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NS5000 单拍成对刺激助力:精准区分帕金森病与多系统萎缩

NS5000 单拍成对刺激助力:精准区分帕金森病与多系统萎缩 经颅磁刺激技术
2025-03-11
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 导读 

帕金森病(PD)和多系统萎缩(MSA)早期症状相似,难以区分。现有研究结果不一致,临床评估主观,单指标预测不可靠。本文主要通过整合经颅磁刺激(TMS)与神经成像技术,对PD、MSA和健康对照(HC)进行对比,发现三者在皮质可塑性、脑功能、运动相关神经连接模式和症状学方面存在差异,为疾病的早期诊断和病理机制研究提供了依据。


研究方法


01

参与者与临床评估

81名中风受试者和15名年龄匹配的健康成年人参与,中风受试者在入组前1年内发生中风且无认知障碍,所有参与者均需符合TMS筛选标准。排除妊娠、使用影响癫痫阈值药物及体内有金属物或植入装置。

02

生理检测

用表面电极贴片收集第一背侧骨间肌的EMG信号,采用手持8字形线圈和武汉依瑞德NS5000成对脉冲磁刺激仪进行成对脉冲经颅磁刺激(ppTMS)评估运动皮层的兴奋性。通过单脉冲TMS(sTMS)测量静息运动阈值(RMT),使用成对脉冲TMS(ppTMS)测量短间隔皮质内抑制(SICI)、长间隔皮质内抑制(LICI)和皮质内促进(ICF),从患者患侧和健康人优势手采集信号。


研究结果


01

人口统计学和临床信息

PD、MSA患者与健康对照组在运动、自主神经功能、情绪和认知方面存在显著差异,PD和MSA患者表现出明显的运动和非运动症状。

02

运动皮层神经生理标记物

三组 RMT 模式相似,但抑制性和兴奋性波动存在差异。PD 和 MSA 患者 SICI、LICI、ICF 显著低于健康对照,PD 患者下降更明显,MSA 患者 ICF 时皮质兴奋性高于 PD 患者。


图1  患者与健康对照组之间皮质兴奋性的差异(a)RMT ;(b)SICI ;(c)LICI ;(d)ICF。单因素方差分析:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。事后检验进行了多重比较校正:#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001



03

运动区功能连接性

PD 和 HC 在脑功能上差异极小,但在与同侧 M1 相关区域的脑功能方面,MSA 患者表现出显著增强。功能连接分析显示,MSA患者在右M1与左中颞回(MTG)之间的连接性呈现降低趋势。


图2  患者与健康对照组之间功能连接模式的差异。PD组和健康对照组之间未发现差异。MSA 患者在与右侧中央后区、左侧背外侧前额上回以及右侧额中回相关的功能连接上广泛增加(以红色显示);MSA 患者在右侧M1与左侧颞中回之间的连接则呈现下降趋势(以蓝色显示)



04

运动区间结构连接性

PD和MSA患者在双侧M1的分数各向异性(FA)值均出现降低的情况且组间无显著差异,在平均弥散系数(MD)值方面,三组表现相似,表明运动症状背后的神经机制可能存在重叠。


图3 统计参数图显示了PD和MSA患者与对照组相比,分数各向异性(FA)和平均扩散率(MD)的变化。患者水平低于健康组的脑区用黄色表示。(a)左侧 M1 为ROI和(b)右侧 M1 为 ROI 时,三组在 FA 和 MD 上的组间差异。单因素方差分析:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。事后检验进行了多重比较校正:#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001


结合功能改变结果,MSA 患者表现出半球内功能增强和扩散性降低,PD 患者扩散性受损但功能无显著变化。



05

相关性

HC中RMT与多种临床指标(如 HAMA、HAMD、NMSQ、MMSE、MOCA )和脑功能指标(如右M1和左MTG之间的功能连接 FC、左M1的MD值)存在相关性,但在PD和MSA患者中不存在。ICF与右M1-左MTG之间的FC在在HC中呈负相关,在 PD 和 MSA 患者中呈正相关。


图4  (a) 健康老年人神经可塑性、脑区间功能连接和临床特征的相关性热图,FC1 为左侧 M1 与右侧中央后回之间的 FC;FC2 为左侧 M1 与左侧背外侧前额上回之间的 FC;FC3 为右侧 M1 与左侧颞中回之间的 FC;FC4 为右侧 M1 与右侧额中回之间的 FC;FA1 为左侧 M1 的FA值;FA2 为右侧 M1 的 FA 值;MD1 为左侧 M1 的MD值;MD2 为右侧 M1 的 MD 值。(b) HC、(c) PD和 (d) MSA患者组中,ICF与右侧M1和左侧MTG之间的FC相关性。(e) 显示区分 PD 和 MSA 能力的受试者工作特征(ROC)曲线。*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001


研究结论


本通过整合临床信息、皮质兴奋性和神经成像技术,揭示了PD和MSA在双侧M1功能上的细微差异。研究结果表明,PD和MSA在运动皮层兴奋性和神经网络变化上存在不同的模式,这些差异可能反映了两种疾病的不同病理生理机制。此外,结合皮质兴奋性和脑功能的多模态指标可能是区分PD和MSA的最佳模型,为早期诊断和理解神经退行性疾病提供了新的视角。



参考文献:

Li P, Zhou X, Luo N, et al. Distinct patterns of electrophysiologic-neuroimaging correlations between Parkinson's disease and multiple system atrophy. Neuroimage. 2024;297:120701. doi:10.1016/j.neuroimage.2024.120701

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