目的:原发性帕金森病(IPD)与多系统萎缩(MSA)是常见的、好发于中老年人的中枢神经系统退行性病变。两者临床表现复杂多样且交叠,主要以运动损伤及广泛的认知功能损伤最为重要。与IPD不同的是,MSA被认为是一种恶性帕金森症,它预后差、进展快、对多巴胺反应差,且不适宜深部脑刺激手术。然而,目前基于症状学的诊断标准,两种疾病鉴别困难,MSA被认为是最常误诊为IPD的原因。因此,揭示两种疾病神经病理生理学机制的异同,寻找可靠的早期诊断及鉴别诊断指标,具有十分重要的临床意义。多模态磁共振方法是放射组学的重要组成部分,包括基于血氧水平依赖功能磁共振(bloodoxygenleveldependentfunctionalMRI,fMRI)技术、高分辨率结构磁共振成像技术(3D-T1)及磁敏感成像技术(SWI)等。它可以在活体状态下,从结构到功能对疾病的特征进行研究。近些年来,多模态磁共振方法已经广泛应用于帕金森症患者神经病理学机制及临床研究中,并取得了一系列成果。然而,目前大部分研究都主要是对单一疾病单元与正常人进行比较,多数结果并不统一,且仍缺乏对两种疾病异同的直接对比分析。因此,本研究将联合应用静息态fMRI(restingstatefMRI,rs-fMRI)、3D-T1及SWI技术对IPD及MSA进行分析,拟探讨两种疾病运动及认知功能损伤的神经病理生理学异同,以期寻找可靠的鉴别诊断标志物。方法:本研究在3名神经内科医师、2名放射科医师的合作下,共纳入38例IPD患者及62例MSA患者,其诊断分别符合英国帕金森病协会脑库临床诊断标准及Gilman第2版临床诊断标准;同时,招募本地区健康志愿者59例作为对照组(healthycontrol,HC)。应用SiemensVerio3.0T超导型磁共振扫描仪,32通道头线圈,对受试者进行rs-fMRI、3D-T1及SWI扫描;同时进行统一帕金森病评定量表UPDRSⅢ评分、Hoehn-Yahr分级(H-Y分级)、简易智能状态量表(MMSE)评分及蒙特利尔认知评估表(MoCA)评分,并收集所有研究对象人口学资料。1.静息态功能成像:采用静息态功能磁共振低频振幅(amplitudeoflow-frequencyfluctuations,ALFF)方法,对全脑ALFF值进行比较。2.联合高分辨率结构磁共振成像及静息态功能成像:采用基于体素的形态测量分析方法对小脑灰质体积(greymattervolume,GMV)进行比较;同时,采用静息态功能连接(functionalconnectivity,FC)方法,以小脑齿状核(dentatenucleu,DN)为种子点对DN-大脑FC及DN-小脑FC进行比较。3.高分辨率结构磁共振成像:应用FreeSurfer(6.0)软件对海马亚区进行分割,比较双侧海马体积的差异。4.磁敏感成像:利用视觉评价方法对壳核及中脑黑质铁沉积征象进行评分,采用ROC曲线分析方法,探讨其鉴别诊断价值。结果:1.静息态功能成像:IPD、MSA及HC三组协方差分析发现多个脑区ALFF值存在显著的统计学差异(p<0.05,矫正后),包括双侧基底节区、双侧腹侧/背外侧前额叶、辅助运动区、双侧中央前/后回、前/中扣带回、双侧顶上/顶下小叶、双侧楔叶、双侧枕上/中回、双侧角回、双侧颞中回、右侧杏仁核及右侧小脑。事后分析发现,两患者组多个脑区ALFF改变相似:双侧基底节、双侧腹侧前额叶及右侧杏仁核ALFF减低,顶-颞-枕区及右侧小脑ALFF增高;MSA组较IPD组右侧小脑ALFF减低,视觉相关皮层的不同脑区分别存在ALFF增高或减低。2.联合高分辨率结构磁共振成像及静息态功能成像:IPD、MSA及HC三组协方差分析发现双侧小脑运动及认知亚区GMV、左侧DN-小脑FC及双侧DN-大脑FC存在显著的统计学差异(p<0.001,矫正后)。事后分析发现,两患者组较HC组小脑运动亚区GMV减小,MSA组较IPD及HC组小脑运动及认知亚区GMV减小;MSA组较IPD组双侧DN-DMNFC减低,两患者组较HC组左侧DN-小脑FC减低。相关性分析发现,MSA组小脑GMV与左侧DN-小脑FC及DN-DMNFC正相关;MSA组运动及认知评分分别与小脑GMV及DN-DMNFC复合指数存在相关性。3.高分辨率结构磁共振成像:IPD伴轻度认知损伤(IPD-MCI)、MSA伴轻度认知损伤(MSA-MCI)及HC三组协方差分析发现多个海马亚区体积存在显著的统计学差异(p<0.05,矫正后),包括双侧海马沟、双侧前下托、双侧分子层、双侧海马-杏仁核移行区、右侧海马角1区、右侧下托、右侧旁下托、左侧海马伞及双侧整个海马体积。事后分析发现,IPD-MCI组较HC组双侧海马沟体积增大,MSA-MCI组右侧海马角1区、右侧分子层、双侧前下托、双侧海马-杏仁核移行区及右侧整个海马体积减小;MSA-MCI组较IPD-MCI组右侧海马角1区、左侧海马伞、左侧海马-杏仁核移行区及右侧整个海马体积减小。此外,MSA-MCI组定向能力评分与双侧海马-杏仁核移行区体积正相关,IPD-MCI组视空间执行功能评分与左侧前下托、左侧分子层及左侧海马伞正相关。4.磁敏感成像:IPD、MSA及HC三组双侧壳核边缘低信号征及中脑黑质“燕尾征”有显著性差异(p<0.05),IPD及HC组壳核边缘低信号征评分低于MSA组,IPD组“燕尾征”评分低于MSA及HC组;两种征象分别在IPD与HC组间及MSA与HC组间无差异。双侧壳核边缘低信号征及双侧“燕尾征”对两种疾病鉴别诊断敏感度及特异度分别为35.9%、100%和87.9%、83.3%;两种征象联合诊断曲线下面积从0.68(壳核低信号征)或0.85(“燕尾征”)增加到0.93。结论:本研究采用多模态磁共振方法对IPD及MSA运动及认知功能损伤的神经病理生理学机制及可能的临床鉴别诊断标志物进行分析,结果表明两种疾病在运动网络、默认网络及海马结构存在大范围功能或结构相似的改变,且MSA比IPD改变的脑区更广泛,这有助于解释两种疾病临床症的状相似性及MSA损伤更为严重;壳核边缘低信号征联合“燕尾征”有较高的鉴别诊断价值;小脑功能、小脑灰质体积-功能耦合关系、视觉相关皮层功能及海马不同亚区体积的改变在两种疾病中存在差异,这些脑区改变在两组患者运动及认知功能损伤中作用可能不同,可能为今后早期诊断/鉴别提供线索。