Новые МРТ-методики в диагностике болезни Паркинсона: оценка нигральной дегенерации

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Болезнь Паркинсона (БП) — прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, основным патоморфологическим субстратом которого является потеря дофаминергических нейронов в компактной части черной субстанции среднего мозга. Несмотря на значительный прогресс в изучении данного заболевания, его ранняя диагностика представляет собой непростую клиническую проблему. В настоящее время большое количество исследований посвящено поиску и внедрению информативных маркеров для ранней верификации диагноза. Одним из наиболее перспективных направлений диагностики БП является изучение специфических паттернов изменения черной субстанции, выявляемых при визуализации нигросом (специфических кластеров дофаминергических нейронов) и нейромеланина с помощью высокопольной магнитно-резонансной томографии (МРТ).

В статье рассмотрены современные представления о структурно-функциональной организации черной субстанции и новые информативные МРТ-маркеры нейродегенерации при БП: потеря дорсолатеральной нигральной гиперинтенсивности (исчезновение нигросомы-1) и уменьшение интенсивности/площади магнитно-резонансного сигнала от черной субстанции при визуализации нейромеланина. Приводится собственный опыт использования указанных технологий с целью диагностики БП, полученный при анализе изображений, взвешенных по магнитной восприимчивости, и изображений в режиме нейромеланин-чувствительной МРТ.

 

Об авторах

Сергей Николаевич Иллариошкин

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: ekfedotova@gmail.com
Россия, Москва

Родион Николаевич Коновалов

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: ekfedotova@gmail.com
Россия, Москва

Екатерина Юрьевна Федотова

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Автор, ответственный за переписку.
Email: ekfedotova@gmail.com
Россия, Москва

Анна Николаевна Москаленко

ФГБНУ «Научный центр неврологии»

