基底节功能、帕金森病和肌张力障碍的影像学研究（综述）

在过去的30年里，脑结构和功能影像学得到了迅速的发展，大大提高了我们评估基底节功能、诊断帕金森综合症、理解帕金森氏症和其它运动障碍疾病的病理生理、检测和监测疾病进展的能力。

PET或 SPECT可通过质子或γ射线标记多种底物或配体，检测和量化放射性活动，研究生物过程中神经化学的改变。放射性核素显像是检测和监测多巴胺缺乏的最佳方法，可显示帕金森病运动和行为并发症及治疗，将成为评估疾病治疗效果的最佳标记物。

然而，MRI的发展已可区分帕金森氏症患者和健康人群，显示出鉴别帕金森氏病和其它运动不能-强直综合征的强大潜力。

在帕金森氏病及相关并发症、其它基底节病变如肌张力障碍（解剖学改变不明显）中，脑的功能性连接受到破坏。PET 和MRI均可用于研究脑的功能性连接，现在已越来越多的采用功能性影像评估神经炎症、异常蛋白沉积等病理过程以及治疗的效果。

一、诊断帕金森氏病的影像

帕金森氏病的主要特征为黑质向背侧纹状体发出的神经元投射丧失产生多巴胺的能力。帕金森氏病应与其它可致震颤但无进行性多巴胺丢失（特发性震颤）的疾病、以及可致运动迟缓和强直的病变（非典型帕金森病，如进行性核上瘫或多发性系统萎缩）相鉴别。帕金森氏病的诊断主要根据临床表现，但影像学检查可确诊神经的去多巴胺化，有助于鉴别帕金森氏病和非典型帕金森病。

PET或 SPECT可评估多巴胺功能障碍（图1A），评估突触前多巴胺功能应用最为广泛的配体为膜多巴胺转运蛋白（dopamine transporter ，DAT）。目前被批准商业化使用的只有¹²³I-fluoro-propyl-CIT （FP-CIT; iofl upane,  DaTScan，GE 医疗，英国），可鉴别特发性震颤和帕金森氏病。

虽然其它配体的动力学特征和特异性程度与DAT不同，但它们提供的信息较为相似。不管采用何种配体，帕金森氏病的特征性表现为从尾侧至吻侧，示踪剂摄取呈现逐渐的、不对称性下降，纹状体后部受累最严重（图1）。但这一表现并非为帕金森氏病所特有，其它帕金森综合征（尤其是多发性系统萎缩）也可出现。

虽然无神经化学特异性，但评估葡萄糖代谢的¹⁸F-脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）PET检查鉴别不同的帕金森综合症更为可靠。但相比PET，SPECT的优势在于更为常见；且¹²³ I 和^99mTc的半衰期更长，这样示踪剂可长途运输，而PET的回旋加速器只能在放置在近处。

但由于DAT可被代偿性下调且理论上可受药物调节，DAT配体的应用仍有争议；当DAT用做监测疾病进展的标记物或评价治疗效果时，对研究结果的解释可能存在疑问。

图1A. 多巴胺能神经末梢和评价其完整性的方法。； VMAT2： vesicular monoamine transporter type 2，囊泡单胺转运体2型； DOPA=dihydroxyphenylalanine，二羟基苯丙氨酸；DA：dopamine，多巴胺；DOPAC=dihydroxyphenylacetic  acid，二羟基苯乙酸；HVA=homovanillic acid，高香草酸

评价多巴胺能神经元功能的示踪剂

6-¹⁸F-fluoro-levodopa：为 6-¹⁸F-fluorodopamine的脱羧衍生物，标记囊泡内的活动，延长扫描时间可评估多巴胺的代谢，在疾病的早期，活动的下降与去神经支配的程度相关（脱羧酶的活性可能会代偿性上调），

膜多巴胺转运蛋白（DAT）：可经¹¹C 、 ¹⁸F（PET）、¹²³I或 ^99mTc （SPECT）等多种示踪剂测量，不同示踪剂对DAT和其它膜单胺转运蛋白的选择性和动力学特性不同；理论上DAT的活性易受药物的调节和代偿性下调

