người có tỷ lệ H/M cao (p < 0.05) ở bức xạ thalamus trước bên trái, fasciculus fronto-occipital riêng dưới bên trái, fasciculus dọc trên bên trái, và fasciculus uncinate bên trái. VBM và DTI có thể tiết lộ những thay đổi vi cấu trúc liên quan đến mức độ hấp thụ 123I-MIBG ở bệnh nhân PD. • Phương pháp MRI tiên tiến có thể phát hiện tổn thương não một cách chính xác hơn. • Morphometry dựa trên voxel có thể phát hiện những thay đổi của chất xám trong bệnh Parkinson. • Hình ảnh tensor khuếch tán có thể phát hiện những thay đổi của chất trắng trong bệnh Parkinson.

Từ khóa

#bệnh Parkinson #VBM #DTI #hấp thụ MIBG #tổn thương não

Tài liệu tham khảo

de Lau LM, Breteler MM (2006) Epidemiology of Parkinson's disease. Lancet Neurol 5:525–535 Obeso JA, Rodriguez-Oroz MC, Rodriguez M et al (2000) Pathophysiology of the basal ganglia in Parkinson's disease. Trends Neurosci 23:S8–S19 Hattori T, Orimo S, Hallett M et al (2014) Relationship and factor structure in multisystem neurodegeneration in Parkinson's disease. Acta Neurol Scand 130:347–353 Sisson JC, Shapiro B, Meyers L et al (1987) Metaiodobenzylguanidine to map scintigraphically the adrenergic nervous system in man. J Nucl Med 28:1625–1636 Mantysaari M, Kuikka J, Mustonen J et al (1992) Noninvasive detection of cardiac sympathetic nervous dysfunction in diabetic patients using [123I]metaiodobenzylguanidine. Diabetes 41:1069–1075 Yoshita M (1998) Differentiation of idiopathic Parkinson's disease from striatonigral degeneration and progressive supranuclear palsy using iodine-123 meta-iodobenzylguanidine myocardial scintigraphy. J Neurol Sci 155:60–67 Hakusui S, Yasuda T, Yanagi T et al (1994) A radiological analysis of heart sympathetic functions with meta-[123I]iodobenzylguanidine in neurological patients with autonomic failure. J Auton Nerv Syst 49:81–84 Orimo S, Takahashi A, Uchihara T et al (2007) Degeneration of cardiac sympathetic nerve begins in the early disease process of Parkinson's disease. Brain Pathol 17:24–30 Orimo S, Kanazawa T, Nakamura A et al (2007) Degeneration of cardiac sympathetic nerve can occur in multiple system atrophy. Acta Neuropathol 113:81–86 Gattellaro G, Minati L, Grisoli M et al (2009) White matter involvement in idiopathic Parkinson disease: a diffusion tensor imaging study. AJNR Am J Neuroradiol 30:1222–1226 Schrag A, Good CD, Miszkiel K et al (2000) Differentiation of atypical parkinsonian syndromes with routine MRI. Neurology 54:697–702 Vymazal J, Righini A, Brooks RA et al (1999) T1 and T2 in the brain of healthy subjects, patients with Parkinson disease, and patients with multiple system atrophy: relation to iron content. Radiology 211:489–495 Burton EJ, McKeith IG, Burn DJ, Williams ED, O'Brien JT (2004) Cerebral atrophy in Parkinson's disease with and without dementia: a comparison with Alzheimer's disease, dementia with Lewy bodies and controls. Brain 127:791–800 Rae CL, Correia MM, Altena E, Hughes LE, Barker RA, Rowe JB (2012) White matter pathology in Parkinson's disease: the effect of imaging protocol differences and relevance to executive function. Neuroimage 62:1675–1684 Karagulle Kendi AT, Lehericy S, Luciana M, Ugurbil K, Tuite P (2008) Altered diffusion in the frontal lobe in Parkinson disease. AJNR Am J Neuroradiol 29:501–505 Zhang K, Yu C, Zhang Y et al (2011) Voxel-based analysis of diffusion tensor indices in the brain in patients with Parkinson's disease. Eur J Radiol 77:269–273 Salsone M, Cerasa A, Arabia G et al (2014) Reduced thalamic volume in Parkinson disease with REM sleep behavior disorder: volumetric study. Parkinsonism Relat Disord 20:1004–1008 Postuma RB, Berg D, Stern M et al (2015) MDS clinical diagnostic