Email: ekfedotova@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Pringsheim T., Jette N., Frolkis A., Steeves T.D. The prevalence of Parkinson’s disease: a systematic review and meta-analysis. Mov Disord 2014; 29: 1583–1590. doi: 10.1002/mds.25945. PMID: 24976103.
  2. Иллариошкин С.Н., Левин О.С. (ред.) Руководство по диагностике и лечению болезни Паркинсона. М., 2017. 336 с.
  3. Tolosa E., Wenning G., Poewe W. The diagnosis of Parkinson’s disease. Lancet Neurol 2006; 5: 75–86. doi: 10.1016/S1474-4422(05)70285-4. PMID: 16361025.
  4. Иллариошкин С.Н., Власенко А.Г., Федотова Е.Ю. Современные возможности идентификации латентной стадии нейродегенеративного процесса. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2013; 2: 39–50.
  5. Poewe W., Seppi K., Tanner C.M. et al. Parkinson disease. Nat Rev Dis Primers 2017; 3: 17013. doi: 10.1038/nrdp.2017.13. PMID: 28332488.
  6. Postuma R.B., Berg D., Stern M. et al. MDS clinical diagnostic criteria for Parkinson's disease. Mov Disord 2015; 30: 1591–1601. doi: 10.1002/mds.26424. PMID: 26474316.
  7. Noyce A., Bandopadhyay R. Parkinson’s disease: basic pathomechanisms and a clinical overview. Adv Neurobiol 2017; 15: 55–92. doi: 10.1007/978-3-319-57193-5_3. PMID: 28674978.
  8. Селихова М.В., Катунина Е.А., Воун А. Позитронная эмиссионная и однофотонная эмиссионная компьютерная томография в оценке состояния моноаминергических систем мозга при экстрапирамидных расстройствах. Анналы клинической и экспериментальной неврологии 2019; 13(2): 69 – 78. doi: 10.25692/ACEN.2019.2.8.
  9. Brooks D.J. Molecular imaging of dopamine transporters. Ageing Res Rev 2016; 30: 114–121. doi: 10.1016/j.arr.2015.12.009. PMID: 26802555.
  10. Piccini P., Whone A. Functional brain imaging in the differential diagnosis of Parkinson's disease. Lancet Neurol 2004; 3: 284–290. doi: 10.1016/S1474-4422(04)00736-7. PMID: 15099543.
  11. Loane C., Polities M. Positron emission tomography neuroimaging in Parkinson’s disease. Am J Transl Res 2011; 3: 323–341. PMID: 21904653.
  12. Berg D., Behnke S., Walter U. Application of transcranial sonography in extrapyramidal disorder: updated recommendation. Ultraschall Med 2006; 27: 12−19. doi: 10.1055/s-2005-858962. PMID: 16470475.
  13. Berardelli A., Wenning G.K., Antonini A. et al. EFNS/MDS-ES/ENS [corrected] recommendations for the diagnosis of Parkinson's disease. Eur J Neurol 2013; 20: 16–34. doi: 10.1111/ene.12022 PMID: 23279440.
  14. Shafieesabet A., Fereshtehnejad S.M., Shafieesabet A. et al. Hyperechogenicity of substantia nigra for differential diagnosis of Parkinson's disease: A meta-analysis. Parkinsonism Relat Disord 2017; 42: 1–11. doi: 10.1016/j.parkreldis.2017.06.006. PMID: 28647434.
  15. Иллариошкин С.Н., Чечеткин А.О., Федотова Е.Ю. Транскраниальная сонография при экстрапирамидных заболеваниях. М.: АТМО, 2014. 176 с.
  16. Heim B., Krismer F., De Marzi R., Seppi K. Magnetic resonance imaging for the diagnosis of Parkinson’s disease. J Neural Transm 2017; 124: 915–964. doi: 10.1007/s00702-017-1717-8 PMID: 28378231.
  17. Alonso B.C., Hidalgo-Tobón C.C., Menéndez-González M. et al. Magnetic resonance techniques applied to the diagnosis and treatment of Parkinson’s disease. Front Neurol 2015; 6: 146. doi: 10.3389/fneur.2015.00146. PMID: 26191037.
  18. Müller H.-P., Kassubek J. Computerized magnetic resonance imaging-based neuroimaging of neurodegenerative diseases. Front Neurol 2019; 10: 237. doi: 10.3389/fneur.2019.00237. PMID: 30930844.
  19. Damier P., Hirsch E.С., Agid Y., Graybiel A.M. The substantia nigra of the human brain. II. Patterns of loss of dopamine-containing neurons in Parkinson's disease. Brain 1999; 122; 1437–1448. doi: 10.1093/brain/122.8.1437. PMID: 10430830.
  20. Reiter E., Mueller C., Pinter B. et al. Dorsolateral nigral hyperintensity on 3.0T susceptibility-weighted imaging in neurodegenerative Parkinsonism. Mov Disord 2015; 30: 1068–1076. doi: 10.1002/mds.26171. PMID: 25773707.