囊泡单胺转运蛋白2型：可用¹¹C-dihydrotetrabenazine（DTBZ）或 ¹⁸F-fluoropropyl-DTBZ标记；在所有单胺能神经元上均有表达，因此并非特异性针对多巴胺（但最多的结合显示在纹状体多巴胺神经末梢）；与其它示踪剂相比，理论上不易受代偿和调节性改变，因此可较好的评估神经末梢的密度。

多巴胺受体：大多数研究采用与多巴胺D₂/₃受体结合的配体；采用对D₂受体弱亲和力的配体（与内源性多巴胺竞争），可评估多巴胺的释放；采用高亲和力配体可评估啊纹状体外D₂受体的 结合。

随着MRI技术的发展，现在也可用于检测帕金森氏病患者黑质和脑干的改变（图1B），包括超高场的形状异常、铁过载、弥散性质的改变以及异常的解剖和功能连接（图2）。超高场7 Tesla MRI增强了空间分辨率、改善了对比度，令基底节轮廓和形状的可视化效果更加；据报道，7 Tesla MRI T2加权像上黑质形状和信号强度的改变可更加精确的鉴别帕金森氏症和对照组。

图1B. 健康对照者（i–iii）和轻度帕金森氏症患者（iv–vi）的PET图像。FD：6-¹⁸F-氟代-左旋多巴， DTBZ：¹¹C-dihydrotetrabenazine；MP：¹¹C-d-threo-methylphenidate。

MRI 技术

结构性图像：可提供脑的形态学信息，如灰质的容积、形状、表面、厚度；传统技术（T1-加权， T2-加权，反转恢复序列）可区分壳核、尾状核、苍白球和丘脑；新技术可提高黑质（磁转移成像和多维参数成像）和蓝斑（神经黑色素磁敏感成像）的可视化程度；超高场MRI（7T及以上）磁共振显微成像增加了空间分辨率，改善了对比度。

定量MRI 技术：（1）弛豫技术：可计算弛豫时间和弛豫率，可反映组织特性，依赖于组织的分子结构；T1显示质子和周围晶格的相互作用，主要依赖于水在周围微环境内的流动性；T2/T2*可用于评估铁含量；（2）磁转移成像技术： 依赖于自由水中高度结合质子和移动质子之间的能量转移；白质对比度增高， 对基底节/脑干核团的可视化更佳；可用于定量测量髓鞘含量（髓鞘化的程度和轴突的密度）。

弥散成像：（1）通过磁场梯度脉冲，弥散加权成像可评估水的弥散性；（2）弥散张量成像需要至少计算6个方向上的弥散梯度。（3）指标：平均弥散率，反映分子的位移和弥散阻力；各向异性分数，白质纤维束内轴索的弥散方向，与膜、髓鞘、纤维的长度和细胞骨架有关；轴向扩散，沿着主要弥散方向的扩散，与轴索损伤相关；横向弥散，与主要弥散方向垂直的扩散，提示髓鞘的损伤。

磁敏感加权成像和定量磁敏感成像：采用梯度回波MRI序列获得磁图和相位图，常用于定量铁的浓度。

功能性MRI：依赖血氧水平的信号，可测量与神经活动相关的含/去氧血红蛋白的相对含量，反映局部场电位，提示突触旁的情况。

脑的连接性：采用白质纤维示踪技术解剖连接性，重建脑部纤维束；指标包括纤维束的弥散、连接的数量和脑区间连接的可能性。

功能性连接：与fMRI共同评价远隔脑区之间的低频、自发性的血氧依赖信号波动的时间相关性；可在静息时（静息态fMRI）或完成任务时进行测量；指标包括相关系数、融合性（量化同属某一网络不同脑区之间的信号共变），小世界网络指数。

