基于多模态影像技术探讨脑小血管病冻结步态的发生机制研究

Freezing of gait (FOG) is the main cause for falling in cerebral small vessel disease (CSVD), which will significantly affect the quality of life in patients, and increase the risk of mortality. There are several hypotheses for the mechanisms of FOG in neurodegenerative disease e.g. Parkinson’s Disease (PD). Under the circumstances of CSVD neurovascular pathogenesis, and the possible coexistence of CSVD and neurodegenerative disease, it is still not known that whether there is other pathophysiology involve in mechanisms of FOG in CSVD. We have established the system for quantitatively evaluation of the motor functions, and found that the imaging burden of CSVD was correlated with motor performance of lower and upper extremities in community-dwelling populations. Based on previous work, the current study aims to further investigate the mechanism of FOG in clinical CSVD cohort. The characteristics of FOG will be quantitatively evaluated in the current study, and multimodal imaging techniques will be applied to evaluate the cerebral structure and metabolic changes related to FOG in CSVD. Finally, the multimodal imaging analytic method would be used to ravel the mechanisms of FOG, and provide evidence for clinical management strategies for FOG in CSVD.

冻结步态是脑小血管病（Cerebral small vessel disease, CSVD）患者摔倒的主要因素，严重影响患者的生活质量，并增加患者死亡的风险。关于冻结步态在其他神经系统疾病（如帕金森病）的发生机制有几种假说，但在CSVD的血管病理前提下，以及CSVD与神经退行性疾病可能并存的条件下，冻结步态的发生是否有不同的病生理机制参与其中，仍然未知。本研究课题组前期搭建了定量化运动功能评估系统，并发现中国社区人群CSVD影像负荷与下肢及上肢运动功能受损相关。在此基础之上，本研究拟在中国CSVD临床队列中，进一步深入探讨CSVD冻结步态的发生机制。本研究将定量化描述CSVD患者冻结步态特征，并应用多模态影像技术评估CSVD冻结步态相关的脑结构以及代谢影像改变，最后通过多模态影像分析技术，解释CSVD冻结步态的发生机制，为CSVD冻结步态的临床管理策略提供依据。

冻结步态是脑小血管病(Cerebral small vessel disease, CSVD)患者摔倒的主要因素，严 重影响患者的生活质量，并增加患者死亡的风险。冻结步态的发生机制复杂，本研究通过多模态影像技术手段，从脑结构、神经纤维连接及脑代谢的角度来研究冻结步态的发生机制。课题组前期搭建了运动功能定量化评估系统，在本项目中我们使用该系统来采集受试者的定量化运动功能参数。本课题建立了CSVD步态障碍数据库，登记的444例脑小血管病患者中，共有144位同时采集了影像和步态参数。在脑小血管病队列中，筛选出脑小血管病冻结步态（CSVD-FOG）24例和脑小血管病非冻结步态（CSVD-no-FOG）患者72例进行对照，发现CSVD-FOG组步速较对照组明显减低；步幅、步长在CSVD-FOG组也显著的变短，CSVD-FOG患者步高变小，步宽较对照组变宽。使用脑体积分割技术对脑白质与灰质进行分割，发现CSVD-FOG患者的脑白质高信号体积较帕金森病冻结步态（PD-FOG）组显著升高；同时发现两组患者在灰质体积、白质体积方面无显著差异。使用DTI技术比较CSVD-FOG与PD-FOG神经纤维受损情况，CSVD-FOG较PD-FOG组在皮层下广泛白质区、胼胝体、内囊、外囊、前后丘脑辐射、脑干FA值显著减低；而CSVD-FOG较PD-FOG组在皮层下广泛白质区、胼胝体、内囊、外囊、前后丘脑辐射、脑干AD、RD、MD值显著升高。使用18FFDG-PET/CT检查进行脑部糖代谢评估，发现CSVD-FOG在双侧壳核、尾状核头及额叶代谢减低，提示CSVD-FOG与PD-FOG脑代谢模式存在差异；使用11CCFT-PET/CT检查进行脑多巴胺代谢评估，发现CSVD-FOG患者基底节区多巴胺代谢通路未见明显异常，而PD-FOG患者基底节区多巴胺代谢通路有明显受损。CSVD-FOG颅内白质病变较突出，合并神经纤维完整性破坏，在额叶及双侧壳核、尾状核头出现糖代谢减低，而同PD-FOG不一样，CSVD不合并多巴胺代谢通路障碍。CSVD-FOG的发生有更多的血管病变因素参与其中。