Matsuo等認為腦幹或小腦梗死後出現齶肌陣攣是齒狀核一紅核一下橄欖核去神經支配後的高敏感性所導致。病理上HOD主要表現為ION神經元胞漿內空泡樣變性、胞核增大,星形細胞和神經膠質細胞增生,神經元細胞並沒有數目的增加不同的病理變化與病變的不同發展時期有關。在磁共振檢查問世之前診斷HOD很困難,最後確診只能靠屍體解剖。MRI由於沒有骨偽影、軟組織解析度高,因此可以清晰地顯示延髓病變。HODMRI主要表現為ION部位長T2WI、等或長T1WI信號,ION體積可正常或增大。文獻上也有幾例T1WI稍高信號報導,其原因可能與細胞記憶體在大量蛋白樣物質有關,這些物質導致T1時間縮短,T1WI信號增高。ION MRI信號和形態特點與MRI檢查距原發病變時間長短有關。文獻上報導最早原發部位發病3周MRI上可以出現ION部位信號改變,ION體積可無明顯改變,6個月後ION發生肥大,8個月時最清晰,3-4年後崩解。Kitajima等報導ION區T2WI高信號最長可持續到病變後8年。MRI診斷HOD的重要依據是遠隔性損害:①齒狀核一紅核一下橄欖核環路上存在病損;②ION部位且僅限於該部位出現T2WI高信號,和(或)ION的體積增大。
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