质子磁共振波谱成像：提供脑部代谢产物浓度的信息。（1）方法：单体素频谱；化学位移成像。（2）主要研究的代谢产物：N-乙酰天冬氨酸（神经元的数目和健康状态），含胆碱物质（脱髓鞘和细胞增殖），肌醇（渗透压或星形胶质细胞增生），乳酸（提示病理状态），神经递质（≥3T）：谷氨酰胺-谷氨酸复合物，γ-氨基丁酸：J-coupling 法。

灌注成像：采用动脉自旋标记技术测量，基于局部脑血流而提供脑灌注的信息。

一些研究显示，帕金森氏病铁含量的增加和神经元的丧失在黑质外侧最为显著，且与帕金森病统一评分量表的运动分数相关。对黑质铁含量和各向异性分数改变的联合测量，相比单独指标的测量，可更好的鉴别帕金森氏病患者和对照人群，精确度高达95%。

采用白质纤维束追踪技术和静息态功能性连接技术可见帕金森氏病患者黑质与纹状体和丘脑之间的连接减少（图2）。

图2.帕金森氏症研究的主要MRI方法。有报道，皮质厚度（CTh）和沪指容积或密度（VBM）改变（绿色框）。功能性MRI（fMRI）可用于评价完成任务时脑的活动水平（暗蓝色框）。弥散张量白质纤维成像可显示结构连接的改变，而静息态fMRI可显示静息时的功能性连接（评价远侧脑区信号波动之间的相关性）（亮蓝色框）。在黑质（红色），采用梯度回波T2成像（T2*）和最新的磁敏感定量成像(QSM)可显示铁负荷增加；各向异性分数（FA）减小，提示微结构的改变（红色框）。神经黑色素成像（NM）可用于研究蓝斑区（黄色框，白箭头）。

新颖的MRI技术有助于鉴别帕金森氏病和非典型帕金森 病（表1）；尽管这些方法具有鉴别诊断的敏感性和特异性，但因缺少正常值的数据库且尚不清楚影像改变的意义，因此在临床上的应用受到限制。

一些自动化的方法，根据T1像的弛豫时间，可测量脑组织的密度或容量，但受组织特性的影响。新的MRI定量技术，采用细胞和分子方法，可更好的理解基底节的功能和病变。

表1. 帕金森氏症与进行性核上瘫、多发性系统萎缩的鉴别

二、检测临床前病变和作为疾病进展标记物的影像

影像学方法检测早期疾病和独立测量病程的进展，不易受主观性、药物和安慰剂效应的影响。影像学评价多巴胺功能，有助于评价疾病的进展和测量临床次要结局。

但在结果解释时需要谨慎，因为影像学标记物可受代偿机制或治疗反应的影响而改变；并且影像标记物随时间的改变与临床上疾病严重程度的改变之间的关系并不紧密。影像学标记物提示多巴胺神经末梢的活动而非细胞计数，且帕金森氏病的残疾不全因多巴胺丢失所引起。

尽管有着上述注意事项，功能性影像为临床期和临床前期的疾病进展，提供了全新的视角。在一项针对自发性帕金森氏病患者的纵向研究中，疾病进展可用指数函数描述；左右的不对称在疾病早期最明显，但随着时间而消失；相反，纹状体多巴胺功能障碍的吻-尾侧梯度在整个病程持续均存在；不同纹状体亚部位之间、描述代谢下降率的衰减函数十分相似。

因此，引起帕金森氏病的病因（纹状体尾部受累最严重）不同于疾病进展的因素（纹状体亚部位之间的代谢下降率相似）。相应的，延缓发病的策略与已有临床症状的治疗策略可并不相同。

PET可用于显示亚临床多巴胺缺乏的状态（如无帕金森氏病的双胞胎、黑质毒素暴露的患者、有帕金森氏病显性遗传家族史的患者）。亚临床异常亦可见于帕金森氏病隐性遗传单个基因突变的携带者中，但意义未明。

PET或 SPECT均可用于检测具有帕金森氏病风险（如嗅觉减退或快速眼动期睡眠行为障碍）人群的多巴胺功能异常。特发性快速眼动期睡眠行为障碍的患者，可见中脑被盖和吻侧桥脑各向异性分数下降、桥脑网状结构和中脑的平均弥散度增加。

