Alzheimer sürekliliğinde mediyal temporal lob alt bölgelerinin morfometrik özelliklerinin iki farklı segmentasyon yazılımı aracılığıyla incelenmesi
Investigation of morphometric features of the medial temporal lobe subregions in alzheimer's continuum using two different segmentation softwares
Yazar: ZERRİN YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM HAKAN GÜRVİT
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı / İleri Nörolojik Bilimler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Nöroloji = Neurology

Özet:
Alzheimer hastalığı (AH) klinik olarak asemptomatik, sübjektif kognitif bozukluk (SCI), hafif kognitif bozukluk (MCI) ve AH demansı (AHD) evrelerinden oluşan bir sürekliliktir. Medial temporal lob (MTL) yapılarının ilerleyici nörodejenerasyonları hastalığın klinik evrelerine karşılık gelmektedir. MTL'nin manyetik rezonans görüntülemede (MRG) segmentasyonu için yaygın kullanılan iki yazılım FreeSurfer (FS) ve Hippokampal Alt-Bölgelerin Otomatik Segmentasyonu (ASHS) yazılımıdır. Bu çalışmada AH sürekliliğinde iki segmentasyon yöntemiyle elde edilen alt alan hacimlerinin AH patolojik protein birikimlerinden ne düzeyde etkilendiklerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Çalışmaya 10 AHD, 46 MCI, 125 SCI ve 103 sağlıklı kontrol dahil edilmiştir. Katılımcıların MTL yapıları iki yazılımla segmente edildikten sonra bu yapıların hacimleri ile beyin omurilik sıvısı Amiloid-Beta (A), fosfo-tau (T) ve total-tau pozitifliği arasındaki ilişki incelenmiştir. Ardından katılımcılar A ve T pozitifliklerine göre üç gruba ayrılmış (A-T-, A+T-, A+T+) ve bu sınıflamanın alt alanlar üzerindeki etkisi incelenmiştir.
ASHS yönteminde T pozitifliğiyle Subikulum ve CA2/3 hacmi ilişkiliydi. A+T+ grupta CA1, dentat girus (DG) ve entorhinal korteks (ErC) hacmi diğer gruplara göre daha düşüktü. FS yönteminde A pozitifliğiyle DG ve hippokampal-amigdaloid geçiş alanı hacimleri ilişkiliydi. A+T+ durumunda hemen tüm hippokampal alt alanların ve parahippokampal korteksin hacimleri A-T- gruba göre daha düşüktü.
Bu sonuçlar AH patolojisinde A ve T proteinlerinin ayrı ayrı değil birlikte pozitifliğinin MTL alt alanlarında atrofiyle daha ilişkili olduğu gösterilmiştir. ASHS analizi sonuçları patoloji bilgimizle daha iyi örtüşse de her iki yöntemin de avantaj ve dezavantajları mevcuttur.

Abstract:
Alzheimer's disease (AD) is a continuum, clinically consisting of asymptomatic, subjective cognitive impairment (SCI), mild cognitive impairment (MCI), and dementia (ADD) stages. Progressive neurodegeneration of medial temporal lobe (MTL) subfields corresponds to the clinical stages of the AD. The two widely used softwares for segmentation of MTL on magnetic resonance imaging (MRI) are FreeSurfer (FS) and Automatic Segmentation of Hippocampal Subfields (ASHS). In this study, it was aimed to compare the two segmentation methods in terms of evaluating the extent to which the subfield volumes are affected by the presence of AD biomarkers.
Ten ADD, 46 MCI, 125 SCI and 103 healthy controls were included. The relationship between the volumes of MTL structures and cerebrospinal fluid Amyloid-Beta (A), phospho-tau (T) and total-tau positivity was examined. Then, the participants were divided into three groups (A-T-, A+T-, A+T+), and the effect of this classification on the subfields was examined.
In the ASHS, T positivity was associated with Subiculum and CA2/3 volumes. CA1, dentate gyrus (DG) and entorhinal cortex (ErC) volumes were lower in the A+T+, compared to the other groups. In the FS, A positivity was associated with DG and hippocampal-amygdaloid transition area volumes. In the A+T+, the volumes of almost all subfields were lower than in the A-T-.
These results showed that in AD, the positivity of A and T proteins together rather than separately is more associated with atrophy in MTL subfields. Although the results of ASHS analysis better match with our pathology knowledge, both methods have advantages and disadvantages.