파킨슨병 평가에서의 DTI

파킨슨병(PD)은 알츠하이머병에 이어 두 번째로 흔한 신경퇴행성 질환입니다. PD는 일반적으로 운동완서, 경직, 안정 시 떨림, 자세 불안정을 포함한 운동 증상으로 시작됩니다. PD는 또한 수많은 비운동 증상(예: 인지 장애, 우울증, 수면 행동 문제 및 후각 기능 장애)을 포함합니다(1). PD의 고전적인 신경병리학적 특징은 흑색질(SN)에서 도파민성 뉴런의 손실을 수반하며, 그 결과 피질-기저핵-시상피질 운동 회로를 통한 도파민성 출력이 감소하여 운동 기능의 조절 장애를 유발합니다(2). PD의 또 다른 신경병리학적 특징은 α-시누클레인 단백질(4)의 집합체를 포함하여 뉴런체와 ​​축색 돌기 모두에 루이소체(3)와 신경돌기가 존재한다는 것입니다. 파킨슨병이 시작되면 운동 및 비운동 증상의 복잡한 특징은 루이소체의 α-시누클레인 면역 반응 포함을 포함하여 근본적인 병리의 진행을 반영합니다. 뇌간에서 중뇌 및 기저 전뇌로의 도파민성, 콜린성, 세로토닌성 및 노르아드레날린성 돌기의 손실; 마지막으로 신피질(5)입니다. PD 과정에서 환자는 일반적으로 우울증, 행동 및 인지 장애, 치매를 포함한 동반이환 신경정신과적 장애를 경험했으며, 이는 루이소체 치매(DLB) 및 알츠하이머병과 같은 다른 신경퇴행성 원인과 구별되어야 합니다. 한편, "파킨슨병"이라는 용어는 운동완서, 톱니바퀴 경직, 안정 떨림, 느린 발걸음 걸음 및 불균형을 포함하여 PD에서도 나타나는 운동 증후군을 의미합니다. 파킨슨병의 비정형적 원인은 특발성 파킨슨병과 유사하며 다계통위축(MSA), 진행성 핵상마비(PSP), 피질기저핵증후군(CBS), 약물유발성 파킨슨병 등이 있다. PD에서, 도파민성 뉴런의 손실 및 루이소체의 축적은 전형적으로 신경아교세포의 손상 및 세포외 공간에서 미세아교세포 농도의 증가와 함께 축삭의 탈수초화를 동반한다. 따라서 dopaminergic 뉴런과 dopaminergic 경로를 따라 뇌 영역에서 extracellular microstructural 이상의 감지 초기 PD(6)의 biomarker 수 있습니다 그럴듯 합니다. PD 병리생리학에 대한 우리의 지식과 관련하여, 최근의 신경 영상 방법은 기능적, 구조적 및 확산 데이터 수집, PD와 같은 신경 퇴행성 질환과 관련된 뇌 변화를 평가하는 세 가지 보완 기술을 기반으로 뇌 변화의 해부학 및 영향을 조사할 수 있게 합니다. 새로운 MRI 기술 및 PD에서의 사용 및 이러한 기술이 PD 환자의 뇌 변화 및 파킨슨병 증상과의 관계를 감지하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 설명합니다. 뇌 MRI는 구조적 뇌 해부학 및 병리학을 평가하기 위해 임상 실습에서 일반적으로 사용됩니다. 신경퇴행성 병리학에서 뇌 MRI는 정확한 진단을 내리기 위해 구조적 퇴화의 패턴을 식별할 수 있습니다. 이러한 구조적 변화는 위축 영역 또는 구조 신호 강도 변화일 수 있습니다. 파킨슨병 환자의 진단적 정밀검사에서 뇌 MRI를 시행하는 것이 권장된다(13). 파킨슨병의 정밀 검사에서 뇌 MRI의 주요 목적은 뇌혈관 손상(혈관성 파킨슨병)을 평가하고 다발성 경화증, 정상압 수두증 또는 윌슨병과 같은 파킨슨병의 가능성이 있지만 더 드문 원인을 배제하는 것입니다. 또한, 신경퇴행성 비정형 파킨슨병의 진단을 지원할 수 있습니다. 휴식 상태의 기능성 자기 공명 영상(fMRI)을 사용하여 뇌 연결성 및 기능 네트워크의 변경을 연구할 수 있습니다. 문헌에 대한 최근 검토는 PD의 기능적 변화에 대한 흥미로운 통찰력을 제공했습니다(7): 주로 PD는 특히 감각 운동, 시각 및 기저 신경절 네트워크에서 기능 장애를 유발합니다. fMRI 데이터가 도파민성 약물 상태(8) 또는 fMRI 획득 매개변수(7)와 같은 여러 매개변수에 의존한다고 주장하는 것이 합리적입니다. 해부학적 MRI와 관련하여 VBM(voxel-based morphometry)을 사용하여 회백질의 부피를 연구할 수 있습니다(9). 최근의 VBM 메타 분석에서는 PD 환자의 좌측 하전두회, 상측두회, 뇌섬 및 정수리 영역에서 피질 위축이 나타났습니다(검토를 위해 (10)(11)(12) 참조. 젊은 환자의 parahippocampal gyrus, insula 및 우수한 측두 이랑뿐만 아니라 질병 기간과 운동 장애 사이의 상관 관계와 왼쪽 아래 전두 이랑의 회백질 감소 (10). fMRI는 PD와 관련된 신경 기능 장애를 평가하여 기능적 연결성을 연구할 수 있는 반면, 구조적 MRI는 해부학적 변화, 특히 질병 진행과 관련된 피질 병변에 관한 정보를 추가합니다. 기능적 및 구조적 MRI 데이터는 PD 병리생리학의 상당하지만 부분적인 이해에 기여합니다. 이 지식을 향상시키기 위해 DTI는 신경퇴행성 과정의 영향을 받는 백색 섬유 완전성에 대한 연구를 허용합니다.

MRI(Magnetic Resonance Imaging) 시퀀스 중 하나인 DTI(Diffusion Tensor Imaging)는 신경퇴행성 질환의 백질 미세구조 무결성을 측정하고 tractography를 통해 뇌 섬유 연결을 시각화하는 데 사용되었습니다(6). 분수 이방성(FA), 방사형(RD), 축 방향(AD) 및 평균 확산도(MD)는 미시적 규모에서 물 분자의 무작위 운동 정도를 설명하는 데 가장 일반적으로 사용되었습니다. 구체적으로, 임의의 물 움직임의 방향성을 측정하는 FA는 신경 섬유 배열, 축삭 무결성 및 축삭 수초화 정도를 조사하는 데 사용되었습니다(13). FA는 뇌 조직의 미세 구조적 무결성을 추론하는 데 임상적으로 실현 가능하며, 특히 백질 및 섬유관 구조와 같은 지향성 조직보다 선호됩니다. MD는 수분 확산의 크기를 측정합니다. 높은 MD는 부종 및 괴사를 포함한 광범위한 세포 손상을 나타내는 것으로 생각됩니다. MD는 회백질 조직과 백질 조직 모두에서 이러한 미세구조 변경을 포착하기 위해 임상적으로 사용됩니다(14). AD는 주축을 따라 확산의 크기를 측정하고 RD는 가로 확산의 크기를 측정합니다.