在帕金森氏病患者中，神经黑色素对比增强MRI可显示出，当快速动眼睡眠时，蓝斑和蓝斑底核复合体的损伤与异常肌张力之间的相关关系。

对高危人群的研究，有助于理解帕金森氏病早期的病变、在临床发病前进行神经保护性治疗。

三、帕金森氏病的神经病理和发病机制

多巴胺释放的改变和运动并发症

功能性影像可用于评估多巴胺的释放。配体与多巴胺受体结合的亲和性弱于内源性多巴胺，因此当同一患者在两个相近的时间点进行扫描时（如干预前后），结合的改变反映的是内源性多巴胺的变化——增加的突触多巴胺可导致配体结合的下降。

很多方法可触发多巴胺的释放，如给予左旋多巴。左旋多巴引起的多巴胺释放，随着帕金森氏病的严重程度和持续时间的增加而增加，且在运动障碍的患者中幅度更大。对药物治疗仍有反应但有运动症状波动的患者，多巴胺释放的幅度更大而持续时间更短。

与左旋多巴引起多巴胺释放相反，甲基苯丙胺（依赖DAT）可致多巴胺释放的减少，且与去多巴胺能神经的程度成比例。

重复经颅磁刺激也可诱发多巴胺的释放。在帕金森氏病中，重复经颅磁刺激后多巴胺的释放下降，但分布却更为广泛（与皮质纹状体投射的功能分化受损相一致）。

神经连接改变

在白质纤维束追踪研究中，弥散张量成像显示人类皮质纹状体连接和非人灵长类的解剖学数据之间存在强类比关系，感觉运动网络、联合网络和边缘网络虽有部分重叠，但有着各自的环路。在纹状体中，壳核后部为感觉运动网络，壳核前部和尾状核为联合网络，腹侧纹状体为边缘网络（图3）。对人类而言，在不同行为学任务的功能性影像上，这种解剖上的连接平行于功能上的接连模式。

功能性连接方法显示，帕金森氏病患者在静息状态下，脑内网络的相互作用出现异常：皮质-纹状体感觉运动网络的偶联减少、纹状体和脑干的连接减少，联合网络之间的偶联增加（可能为代偿性）。功能性连接的改变受左旋多巴的调节。

在震颤患者中，内侧苍白球和壳核以及小脑丘脑网络之间的功能性连接增加，提示这些通路的振荡活动增加。

总体而言，静息态fMRI的研究提示，帕金森氏病中多巴胺的减少可引起脑部连接重组，主要影响了感觉运动环路和感觉运动的整合。

图3. T1加权像上基底节感觉运动区（绿色）、联合区（粉/紫色）和边缘区（黄色）的三维重建。（A）苍白球内侧（GPi）和外侧（GPe）、下丘脑核团（STN）和黑质（SN）；（B）纹状体的边界。CN：尾状核， Asso：联合区， Sm：感觉运动区； Pu：壳核；Li：边缘区； Ant：上；Post：下； L：左侧； R：右侧。

帕金森氏病的非巴胺改变和非运动并发症

虽然帕金森氏症主要为多巴胺能的改变，但也累及了其它的神经递质系统，如单胺类。6-¹⁸F-氟代-左旋多巴（FD）可被去甲肾上腺素能、5-羟色胺能和多巴胺能神经元摄取。在帕金森氏症的早期阶段，蓝斑（去甲肾上腺能）对FD的摄取增加，提示为代偿性的上调，但随着病程进展该摄取会降低至正常以下的水平。

¹¹C-RTI-32可与去甲肾上腺素转运蛋白和DAT结合，与不伴抑郁、焦虑的帕金森氏症患者相比，伴抑郁、焦虑的患者多个脑区（如蓝斑、丘脑）RTI-32的结合下降，且摄取主要表现为与去甲肾上腺素转运蛋白的结合。丘脑对示踪剂的摄取下降，可能提示多巴胺传入信息的丧失。NRI扫描显示，与对照组相比，蓝斑信号强度降低，显示出含神经黑色素神经元的丢失。