criteria for Parkinson's disease. Mov Disord 30:1591–1601 Webster DD (1968) Critical analysis of the disability in Parkinson's disease. Mod Treat 5:257–282 Yonezawa M, Nagao M, Abe K et al (2013) Relationship between impaired cardiac sympathetic activity and spatial dyssynchrony in patients with non-ischemic heart failure: assessment by MIBG scintigraphy and tagged MRI. J Nucl Cardiol 20:600–608 Ashburner J (2007) A fast diffeomorphic image registration algorithm. Neuroimage 38:95–113 Smith SM, Jenkinson M, Johansen-Berg H et al (2006) Tract-based spatial statistics: voxelwise analysis of multi-subject diffusion data. Neuroimage 31:1487–1505 Smith SM, Jenkinson M, Woolrich MW et al (2004) Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL. Neuroimage 23:S208–S219 Mori S, Oishi K, Jiang H et al (2008) Stereotaxic white matter atlas based on diffusion tensor imaging in an ICBM template. Neuroimage 40:570–582 Smith SM, Nichols TE (2009) Threshold-free cluster enhancement: addressing problems of smoothing, threshold dependence and localisation in cluster inference. Neuroimage 44:83–98 Palma JA, Kaufmann H (2014) Autonomic disorders predicting Parkinson's disease. Parkinsonism Relat Disord 20:S94–S98 Cubo E, Martin PM, Martin-Gonzalez JA, Rodriguez-Blazquez C, Kulisevsky J, Members EG (2010) Motor laterality asymmetry and nonmotor symptoms in Parkinson's disease. Mov Disord 25:70–75 Sakakibara R, Tateno F, Kishi M, Tsuyusaki Y, Terada H, Inaoka T (2014) MIBG myocardial scintigraphy in pre-motor Parkinson's disease: a review. Parkinsonism Relat Disord 20:267–273 Cacciola A, Milardi D, Anastasi GP et al (2016) A Direct Cortico-Nigral Pathway as Revealed by Constrained Spherical Deconvolution Tractography in Humans. Front Hum Neurosci 10:374 Sesack SR, Deutch AY, Roth RH, Bunney BS (1989) Topographical organization of the efferent projections of the medial prefrontal cortex in the rat: an anterograde tract-tracing study with Phaseolus vulgaris leucoagglutinin. J Comp Neurol 290:213–242 Kunzle H (1978) An autoradiographic analysis of the efferent connections from premotor and adjacent prefrontal regions (areas 6 and 9) in macaca fascicularis. Brain Behav Evol 15:185–234 Kwon HG, Jang SH (2014) Differences in neural connectivity between the substantia nigra and ventral tegmental area in the human brain. Front Hum Neurosci 8:41 Peran P, Cherubini A, Assogna F et al (2010) Magnetic resonance imaging markers of Parkinson's disease nigrostriatal signature. Brain 133:3423–3433 Hattori T, Orimo S, Aoki S et al (2012) Cognitive status correlates with white matter alteration in Parkinson's disease. Hum Brain Mapp 33:727–739 Song SK, Lee JE, Park HJ, Sohn YH, Lee JD, Lee PH (2011) The pattern of cortical atrophy in patients with Parkinson's disease according to cognitive status. Mov Disord 26:289–296 Nishio Y, Hirayama K, Takeda A et al (2010) Corticolimbic gray matter loss in Parkinson's disease without dementia. Eur J Neurol 17:1090–1097 Braak H, Del Tredici K, Bratzke H, Hamm-Clement J, Sandmann-Keil D, Rub U (2002) Staging of the intracerebral inclusion body pathology associated with idiopathic Parkinson's disease (preclinical and clinical stages). J Neurol 249:III/1–III/5 Chan LL, Rumpel H, Yap K et al (2007) Case control study of diffusion tensor imaging in Parkinson's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry 78:1383–1386 Benjamini Y, Hochberg Y (1995) Controlling the false discovery rate: a practical and powerful approach to multiple testing. J R Stat Soc Ser B 57:289–300 Woo CW, Krishnan A, Wager D (2014) Cluster-extent based thresholding in fMRI analyses: Pitfalls and recommendations. Neuroimage 91:412–419