帕金森病精准医学诊断——患者PET/MRI图像定量分析系统

帕金森病（Parkinson's disease，PD）是一种神经退行性疾病，其发病机制是中脑黑质变性，引起纹状体壳核和尾状核多巴胺能神经元变性，突触中多巴胺含量减少并逐渐丧失行动能力。 大多数临床症状是运动功能缺陷。 最明显的症状是震颤、肢体僵硬、运动功能障碍和步态异常，并可能出现认知和行为问题。 在核医学PET检查中，标记的放射性药物有可能通过静脉注射进入大脑纹状体的壳核和尾状核区域。 帕金森病的严重程度是通过对放射性药物图像缺陷的定量分析来评估和诊断的。临床研究通常使用手动选择感兴趣区域 (ROI) 进行定量分析。 然而，这种方法由于主观因素导致人为错误和可重复性低，并且还耗费大量时间。 因此，为解决上述问题，本课题拟构建PET/MRI图像自动化定量分析系统。 PET 图像的定量分析是通过使用 MRI 图像分割的壳核和尾状 ROI 自动执行的。 在这项研究中，患者将在 VGHTPE PET/MRI 扫描仪中对接受针灸治疗的 PD 患者前后进行 MRI T1 和 18F-FDOPA PET 扫描。 每位患者将通过 IV 注射给予 185 MBq (5 mCi) 的 18F-FDOPA。 MRI 图像用于提取目标和背景 ROI（感兴趣区域），并与 PET 图像配准。 MRI 图像生成的 ROI 将应用于其相应的 PET 图像。 然后，将计算每位患者的比摄取率 (SUR)。 SUR的计算是目标ROI（左右纹状体）的平均图像像素值与背景ROI（枕叶）的平均图像像素值之差除以背景ROI的平均值。 在计算出每个患者的标准摄取比后，可以根据纹状体两侧（左右）SUR值的绝对差值除以纹状体两侧的平均SUR值来计算不对称指数（ASI）。 该自动化定量分析系统有望改善传统人工ROI选择方法耗时长、重现性低、主观性等问题，为早期PD的诊断提供有用的工具。 第一年，该子项目有望对子项目3提供的针灸治疗PD患者前后进行MRI T1和18F-FDOPA PET扫描。 第二年，将与子项目1提供的震颤测试结果和子项目4提供的99mTc-TRODAT SPECT图像量化结果进行相关分析。