Zastosowanie obrazowania tensora dyfuzji w chorobie Alzheimera: Kwantyfikacja zmian mikrostrukturalnych istoty białej

Choroba Alzheimera (AD) jest najczęstszą przyczyną demencji u osób starszych, odpowiadając za 60-70% wszystkich przypadków demencji. Jest to rozpoznanie neuropatologiczne stwierdzone obecnością splotów neurofibrylarnych i blaszek starczych w mózgu pacjentów z otępieniem. Choroba często zaczyna się od upośledzenia pamięci, ale niezmiennie następuje po nim postępujące globalne upośledzenie funkcji poznawczych. Głównym czynnikiem ryzyka choroby Alzheimera jest wiek, a częstość występowania podwaja się co 5 lat po 65 roku życia.

Diagnoza choroby Alzheimera zazwyczaj obejmuje badania fizykalne i neurologiczne, wywiad lekarski i ocenę stanu psychicznego, badania laboratoryjne oraz obrazowanie mózgu (takie jak rezonans magnetyczny), które może zidentyfikować inne przyczyny problemów, takie jak udar, guz lub uraz głowy. Na podstawie badania fizykalnego i neurologicznego stwierdzono, że choroba Alzheimera charakteryzuje się stopniowym początkiem i postępującym spadkiem funkcji poznawczych ze spadkiem funkcji motorycznych i czuciowych aż do późniejszych stadiów; średni przebieg choroby Alzheimera wynosi około dziesięciu lat, a okres od diagnozy do śmierci wynosi od 3 do 20 lat. Upośledzenie pamięci występuje w najwcześniejszych stadiach choroby; pacjenci mają trudności z przyswajaniem nowych informacji i zapamiętywaniem ich dłużej niż kilka minut. W miarę postępu choroby zdolność uczenia się jest coraz bardziej upośledzona, zanikają dalsze wspomnienia. Inne straty poznawcze obejmują afazję, apraksję, dezorientację i zaburzenia oceny. Zaburzenia funkcji poznawczych wpływają na życie codzienne; pacjenci mają trudności z planowaniem posiłków, zarządzaniem finansami lub lekami, korzystaniem z telefonu, prowadzeniem samochodu. Wiele zdolności może pozostać nietkniętych do późniejszych etapów, w tym wykonywania codziennych czynności związanych z samoobsługą, takich jak jedzenie, kąpiel. Pacjenci wykazują zmiany osobowości, drażliwość, niepokój, depresję. Urojenia, halucynacje i agresja. Ocena laboratoryjna obejmuje markery biochemiczne jako pomiar płynu mózgowo-rdzeniowego, w tym białka Tau, peptydów beta amyloidu lub białka nici nerwowej oraz pomiar biomarkerów moczu, w tym białka nici nerwowej. Testy obejmują również geny preseniliny Apo lipoproteiny E epsilon 4, gen prekursora amyloidu lub TREM2. Obrazowanie tensora dyfuzji (DTI) to technologia obrazowania oparta na obrazowaniu ważonym dyfuzją rezonansu magnetycznego, która umożliwia ilościową analizę anizotropii cząsteczek wody w różnych kierunkach, aby w sposób nieinwazyjny obserwować mikrostrukturę tkanek. Tak więc obrazowanie tensora dyfuzji może dostarczyć informacji o orientacji włókien, uszkodzeniu włókna i przepuszczalności błony, których nie można uzyskać za pomocą konwencjonalnego MRI. Obrazowanie tensora dyfuzji umożliwia mapowanie zmian mikrostruktury istoty białej w rozwoju, starzeniu się i zaburzeniach neurologicznych. Na podstawie tensora można wyprowadzić średnią dyfuzyjność (DM) i ułamkową anizotropię (FA), która jest najbardziej solidną miarą anizotropii, która mierzy stopień odchylenia od dyfuzji izotropowej. ). Niedawno zaproponowano dodatkowy indeks pochodzący z DT-MRI. Wskaźnik ten mierzy stopień podobieństwa orientacji sąsiednich wokseli i jego nazwaną spójność między wokselami (C).

Zatem obrazowanie tensora dyfuzji stało się w ostatnich latach potężną techniką w badaniu chorób neurodegeneracyjnych.