¹¹C-DASB可以与5-羟色胺转运蛋白结合，与健康对照组相比，帕金森氏症患者一些脑区的DASB结合下降，但与病程的进展无关。而接受神经干细胞移植引起运动障碍的帕金森氏症患者，DASB的结合增加；根据啮齿类动物模型的研究结果，研究者认为5-羟色胺神经元对多巴胺不规则释放的作用，可能参与了左旋多巴诱导的运动障碍的发生。与不无抑郁的患者及健康对照组相比，伴抑郁的帕金森氏症患者，DASB结合增高；但机制未明。

胆碱能神经元也可受帕金森氏症的影响。采用PET测量乙酰胆碱的活性，帕金森氏症患者前脑胆碱能神经活动出现广泛改变，而伴有痴呆的患者改变程度更为严重。PET评价的胆碱能功能障碍也见于姿势损害、嗅觉功能损害和快速动眼睡眠行为障碍的人群。PET研究还表明。帕金森氏症患者烟碱型乙酰胆碱受体的结合减少，这与抑郁（扣带回、枕叶皮质、壳核和中脑）和认知（中脑、桥脑和小脑）相关。

到目前为止，甚少有对帕金森氏症除单胺和胆碱能系统之外神经递质的研究。运动障碍与鸦片减少和腺苷A_2A受体结合增加有关。帕金森氏症患者大麻CB1受体的结合，在纹状体和中脑边缘系统或中脑皮质多巴胺投射区增高，在黑质减少，但与是否存在运动障碍无关。

神经炎性

中枢神经系统内，小胶质细胞承担着修复任务，首先对各种脑损伤产生应答。脑损伤后，小胶质细胞从静息态转变为激活态；形态上从分枝状变为球状，细胞体积增大；因此，激活的小胶质细胞是神经炎症重要的生物标记物。

小胶质细胞的激活被认为在帕金森氏病发病机制中起着重要的作用。动物模型显示，小胶质细胞的激活先于神经的退行性变；一些尸检研究表明帕金森氏病患者的黑质、壳核、海马扣带回和颞叶皮质中存在广泛的小胶质细胞的激活。这些研究结果强烈提示，小胶质细胞的激活可作为帕金森氏病的生物标记物。

小胶质细胞可在线粒体外膜上表达转位蛋白18kDa（或称为TSPO），TSPO表达的增加可见于多发性硬化、脑卒中和阿尔茨海默病。

¹¹C-PK11195标记的PET可用于炎症、缺血和退行性变等脑损伤时在体小胶质细胞激活的研究；但在帕金森氏病的应用还有争议，一些研究显示中脑、不同的额颞叶皮质区的结合增加，但也有研究显示帕金森氏病患者和对照组的结合无显著差异。但在多发性系统硬化、进行性核上瘫、皮质基底节退行性变和亨廷顿病中，¹¹C-PK11195的结合均表现为增加。

这些研究结果相异的原因可能是¹¹C-PK11195固有特性的限制，如非特异性结合较高、脑内渗透性较低、血浆蛋白结合较高和难以制备。这些限制促使了其它小胶质细胞标记物的开发，如¹¹C-PBR28  、¹¹C-DPA713 和¹⁸F-FEPPA。与¹¹C-PK11195相比，新示踪剂具有更好的信噪比，但与TSPO有关的多态性，新示踪剂具有不同的亲和模式，因此可能不适用于所有的患者。这种多态性和不同结合亲和力的生物学效应未明，但对帕金森氏病的病理机制和评估具有重要的应用价值。

异常的蛋白沉积

可特异性与β-淀粉样蛋白结合的PET配体的开发，革新了阿尔茨海默病的评估，该方法已得到美国食品与药物监督局的批准，可作为标记物检测治疗的效果。相似的，帕金森氏病的研究也能从检测α-突触核蛋白的异常沉积中获益，但这比阿尔茨海默病的开发更具挑战性，因为α-突触核蛋白的沉积量更小，且主要位于细胞内，即使标记物能通过血脑屏障，但信号可能极低。

