NS5000 單拍成對刺激助力：精準區分帕金森病與多系統萎縮

導讀

帕金森病（PD）和多系統萎縮（MSA）早期癥狀相似，難以區分。現有研究結果不一致，臨床評估主觀，單指標預測不可靠。本文主要通過整合經顱磁刺激（TMS）與神經成像技術，對PD、MSA和健康對照（HC）進行對比，發現三者在皮質可塑性、腦功能、運動相關神經連接模式和癥狀學方面存在差異，為疾病的早期診斷和病理機制研究提供了依據。

研究方法

01參與者與臨床評估

81名中風受試者和15名年齡匹配的健康成年人參與，中風受試者在入組前1年內發生中風且無認知障礙，所有參與者均需符合TMS篩選標準。排除妊娠、使用影響癲癇閾值藥物及體內有金屬物或植入裝置。

02生理檢測

用表面電極貼片收集第一背側骨間肌的EMG信號，采用手持8字形線圈和武漢依瑞德NS5000成對脈沖磁刺激儀進行成對脈沖經顱磁刺激（ppTMS）評估運動皮層的興奮性。通過單脈沖TMS（sTMS）測量靜息運動閾值（RMT），使用成對脈沖TMS（ppTMS）測量短間隔皮質內抑制（SICI）、長間隔皮質內抑制（LICI）和皮質內促進（ICF），從患者患側和健康人優勢手采集信號。

研究結果

01人口統計學和臨床信息

PD、MSA患者與健康對照組在運動、自主神經功能、情緒和認知方面存在顯著差異，PD和MSA患者表現出明顯的運動和非運動癥狀。

02運動皮層神經生理標記物

三組 RMT 模式相似，但抑制性和興奮性波動存在差異。PD 和 MSA 患者 SICI、LICI、ICF 顯著低于健康對照，PD 患者下降更明顯，MSA 患者 ICF 時皮質興奮性高于 PD 患者。

圖1 患者與健康對照組之間皮質興奮性的差異（a）RMT ；（b）SICI ；（c）LICI ；（d）ICF。單因素方差分析：*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。事后檢驗進行了多重比較校正：#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001

03運動區功能連接性

PD 和 HC 在腦功能上差異極小，但在與同側 M1 相關區域的腦功能方面，MSA 患者表現出顯著增強。功能連接分析顯示，MSA患者在右M1與左中顳回（MTG）之間的連接性呈現降低趨勢。

圖2 患者與健康對照組之間功能連接模式的差異。PD組和健康對照組之間未發現差異。MSA 患者在與右側中央后區、左側背外側前額上回以及右側額中回相關的功能連接上廣泛增加（以紅色顯示）；MSA 患者在右側M1與左側顳中回之間的連接則呈現下降趨勢（以藍色顯示）

04運動區間結構連接性

PD和MSA患者在雙側M1的分數各向異性（FA）值均出現降低的情況且組間無顯著差異，在平均彌散系數（MD）值方面，三組表現相似，表明運動癥狀背后的神經機制可能存在重疊。

圖3 統計參數圖顯示了PD和MSA患者與對照組相比，分數各向異性（FA）和平均擴散率（MD）的變化。患者水平低于健康組的腦區用黃色表示。（a）左側 M1 為ROI和（b）右側 M1 為 ROI 時，三組在 FA 和 MD 上的組間差異。單因素方差分析：*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。事后檢驗進行了多重比較校正：#P<0.05，##P<0.01，###P<0.001

結合功能改變結果，MSA 患者表現出半球內功能增強和擴散性降低，PD 患者擴散性受損但功能無顯著變化。

05相關性

HC中RMT與多種臨床指標（如 HAMA、HAMD、NMSQ、MMSE、MOCA ）和腦功能指標（如右M1和左MTG之間的功能連接 FC、左M1的MD值）存在相關性，但在PD和MSA患者中不存在。ICF與右M1-左MTG之間的FC在在HC中呈負相關，在 PD 和 MSA 患者中呈正相關。

圖4 (a) 健康老年人神經可塑性、腦區間功能連接和臨床特征的相關性熱圖，FC1 為左側 M1 與右側中央后回之間的 FC；FC2 為左側 M1 與左側背外側前額上回之間的 FC；FC3 為右側 M1 與左側顳中回之間的 FC；FC4 為右側 M1 與右側額中回之間的 FC；FA1 為左側 M1 的FA值；FA2 為右側 M1 的 FA 值；MD1 為左側 M1 的MD值；MD2 為右側 M1 的 MD 值。(b) HC、(c) PD和 (d) MSA患者組中，ICF與右側M1和左側MTG之間的FC相關性。(e) 顯示區分 PD 和 MSA 能力的受試者工作特征（ROC）曲線。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001

研究結論

本通過整合臨床信息、皮質興奮性和神經成像技術，揭示了PD和MSA在雙側M1功能上的細微差異。研究結果表明，PD和MSA在運動皮層興奮性和神經網絡變化上存在不同的模式，這些差異可能反映了兩種疾病的不同病理生理機制。此外，結合皮質興奮性和腦功能的多模態指標可能是區分PD和MSA的最佳模型，為早期診斷和理解神經退行性疾病提供了新的視角。

參考文獻：

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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