DTI v hodnocení Parkinsonovy choroby

Parkinsonova nemoc (PD) je po Alzheimerově chorobě druhou nejčastější neurodegenerativní poruchou. PD obecně začíná motorickými příznaky, včetně bradykineze, rigidity, klidového třesu a posturální nestability. PD také zahrnuje četné nemotorické symptomy (jako je kognitivní porucha, deprese, problémy se spánkovým chováním a čichová dysfunkce) (1). Klasickým neuropatologickým znakem PD je ztráta dopaminergních neuronů v substantia nigra (SN), což má za následek snížený dopaminergní výstup přes kortiko-bazální ganglia-thalamokortikální motorický okruh, což způsobuje dysregulaci motorických funkcí (2). Další neuropatologickou charakteristikou PD je přítomnost Lewyho tělísek (3) a neuritů v tělech neuronů i axonech, včetně agregátů proteinu α-synukleinu (4). Když PD začíná, komplexní rysy motorických a nemotorických symptomů odrážejí progresi základních patologií, včetně imunoreaktivních inkluzí a-synukleinu v Lewyho tělíscích; ztráta dopaminergních, cholinergních, serotonergních a noradrenergních projekcí z mozkového kmene do středního mozku a bazálního předního mozku; a konečně do neokortexu (5). V průběhu PD pacienti běžně zažívali komorbidní neuropsychiatrické poruchy, včetně deprese, behaviorálních a kognitivních deficitů a demence, které je třeba odlišit od jiných neurodegenerativních příčin, jako je demence s Lewyho tělísky (DLB) a Alzheimerova choroba. Na druhé straně se termín "parkinsonismus" týká motorických syndromů, které se také vyskytují u PD, včetně bradykineze, rigidity ozubených kol, klidového třesu, pomalého šouravého chůze a nerovnováhy. Mezi atypické příčiny parkinsonismu, které napodobují idiopatickou PD, patří mnohočetná systémová atrofie (MSA), progresivní supranukleární obrna (PSP) nebo kortikobazální syndrom (CBS), stejně jako parkinsonismus vyvolaný léky a další. U PD je ztráta dopaminergních neuronů a akumulace Lewyho tělísek typicky doprovázena poškozením neurogliálních buněk a demyelinizací axonů se zvyšující se koncentrací mikroglií v extracelulárních prostorech. Je tedy pravděpodobné, že detekce extracelulárních mikrostrukturálních abnormalit v oblastech mozku s dopaminergními neurony a podél dopaminergních drah může být biomarkerem počínající PD(6). Pokud jde o naše znalosti patofyziologie PD, současné neurozobrazovací metody umožňují zkoumat anatomii a dopad mozkových změn na základě získávání funkčních, strukturálních a difúzních dat, tří doplňkových technik pro hodnocení mozkových změn souvisejících s neurodegenerativními onemocněními, jako je PD. Nové techniky MRI a jejich použití u PD a vysvětluje, jak mohou být tyto techniky použity k detekci změn v mozku pacientů s PD a jejich vztahu k symptomům Parkinsonovy choroby. MRI mozku se běžně používá v klinické praxi k hodnocení strukturální anatomie a patologie mozku. U neurodegenerativní patologie může MRI mozku identifikovat vzorce strukturální degradace, aby pomohla stanovit správnou diagnózu. Tyto strukturální změny mohou být oblasti atrofie nebo změny intenzity signálu struktury. Při diagnostické práci u pacientů s parkinsonismem se doporučuje provést MRI mozku (13). Hlavním účelem MRI mozku při řešení parkinsonismu je posoudit cerebrovaskulární poškození (vaskulární parkinsonismus) a vyloučit další možné, ale vzácnější příčiny parkinsonismu, jako je roztroušená skleróza, hydrocefalus normálního tlaku nebo Wilsonova choroba. Může také podpořit diagnózu neurodegenerativního atypického parkinsonismu Funkční zobrazení magnetickou rezonancí v klidovém stavu (fMRI) lze použít ke studiu mozkové konektivity a změn funkčních sítí. Nedávný přehled literatury přinesl zajímavý pohled na funkční změny u PD (7): PD především indukuje funkční dysfunkce, zejména v senzomotorických, zrakových a bazálních gangliích. Je rozumné tvrdit, že data fMRI závisí na několika parametrech, jako je stav dopaminergní medikace (8) nebo parametry akvizice fMRI (7). Pokud jde o anatomickou MRI, lze ke studiu objemu šedé hmoty použít voxelovou morfometrii (VBM) (9). Nedávné metaanalýzy VBM prokázaly kortikální atrofii u pacientů s PD v levém gyru frontalis inferior, gyrus temporalis superior, insula a parietální oblasti (přehled viz (10)(11) (12), ale také v levostranných gyrus parahipocampal, insula a gyrus temporalis superior u mladších pacientů, stejně jako korelace mezi trváním onemocnění a motorickým postižením a redukcí šedé hmoty v levém dolním frontálním gyru (10). Zatímco fMRI umožňuje studium funkční konektivity hodnocením neuronálních (dys)funkcí souvisejících s PD, strukturální MRI přidává informace týkající se anatomických změn a zejména kortikálních lézí, které se také podílejí na progresi onemocnění. Funkční a strukturální data MRI přispívají k podstatnému, ale stále částečnému pochopení patofyziologie PD. Za účelem rozšíření těchto znalostí umožňuje DTI studovat integritu bílých vláken, která je také ovlivněna neurodegenerativními procesy

Diffusion Tensor Imaging (DTI), jedna ze sekvencí zobrazování magnetickou rezonancí (MRI), byla použita k měření mikrostrukturální integrity bílé hmoty u neurodegenerativních onemocnění a také k vizualizaci spojení mozkových vláken pomocí traktografie (6). K popisu stupně náhodného pohybu molekul vody v mikroskopickém měřítku byly nejčastěji používány frakční anizotropie (FA), radiální (RD), axiální (AD) a střední difuzivita (MD). Konkrétně FA, která měří směrovost náhodného pohybu vody, byla použita ke zkoumání uspořádání nervových vláken, axonální integrity a stupně axonální myelinizace (13). FA je klinicky proveditelná pro odvození mikrostrukturální integrity mozkových tkání, zvláště preferovaných před orientovanými tkáněmi, jako je bílá hmota a architektury vlákenného traktu. MD měří velikost difúze vody. Předpokládá se, že vysoká MD ukazuje na široké poškození buněk včetně edému a nekrózy. MD se klinicky používá k zachycení těchto mikrostrukturálních změn ve tkáních šedé i bílé hmoty (14). AD měří velikost difúze podél hlavní osy a RD měří velikost příčné difúze