可与β-淀粉样蛋白结合的苯并恶唑成分（ Benzoxazole），可能也与α-突触核蛋白结合，可被¹¹C 或 ¹⁸F 标记，但它的结合为非特异性，还未被路易小体疾病的研究广泛接受。

¹²³I-SIL23是一种吩噻嗪，在体外和动物模型中，可与突触核蛋白纤维结合，但亲和性相对较低，与Aβ和Tau蛋白相比，它对突触核蛋白具有特异性。也有一些报道称，某些成分对异常磷酸化的Tau蛋白具有特异性结合的能力。

四、帕金森氏病认知和行为并发症的影像

平行环路模型，为理解基底节的感觉运动、联合（认知）和边缘（动机、情感）环路在帕金森氏病认知和行为并发症中的作用，提供了一个功能性框架。纹状体后部控制着习惯性运动（如习得性序列），吻侧联合纹状体控制着目标导向的行为（如学习新颖的运动序列、工具性条件反射、应急措施和执行功能），腹侧纹状体控制着奖赏性学习和强迫性学习。

根据该环路模型，联合环路可能与某些方面的认知缺损有关，边缘环路与行为障碍（如冲动控制异常）有关。

认知障碍和痴呆是帕金森氏病的重要表现。轻度认知障碍常进展为痴呆。不同研究中，帕金森氏病的认知表现和结构损伤各异，最为常见的认知障碍框架为：与轻度多巴胺缺乏相关的额叶-皮质下执行功能障碍，与广泛后部皮质萎缩和路易小体沉积、胆碱能缺乏相关的痴呆。帕金森氏病的痴呆也与海马和额颞叶的改变有关，这些部位的萎缩加速了病程的进展。

有报道MRI上的解剖与嗅觉障碍（嗅觉区域灰质萎缩）、抑郁（边缘系统灰质和白质）和视幻觉（广泛的边缘系统、旁边缘结构和新皮质萎缩）有关。

帕金森氏病的非运动症状与静息活动模式有关。情感淡漠与左侧补充运动皮质、右侧眶额皮质和中间额叶皮质有关，而抑郁与右侧膝下扣带回皮质有关。

治疗帕金森氏病的多巴胺兴奋剂，可引起冲动控制障碍，如性欲旺盛、强迫性购物、强迫性进食和病理性赌博（最为常见）。帕金森氏病患者各类冲动控制障碍的发生率为5.9%~6.6%。DOMINION研究从北美46个地区纳入了3090名患者，各类冲动障碍的6个月患病率为13.6%，病理性赌博的6个月患病率为6.4%。

帕金森氏病冲动控制障碍可能的发生机制为三个相互作用的因素：发病前的易感性；帕金森氏病本身的作用，冲动控制障碍为疾病本身的表现型或基因型或是一种病程的代偿机制；多巴胺能药物对行为的影响以及药物和前两个因素的相互作用。

多巴胺能药物可在多个层次上引起冲动性行为，包括：不同的多巴胺受体刺激可影响调控奖赏的边缘环路；持续多巴胺受体刺激的强化效应可引起过度沉默；多巴胺兴奋剂的启动效应可引起腹侧纹状体环路多巴胺的过度释放，增加沉默，触发相关刺激。

对帕金森氏病伴或不伴冲动控制障碍的患者的功能影像学研究显示，奖赏任务时，额叶纹状体功能的不同，可模拟出一些病理性行为。从这些研究可看出，通过兴奋剂对多巴胺受体进行紧张性刺激，可损害奖赏过程和抑制性控制机制，促进病理性的重复行为。

尽管多巴胺替代的剂量滴定疗法可代偿运动基底节网络的损害、减轻运动症状，但可在皮质基底节通路（介导认知和行为功能）引起多巴胺过量效应。

冲动控制障碍的发生可能是由于对多巴胺受体刺激的增加和易感性的相互作用所致。特殊的个体体质（有帕金森氏病和无帕金森氏病的人群均可见）可与特定的冲动控制障碍（如冲动性和猎奇性）相关。对化学性物质和行为成瘾的易感性与D₂受体的减少有关，研究者发现与多巴胺能相关的冲动型人格甚至可见于无成瘾的健康个体。

采用¹⁸F-fallypride的PET研究发现，安非他命引起的多巴胺释放在高冲动性的人群中更多，安非他命引起的纹状体多巴胺释放和冲动性均与中脑示踪剂结合的程度负相关，研究者提出，应答奖赏时，纹状体多巴胺的释放是通过中脑的自受体功能来调控的。中脑自受体密度低的个体，对奖赏的多巴胺能应答增高，更具冲动性。

Steeves及同事采用¹¹C-raclopride示踪的PET技术，比较赌博任务时，伴和不伴病理性赌博的帕金森氏病患者D₂受体的利用率，结果显示伴病理性赌博的帕金森氏病患者D₂受体的结合，在基线时更低，但在赌博任务时腹侧纹状体多巴胺的释放增高（图4），化学性成瘾患者对成瘾药物应答时也可见该现象。随后O’Sullivan及同事发现，在奖赏性提示时，腹侧纹状体多巴胺释放增加。

图4. 纹状体多巴胺。伴（A）或不伴病理性赌博（B）的帕金森氏症患者，在赌博任务时腹侧（下图）和背侧（上图）纹状体多巴胺的释放。奖赏任务时，左侧眶额皮质和前扣带回的多巴胺受体结合更高（C）；与无病理性赌博的帕金森氏症患者相比，伴有病理性赌博的患者前扣带回的多巴胺受体结合更高（D）。

前额叶机制在预防冲动控制障碍中起着重要的作用。H₂O PET研究显示，伴和不伴病理性赌博的帕金森氏病患者，给予多巴胺兴奋剂前后进行PET扫描，在进行卡片选择游戏时，测量局部脑血流的变化，无病理性赌博的患者多巴胺兴奋剂可增加内侧前额叶区（调控冲动行为）的活动，相反，有病理性赌博的患者表现出兴奋剂诱导的局部脑血流显著减少。

另一项采用纹状体外多巴胺受体配体¹¹C-FLB-457示踪的PET研究显示，与对照的帕金森氏病组相比，伴病理性赌博的帕金森氏症患者，其眶额皮质和前扣带回的D₂受体结合明显异常。再次提示前额叶控制在冲动控制障碍的发生机制中扮演着重要的角色。

五、肌张力障碍

神经影像提供了强有力的证据，证明基底节和相关丘脑皮质网络是原发性肌张力障碍病理生理的主要决定部位。由脑卒中或其它脑损伤所致的继发性肌张力障碍，损伤最常见于基底节和丘脑，偶见于顶叶皮质、小脑、脑干和上段脊髓等其它部位。

原发性自发性肌张力障碍在传统影像学检查上为阴性，基于像素的技术（像素形态分析）和弥散影像技术则可显示出结构的异常。而¹⁸F-FDG PET检查，对原发性自发性肌张力障碍可显示出葡萄糖代谢的增高，对自发性和遗传性DYT1肌张力可见豆状核、小脑和补充运动区的异常代谢增高。

完成任务时，在感觉运动相关脑区可见功能性改变。诱发肌张力障碍的任务，与运动区及相关脑区活动的增加有关；而不能诱发肌张力障碍的任务，显示出脑的原发性改变或肌张力障碍的长期后果，与多样的脑区活动性改变有关。

有报道肌张力障碍患者运动想象和感觉代表区异常，支持在中枢神经系统多个水平上传入冲动不足这一观点，与电生理技术的观察一致。

与肌张力障碍有关的MRI信号改变，常表现为影响部位的过度使用；在细胞和分子水平上对此种信号改变的解释包括神经元和突触数目和形态的区别、胶质细胞形状和数目的增加等。同样的，白质弥散性指标包括数目、直径、分支、轨迹、有髓轴突和纤维包裹的密度。