  21. Schwarz S.T., Mouginb O., Xinga Y. et al. Parkinson's disease related signal change in the nigrosomes 1–5 and the substantia nigra using T2* weighted 7T MRI. Neuroimage Clin 2018; 19: 683–689. doi: 10.1016/j.nicl.2018.05.027. PMID: 29872633.
  22. Blazejewska A.I., Schwarz S.T. Visualization of nigrosome 1 and its loss in PD. Pathoanatomical correlation and in vivo 7 T MRI. Neurology 2013; 81: 534–540. doi: 10.1212/WNL.0b013e31829e6fd2. PMID: 23843466.
  23. Jin L., Wang J., Wang C. et al. Combined visualization of nigrosome-1 and neuromelanin in the substantia nigra using 3T MRI for the differential diagnosis of essential tremor and de novo Parkinson’s disease. Front Neurol 2019; 10: 100. doi: 10.3389/fneur.2019.00100. PMID: 30809189.
  24. Noh Y., Sung Y.H., Lee J. Nigrosome 1 detection at 3T MRI for the diagnosis of early-stage idiopathic Parkinson disease: Assessment of diagnostic accuracy and agreement on imaging asymmetry and clinical laterality. AJNR Am J Neuroradiol 2015; 36: 2010–2016. doi: 10.3174/ajnr.A4412. PMID: 26294646.
  25. Schwarz S.T., Xing Y., Naidu S. et al. Protocol of a single group prospective observational study on the diagnostic value of 3T susceptibility weighted MRI of nigrosome-1 in patients with parkinsonian symptoms: the N3iPD study (nigrosomal iron imaging in Parkinson’s disease). BMJ Open 2017; 7: e016904. doi: 10.1136/bmjopen-2017-016904. PMID: 29247084.
  26. Meijer F.J.A., Goraj B., Bloemc B.R., Esselink R.A.J. Clinical application of brain MRI in the diagnostic work-up of parkinsonism. J Parkinsons Dis 2017; 7: 211–217. doi: 10.3233/JPD-150733. PMID: 28282809.
  27. Schmidt M.A., Engelhorn T., Marxreiter F. et al. Ultra high-field SWI of the substantia nigra at 7T: reliability and consistency of the swallow-tail sign. BMC Neurol 2017; 17: 194. doi: 10.1186/s12883-017-0975-2. PMID: 29073886.
  28. Schwarz S.T., Afzal M., Morgan P.S. et al. The ‘Swallow tail’ appearance of the healthy nigrosome – a new accurate test of Parkinson’s disease: A case-control and retrospective cross-sectional MRI study at 3T. PlosOne 2014; 9: e93814. doi: 10.1371/journal.pone.0093814. PMID: 24710392.
  29. Gramsch C., Reuter I., Kraff O., Nigrosome 1 visibility at susceptibility weighted 7T MRI — a dependable diagnostic marker for Parkinson's disease or merely an inconsistent age-dependent imaging finding? Plos One 2017; 12: e0185489. doi: 10.1371/journal.pone.0185489. PMID: 29016618.
  30. Lehericy S., Bardinet E., Poupon C. et al. 7 Tesla magnetic resonance imaging: a closer look at substantia nigra anatomy in Parkinson’s disease. Mov Disord 2014; 29: 1574–1581. doi: 10.1002/mds.26043. PMID: 25308960.
  31. Cosottini M., Frosini D., Pesaresi I. et al. MR imaging of the substantia nigra at 7 T enables diagnosis of Parkinson disease. Radiology. 2014; 271: 831–838. doi: 10.1148/radiol.14131448. PMID: 24601752.
  32. Gao P., Zhou P.Y., Wang P.Q. et al. Universality analysis of the existence of substantia nigra ‘swallow tail’ appearance of non-Parkinson patients in 3T SWI. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2016; 20: 1307–1314. PMID: 27097951.
  33. Sung Y.H., Noh Y., Lee J., Kim E.Y. Drug-induced Parkinsonism versus idiopathic Parkinson disease: utility of nigrosome 1 with 3-T imaging. Radiology 2016; 279: 849–858. doi: 10.1148/radiol.2015151466. PMID: 26690908.
  34. Frosini D., Cosottini M., Volterrani D., Ceravolo R. Neuroimaging in Parkinson’s disease: focus on substantia nigra and nigro-striatal projection. Curr Opin Neurol 2017, 30: 416–426. doi: 10.1097/WCO.0000000000000463. PMID: 28537985.
  35. Pavese N., Tai Y.E. Nigrosome imaging and neuromelanin sensitive MRI in diagnostic evaluation of parkinsonism. Mov Disord Clin Pract 2018; 5: 131–140. doi: 10.1002/mdc3.12590. PMID: 30363419.
  36. Mahlknecht P., Krismer F., Poewe W., Seppi K. Meta-analysis of dorsolateral nigral hyperintensity on magnetic resonance imaging as a marker for Parkinson’s disease. Mov Disord 2017; 32: 619–623. doi: 10.1002/mds.26932. PMID: 28151553.
  37. Bae Y.J., Kim J.M., Kim E. et al. Loss of nigral hyperintensity on 3 Tesla MRI of parkinsonism: comparison with (123) I-FP-CIT SPECT. Mov Disord 2016; 31: 684–692. doi: 10.1002/mds.26584. PMID: 26990970.
