Metodiche di risonanza magnetica avanzata nella Malattia di Alzheimer: T1 mapping come possibile marcatore di amiloidosi

Abstract

Contesto e Obiettivo: Tra le metodiche di risonanza magnetica (RM) avanzata, il T1 mapping rappresenta una tecnica promettente capace di rilevare alterazioni microstrutturali e biochimiche nel cervello offrendo un vantaggio significativo rispetto alle metodiche convenzionali. Lo scopo del nostro studio è analizzare il ruolo della stima quantitativa dei valori T1(qT1) del cervello come possibile indice della malattia di Alzheimer e valutare l’influenza del grado di compromissione cognitiva e dell’atrofia sui medesimi valori.

Materiali e metodi: Un gruppo di 29 pazienti con AD e 22 controlli sani (HC) ha eseguito una RM 3T usando un protocollo di studio con sequenza CSMP2RAGE, ottenendo immagini strutturali 3D T1 e una mappa quantitativa T1. Le scansioni, segmentate con FreeSurfer, hanno permesso di estrarre i valori qT1 nelle regioni corticali e sottocorticali. Un modello lineare a effetti misti ha valutato la differenza di qT1 tra i gruppi e la relazione tra il volume regionale e i valori di qT1. I pazienti AD sono stati anche stratificati in base al MMSE con un median split per esplorare differenze di qT1 legate allo stadio clinico.

Risultati: L'analisi statistica ha mostrato un aumento significativo dei valori qT1 nei pazienti con AD rispetto agli HC nelle regioni notoriamente coinvolte nella patologia. Ad esempio, gli ippocampi hanno evidenziato un aumento significativo dei valori qT1 (p=0.0017), indipendente dal grado di compromissione cognitiva (AD prodromici vs conclamati p=0.73), ma modulato dalla variazione del volume regionale (p<0.001). Questa modulazione dell'atrofia sui valori qT1 non è stata osservata negli HC.

Conclusioni: Abbiamo evidenziato la presenza di alterazioni nei valori qT1 nei pazienti con AD rispetto agli HC in regioni tipicamente coinvolte dalla malattia. Questo suggerisce che i cambiamenti nella composizione microscopica del cervello, fra cui la deposizione di β-amiloide, siano in grado in questi soggetti di influenzare questa metrica.

Background and Purpose: Among advanced magnetic resonance imaging (MRI) techniques, T1 mapping is a promising method capable of detecting microstructural and biochemical alterations in the brain, offering significant advantages over conventional methods. The aim of our study is to analyze the role of quantitative estimation of T1 values (qT1) in the brain as a potential index of Alzheimer's disease and to assess the influence of cognitive impairment and atrophy on these values.

Materials and Methods: A group of 29 Alzheimer's disease (AD) patients and 22 healthy controls (HC) underwent 3T MRI using a study protocol with CS MP2RAGE sequence, obtaining 3D T1 structural images and quantitative T1 maps. Scans were segmented using FreeSurfer to extract qT1 values in cortical and subcortical regions. A mixed-effects linear model evaluated qT1 differences between groups and the relationship between regional volume and qT1 values. AD patients were also stratified based on MMSE using a median split to explore qT1 differences related to clinical stage.

Results: Statistical analysis revealed a significant increase in qT1 values in AD patients compared to HC, particularly in regions known to be affected by the disease. For instance, the hippocampi showed a significant increase in qT1 values (p=0.0017), independent of cognitive impairment (prodromal AD vs. established AD: p=0.73), but influenced by regional volume variation (p<0.001). This modulation of atrophy on qT1 values was not observed in HC.

Conclusions: We identified alterations in qT1 values in AD patients compared to HC in regions typically affected by the disease. This suggests that changes in the brain's microscopic composition, including β-amyloid deposition, may influence this metric in these individuals.