原发性细胞学的改变，如DYT1动物模型报道的蛋白折叠的改变、细胞转运功能异常。细胞骨架和囊泡动力学的改变，可能为水弥散或弛豫参数不同的原因。动物研究的组织学和MRI研究联合表现，肌张力障碍表现出的重组，可能为可塑性相关的改变而非神经新生相关的改变。

一些基底节功能障碍的模型可解释肌张力障碍，这些模型认为肌张力障碍是由基底节过滤功能（可产生随意运动，抑制对选择性运动的干扰）障碍或基底节直接兴奋和间接抑制性传出通路的失平衡所致。尽管肌张力障碍中，多种因素可引起纹状体的改变，但多巴胺功能的改变最为重要。

其它形式的肌张力障碍D₂受体的结合可能下降；相反，多巴反应性肌张力障碍的患者以及无临床表现的基因变异携带者，其D₂受体的结合增加，这与多巴胺合成受损相符。F-多巴的摄取，代表着芳香族L-氨基酸脱羧酶的活性，在多巴反应性的肌张力障碍患者中正常，与多巴胺合成受损相符。

另一个关于肌张力障碍的常见结果，为采用电生理技术（如经颅磁刺激）发现神经系统丧失了多个水平上的抑制过程。采用磁共振波谱分析测量γ-氨基丁酸的基线值，患有“作家痛性痉挛”的患者数值正常，但经颅磁刺激可引起这些患者γ-氨基丁酸异常的动力学改变。

最后，异常的可塑性和学习过程也为肌张力障碍患者重要的神经生理学变化。

最近的观点认为，肌张力障碍不仅累及基底节而且还累及了其它脑区及相关网络。在运动想象过程中，涉及的皮质包括感觉运动皮质、顶叶（产生想象图像的重要部位）和前运动皮质。

小脑-丘脑-皮质网络也有累及，一项对有或无临床表现的DYT1 和 DYT6肌张力障碍患者的研究，采用弥散张量纤维束成像技术，结果显示小脑与丘脑之间的连接减少，提示小脑的输出被破坏，这可能为引起运动症状的重要因素。DYT1基因突变的小鼠（torsin1A基因突变），其小脑通路也有类似的改变，但该模型与肌张力障碍之间的相关性仍有争议。但这些研究发现为DYT1 和DYT6肌张力障碍特异性的，还是也可见于自发性肌张力障碍，尚不清楚。

一些其它的动物模型（如Tottering小鼠和其它条件性转基因的小鼠）也提示肌张力障碍中的小脑功能障碍。相反，大多数人类的小脑损害，以前你共济失调，因此小脑在肌张力障碍中的作用仍不明确。肌张力障碍可能为小脑功能障碍、或小脑与基底节网络连接异常所致。

肌张力障碍动物模型的组织示踪、健康人类的功能学（给予小脑干预后调节皮质的兴奋性）、小脑退行性变或梗塞的研究显示，这些网络在解剖学上的相互作用可能位于运动皮质和纹状体水平。由于小脑参与本体感觉信息的处理，因此可能引起肌张力障碍的感觉运动整合缺损，改变皮质的躯体感觉阈值，对时间和空间辨别具有重要作用。

六、结论和展望

在过去数十年间，影像学技术取得了巨大的发展，磁共振技术的进步改进了结构影像，令我们可以研究弥散特性、解剖连接性、铁沉积，为鉴别帕金森氏病和非典型帕金森样病变提供了有效的方法。此外，磁共振迅速成为了研究功能性连接（完成任务时选择性激活环路或静息时的连接模式）的最佳工具。尽管此类研究还在起步阶段，结果的解释也带着推测的性质，但在未来十年磁共振的研究必定会有更大的飞跃。

放射性核素影像PET 或SPECT是研究神经化学改变的最佳方法，可为疾病机制的研究提供新的视角。放射性核素影像和磁共振研究互相补充，再同时联合脑电图（研究脑部震荡）、脑磁图等技术，可以更好地探讨脑功能。

尽管帕金森氏病的诊断主要依赖于临床，但影像学可以研究发病机制和病程进展、引起并发症的因素及治疗。