  38. Kim J.M., Jeong H.J., Bae Y.J. et al. Loss of substantia nigra hyperintensity on 7 Tesla MRI of Parkinson’s disease, multiple system atrophy, and progressive supranuclear palsy. Parkinsonism Relat Disord 2016; 26: 47–54. doi: 10.1016/j.parkreldis.2016.01.023. PMID: 26951846.
  39. Haacke E.M., Liu S., Buch S. et al. Quantitative susceptibility mapping: current status and future directions. Magn Reson Imaging 2015; 33: 1–25. doi: 10.1016/j.mri.2014.09.004. PMID: 25267705.
  40. Postuma R.B., Berg D., Stern M. et al. MDS clinical diagnostic criteria for Parkinson's disease. Mov Disord 2015; 30: 1591–1601. doi: 10.1002/mds.26424. PMID: 26474316.
  41. Иллариошкин С.Н., Иванова-Смоленская И.А. Дрожательные гиперкинезы. Руководство для врачей. М.: Атмосфера, 2011. 360 c.
  42. Speelman P.B., de Haan R.J., CARPA-study group. Clinical heterogeneity in newly diagnosed Parkinson’s disease. J Neurol 2008; 255: 716–722. doi: 10.1007/s00415-008-0782-1. PMID: 18344057.
  43. Zecca L., Tampellini D., Gerlach M. et al. Substantia nigra neuromelanin: structure, synthesis, and behavior. Mol Pathol 2001; 54: 414–418. PMID: 11724917.
  44. Sasaki M., Shibata E., Tohyama K. et al. Neuromelanin magnetic resonance imaging of locus ceruleus and substantia nigra in Parkinson’s disease. Neuroreport 2006; 17: 1215–1218. doi: 10.1097/01.wnr.0000227984.84927.a7. PMID: 16837857.
  45. Kashihara K., Shinya T., Higaki F. Reduction of neuromelanin-positive nigral volume in patients with MSA, PSP and CBD. Intern Med 2011; 50: 1683–1687. doi: 10.2169/internalmedicine.50.5101. PMID: 21841326.
  46. Ohtsuka C., Sasaki M., Konno K. et al. Changes in substantia nigra and locus coeruleus in patients with early-stage Parkinson’s disease using neuromelanin-sensitive MR imaging. Neurosci Lett 2013; 541: 93–98 doi: 10.1016/j.neulet.2013.02.012. PMID: 23428505.
  47. Matsuura K., Maeda M., Tabei K.I. et al. A longitudinal study of neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging in Parkinson’s disease. Neurosci Lett 2016; 633: 112–117. doi: 10.1016/j.neulet.2016.09.011. PMID: 27619539.
  48. Schwarz S.T., Xing Y., Tomar P. et al. In vivo assessment of brainstem depigmentation in Parkinson disease: potential as a severity marker for multicenter studies. Radiology 2017; 283: 789–798 doi: 10.1148/radiol.2016160662. PMID: 27820685.
  49. Reimão S., Ferreira S., Nunes R.G. et al. Magnetic resonance correlation of iron content with neuromelanin in the substantia nigra of early-stage Parkinson’s disease. Eur J Neurol 2016; 23: 368–374. doi: 10.1111/ene.12838. PMID: 26518135.
  50. Kashihara K., Shinya T., Higaki F. Neuromelanin magnetic resonance imaging of nigral volume loss in patients with Parkinson's disease. J Clin Neurosci 2011; 18: 1093–1096. doi: 10.1016/j.jocn.2010.08.043. PMID: 21719292.
  51. Reimão S., Pita P., Neutel D. et al. Substantia nigra neuromelanin-MR imaging differentiates essential tremor from Parkinson’s disease. Mov Disord 2015; 30: 953–959. doi: 10.1002/mds.26182. PMID: 25758364.
  52. Wang J., Li Y., Huang Z. et al. Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging features of the substantia nigra and locus coeruleus in de novo Parkinson’s disease and its phenotypes. Eur J Neurol 2018; 25: 949–973. doi: 10.1111/ene.13628. PMID: 29520900.
  53. Castellanos G., Fernández-Seara V.A., Lorenzo-Betancor O. et al. Automated neuromelanin imaging as a diagnostic biomarker for Parkinson’s disease. Mov Disord 2015; 30: 945–952. doi: 10.1002/mds.26201. PMID: 25772492.
  54. Isaias I.U., Trujillo P., Summers P. et al. Neuromelanin imaging and dopaminergic loss in Parkinson’s disease. Front Aging Neurosci 2016; 8: 196. doi: 10.3389/fnagi.2016.00196. PMID: 27597825.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Illarioshkin S.N., Konovalov R.N., Fedotova E.Y., Moskalenko A.N., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-83204 от 12.05.2022.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах