Dinlenim durumu fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemede düşük frekanslı dalgalanma genliklerinin (ALFF) anatomik ölçümler ve fonksiyonel bağlantısallık bulguları ile bağıntılarının araştırılması
Investigation of the relationship of amplitude of low frequency fluctuation (ALFF) with anatomical measurements and functional connectivity findings in resting state functional magnetic resonance imaging
Yazar: MESUT CANLI
Danışman: PROF. DR. TAMER DEMİRALP
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Anatomi = Anatomy ; Frekans analizi = Frequency analysis ; Frekans dağılımı = Frequency dispersion ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Manyetik rezonans görüntüleme = Magnetic resonance imaging ; Nörofizyoloji = Neurophysiology ; Nörogörüntüleme = Neuroimaging ; Sinir ağları = Nerve net ; Ölçümleme = Measurement

Özet:
Amaç: Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG), beynin yapısal ve fonksiyonel olarak incelenmesine olanak tanıyan bir nörogörüntüleme tekniğidir. Bu tezde anatomik MRG bulguları ile dinlenim durumu fonksiyonel MRG'den (fMRG) elde edilen Düşük Frekanslı Dalgalanma Genliği (ALFF) ve fonksiyonel bağlantısallık (FC) bulgularının karşılaştırmalı analizi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ilerleyici nörodejenerasyona yol açan Alzheimer Hastalığı'nda üç yöntemin bulgularının birbirini tamamlayıcı özellikleri araştırılmıştır.
Hastalar ve yöntem: Karşılaştırılan nörogörüntüleme yöntemleri, 33 Subjektif Kognitif Bozukluk (SKB), 34 Hafif Kognitif Bozukluk (HKB) ve 21 Alzheimer Hastalığı Demansı (AHD) tanılı hastanın verileri üzerinde değerlendirilmiştir. Anatomik MRG'ye voksel temelli morfometri (VBM) analizi uygulanarak gri madde yoğunlukları elde edilmiştir. Fonksiyonel MRG verisine ise ALFF ve istatistiksel anlamlı ALFF farkı gösteren bölgelerden yola çıkarak tohum temelli FC analizi uygulanmıştır.
Bulgular: AHD grubunda HKB ve SKB gruplarına göre bilateral temporal, frontal, limbik ve serebellar alanlarda gri madde yoğunluğu azalması, ALFF ölçümündeyse sol hippokampus, sol parahippokampal girus, sol amigdala, sağ hippokampus ve sol superior temporal kutupta istatistiksel anlamlı artış saptanmıştır. Yüksek ALFF saptanan alanların gri madde yoğunluğunda en fazla azalma görülen alanlarla örtüşmesi nörodejenerasyonun yerel nöral aktivitede artışa yol açtığını göstermektedir. ALFF'nin arttığı sol parahippokampal girusta çevre alanlarla FC artışı, sağ hippokampusta ise sol frontal bölgeler ile negatif bir FC saptanmıştır.
Sonuçlar: Nöron kaybının nöral aktivitede azalmadan çok artışa yol açması ve iki hemisferin nöral aktivitesini arttıran medyal temporal alanlarının fonksiyonel bağlantısallığının birbirine zıt yönde değişmesi, üç MRG ölçütünün entegratif değerlendirilmesinin nöropsikiyatrik bozuklukların altında yatan süreçlere ilişkin daha kapsamlı yorumlara ulaşma olanağı sunduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Objective: Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a neuroimaging technique that allows us to examine the brain structurally and functionally. This thesis aims the comparative analysis of the anatomic MRI findings and the findings of the Amplitude of Low Frequency Fluctuation (ALFF) and functional connectivity (FC) analyses carried out on resting-state functional MRI (fMRI) measurements. For this purpose, complementary features of the three methods have been investigated on Alzheimer's Disease that results to a progressive neurodegeneration.
Patients and Methods: Neuroimaging methods have been evaluated and compared on 33 Subjective Cognitive Impairment (SCI), 34 Mild Cognitive Impairment (MCI) and 21 Alzheimer's Disease Dementia (ADD) patients. Gray matter intensities were obtained by performing voxel-based morphometry (VBM) analyses on anatomical MRI data. Functional MRI data were analyzed by applying ALFF measurements and seed-based FC analyses based on areas of statistically significant ALFF differences.
Results: Gray matter intensities decreased in the ADD group compared to the MCI and SCI groups in bilateral temporal, frontal, limbic and cerebellar areas, while ALFF values significantly increased in the left hippocampus, left parahippocampal gyrus, left amygdala and right hippocampus. Overlapping areas of high ALFF and largest gray matter loss indicates that the neurodegeneration leads to increase in local neural activity. On the other hand, left parahippocampal gyrus displayed a high FC with the neighboring areas in contrast to the negative FC between right hippocampus and left frontal regions, whereby both structures displayed high ALFF.
Conclusions: Although both display increased neural activity, increase rather than decrease of the neural activity in the areas with highest neuronal loss and changes of the functional connectivity of the medial temporal lobes of both hemispheres in opposite directions show that integrated analyses of three MRI metrics provides opportunity to interprete neural processes underlying neuropsychiatric disorders in a more extensive manner.