Aplikace difúzního tenzorového zobrazování u Alzheimerovy choroby: Kvantifikace mikrostrukturálních změn bílé hmoty

Alzheimerova choroba (AD) je nejčastější příčinou demence u starších lidí a představuje 60–70 % všech případů demence. Jde o neuropatologickou diagnózu stanovenou přítomností neurofibrilárních klubek a senilních plátů v mozku pacientů s demencí. Onemocnění často začíná poruchou paměti, ale je vždy následováno progresivním globálním kognitivním poškozením. Hlavním rizikovým faktorem Alzheimerovy choroby je věk, přičemž prevalence se každých 5 let po dosažení věku 65 let zdvojnásobuje.

Diagnóza Alzheimerovy choroby obvykle zahrnuje fyzické a neurologické vyšetření, jako je anamnéza a hodnocení duševního stavu, laboratorní vyšetření a zahrnuje zobrazování mozku (jako je MRI), které by mohlo identifikovat další příčiny problémů, jako je mrtvice, nádor nebo trauma hlavy. Fyzikálním a neurologickým vyšetřením Alzheimerova choroba charakterizovaná postupným nástupem a progresivním úpadkem kognitivních funkcí se zhroucením motorických a senzorických funkcí až do pozdějších fází; průměrný průběh Alzheimerovy choroby je přibližně deset let, s rozmezím 3 až 20 let trvání od diagnózy do smrti. Poškození paměti je přítomno v nejranějších stádiích onemocnění; pacienti mají potíže naučit se nové informace a udržet si je déle než několik minut. Jak nemoc postupuje, schopnost učit se stále více kompromituje a ztrácí se vzdálenější vzpomínky. Mezi další kognitivní ztráty patří afázie, apraxie, dezorientace a zhoršený úsudek. Kognitivní poruchy ovlivňují každodenní život; pacienti mají potíže s plánováním jídla, hospodařením s financemi nebo léky, používáním telefonu, řízením. Mnoho kapacit může zůstat nedotčeno až do pozdějších fází, včetně provádění činností sebeobsluhy každodenního života, jako je jídlo, koupání. U pacientů se projevuje změna osobnosti, podrážděnost, úzkost, deprese. Bludy, halucinace a agrese. Laboratorní hodnocení zahrnuje biochemické markery jako měření mozkomíšního moku včetně proteinu Tau, amyloidních beta peptidů nebo proteinu nervových vláken a měření biomarkerů moči včetně proteinu nervových vláken. Také testování zahrnující Apo lipoprotein E epsilon 4 alely presenilinové geny, amyloidní prekurzorový gen nebo TREM2. Difuzní tensor imaging (DTI) je zobrazovací technologie založená na magnetické rezonanci difuzně váženém zobrazování, která může provádět kvantitativní analýzu anizotropie molekul vody v různých směrech, aby bylo možné neinvazivně pozorovat mikrostrukturu tkání. Zobrazování difuzního tenzoru tedy může poskytnout informace o orientaci vlákna, poškození vlákna a propustnosti membrány, které nelze získat konvenční MRI. Difúzní tenzorové zobrazování umožňuje mapování změn mikrostruktury bílé hmoty ve vývoji, stárnutí a neurologických poruchách. Z tenzoru je možné odvodit střední difuzivitu (DM) a frakční anizotropii (FA), což je nejrobustnější měřítko anizotropie, které měří stupeň odchylky od izotropní difúze. ). Nedávno byl navržen další index odvozený z DT-MRI. Tento index měří stupeň podobnosti orientace sousedních voxelů a jeho pojmenovanou inter-voxelovou koherenci (C).

Zobrazování tenzorů difúze se proto v posledních letech stalo silnou technikou při studiu neurodegenerativních onemocnění.