Risonanza magnetica quantitativa con "T1 mapping" nella malattia di Alzheimer

Abstract

Scopo del lavoro. Nella diagnosi differenziale della malattia di Alzheimer (AD) gli studi morfologici di risonanza magnetica (RM) rivestono già oggi un ruolo importante, tanto da essere inclusi nei criteri A/T/N. Tuttavia, le alterazioni strutturali sono spesso tardive e mancano di una correlazione specifica con il processo patologico sottostante. In questo contesto, lo scopo del nostro studio è quello di analizzare il ruolo della stima dei valori di T1 quantitativo (qT1) regionali dell’encefalo in RM come possibile indice di patologia AD-correlata. Materiali e Metodi. 34 pazienti AD e 22 controlli sani (HC) sono stati sottoposti a RM su scanner 3T (Siemens Healthcare, Erlangen, Germania) con un protocollo di studio che includeva una sequenza MP2RAGE accelerata con tecnica compressed sensing 4,6x, ottenendo così un set di immagini 3D T1 strutturali e una mappa quantitativa del T1. L’encefalo dei soggetti è stato quindi segmentato tramite software FreeSurfer 6.0. Le maschere di sostanza grigia così ottenute sono state utilizzate per estrarre sia i valori volumetrici, sia i dati qT1 delle regioni esaminate. Risultati. L’analisi statistica ha dimostrato un significativo incremento dei valori di qT1 soprattutto in regioni note per essere coinvolte in AD. Ad esempio, gli ippocampi hanno mostrato bilateralmente alterazioni di qT1 significative (p < .001). La regressione lineare con i valori di volume ippocampali ha dimostrato un’assenza di correlazione nel gruppo di soggetti sani e la presenza di una correlazione significativa, ma debole, nel gruppo di pazienti (R2=0.19, p=0.007 a sinistra e R2=0.14, p=0.004 a destra). Conclusioni. I risultati dimostrano la presenza di alterazioni di qT1 nei pazienti AD che non sembrano giustificate dal solo processo di atrofia, suggerendo quindi la possibilità che esistano modificazioni della composizione microscopica del tessuto encefalico nell’Alzheimer capaci di influenzare questa metrica di RM.

Aim of the study. Magnetic resonance imaging (MRI) studies play an important role in the differential diagnosis of patients with suspected Alzheimer’s disease (AD), so that they are included in the A/T/N criteria. However, structural changes are often seen in later stages of the disease, and they lack a specific correlation with the underlying pathological process. In this context, the aim of our study is to explore the role of MRI regional brain quantitative T1 (qT1) value estimation as a possible MRI index of AD pathology. Methods. 34 AD patients and 22 healthy controls (HC) underwent an MRI scan on a clinical 3T MR scanner (Siemens Healthcare, Erlangen, Germany) with a study protocol that included an MP2RAGE sequence with 4,6x compressed sensing acceleration which outputs includes a structural 3D T1 image and a coupled quantitative T1 map. Then, brains were segmented with Freesurfer 6.0 and the resulting grey matter segmentation masks were used to extract volumetric and qT1 regional values. Results. Statistical analysis showed a significant increase of qT1 values across patients mostly in regions known to be highly involved in AD. For example, hippocampal regions bilaterally showed significative qT1 changes (p < .001). Linear regression analysis with hippocampal volume values revealed absence of a correlation in HC and the presence of a statistically significant but weak correlation in the AD group (R2=0.19, p=0.007 in left hippocampus and R2=0.14, p=0.004 in right hippocampus). Conclusions. Our study shows the presence of qT1 changes in AD patients that are not justified by the atrophic process alone, suggesting in this way the existence of other changes in the microscopic composition of brain tissue in AD capable of influencing this MRI parameter.